串口通信简介
无人机数传是指通过数传模块将飞行器所采集到的数据，例如高度、速度、GPS信息、传感器数据等，传输到地面控制站或者云端服务器上进行分析和处理。数据传输采用的是数传模块，其工作原理类似于无线网络传输，数据可以通过无线信号传输到地面设备上。
串口通信是数传的一种实现方式，它使用串行通信协议进行数据传输。串口通信将数据按位依次传输，每位数据占据固定的时间长度，只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
在串口通信中，TTL、RS-232、RS-422和RS-485都是常见的电平标准，它们之间的主要区别在于电信号的电压和传输方式。
一、TTL
TTL（transistor transistor logic）即晶体管-晶体管逻辑电平。TTL电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0 V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式，被称做TTL信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。
TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。于是TTL电平的输入低电平的噪声容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高电平的噪声容限为(5-2.4)/2=1.3V。
TTL‘0’和‘1’表示
TTL电平示意图
二、RS232
RS232是一种接口电气特性的标准，全称是数据终端设备( DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准。RS232标准是由电子工业协会所制定的异步传输标准接口。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号。RS232串口出现在个人计算机上的时候，往往又被称为“COM口”。目前的串口都为九线制的RS232口，其连接器的形状一般都为D-SUB 9接口，而在历史的发展中，还出现过一种25线的RS232口，但是目前已经见不到了。
RS-232-标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制。
RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
RS-232‘0’和‘1’表示
RS232接线图
三、RS422
标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口，实际上还有一根信号地线，共5根线。其DB9连接器引脚定义，由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。
四、RS485
RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以有极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。
连接器RS-485 的国际标准并没有规定RS485 的接口连接器标准、所以采用接线端子或者DB-9、DB-25 等连接器都可以。
RS422/485‘0’和‘1’表示
RS422/485接线图
五、TTL和RS232，RS422，RS485的区别
六、补充知识
1、串口通信方式分为三种：单工、半双工和全双工。
单工是指任何时刻只允许数据单向传输；
半双工是指同一时间只允许数据单向传输，不同时刻可以选择数据的传输反向；
全双工则是指任何时刻允许数据双向传输。
2、串口数据帧格式
起始位：发送1位逻辑0（低电平），开始传输数据。
数据位：可以是5~8位的数据，先发低位，再发高位，低位在前，一般为8位（1个字节）
校验位：奇偶校验，可以没有。数据位+校验位，1的个数为偶数（偶校验），1的个数为奇数（奇校验）。
停止位：停止位是数据传输结束的标志，可以是1、1.5、2位的逻辑1（高电平）。
空闲位：空闲时数据线为高电平状态，代表无数据传输。
3、差分信号：是指两根线传输的信号，传输的是两根线之前的电压差。受干扰能力强，传输距离远。