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串口通信原理解析

h1654155282.3538 ? 來(lái)源:璀璨電子俱樂(lè)部 ? 作者:璀璨電子俱樂(lè)部 ? 2021-02-21 10:11 ? 次閱讀
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PLC各型主機(jī)均內(nèi)建2個(gè)通信接口的標(biāo)準(zhǔn)配置,即一個(gè)RS232和一個(gè)RS485通信接口,其RS232接口主要用于上下載程序或用來(lái)與上位機(jī)、觸摸屏通信,而RS485接口主要用于組建使用RS485協(xié)議的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)通信控制。

1.RS232接口

RS232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-9的9芯插頭座,只需3條接口線(xiàn),即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”即可傳輸數(shù)據(jù),其9個(gè)引腳的定義如圖11-3所示。

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圖11-3 RS232-C接口連接器定義

在RS232的規(guī)范中,電壓值在+3V~+15V(一般使用+6V)稱(chēng)為“0”或“ON”。電壓在-3V~-15V(一般使用-6V)稱(chēng)為“1”或“OFF”;計(jì)算機(jī)上的RS232“高電位”約為9V,而“低電位”則約為-9V。

RS232為全雙工工作模式,其信號(hào)的電壓是參考地線(xiàn)而得到的,可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和接收。在實(shí)際應(yīng)用中采用RS232接口,信號(hào)的傳輸距離可以達(dá)到15m。不過(guò)RS232只具有單站功能,即一對(duì)一通信。

2.RS485接口

RS485采用正負(fù)兩根信號(hào)線(xiàn)作為傳輸線(xiàn)路。兩線(xiàn)間的電壓差為+2V~6V表示邏輯“1”:兩線(xiàn)間的電壓差為-2V~6V表示邏輯“0”。

RS485為半雙工工作模式,其信號(hào)由正負(fù)兩條線(xiàn)路信號(hào)準(zhǔn)位相減而得,是差分輸入方式,抗共模干擾能力強(qiáng),即抗噪聲干擾性好;實(shí)際應(yīng)用中其傳輸距離可達(dá)1200米。RS485具有多站能力,即一對(duì)多的主從通信。

在串行通信中,數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站之間傳送,按照數(shù)據(jù)在通信線(xiàn)路上的傳送方向可分為3種基本的傳送方式:?jiǎn)喂ぁ腚p工和全雙工,如圖11-4所示。

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圖11-4 單工、半雙工和全雙工通信

單工通信使用一根導(dǎo)線(xiàn),信號(hào)的傳送方和接收方有明確的方向性。也就是說(shuō),通信只在一個(gè)方向上進(jìn)行。

若使用同一根傳輸線(xiàn)既作為接收線(xiàn)路又作為發(fā)送線(xiàn)路,雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送,但通信雙方不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù),這樣的傳送方式稱(chēng)為半雙工。采用半雙工方式時(shí),通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器和接收器,通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)分時(shí)轉(zhuǎn)接到通信線(xiàn)上,進(jìn)行方向的切換。

當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,分別由兩根不同的傳輸線(xiàn)傳送時(shí),通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作,這樣的傳送方式就是全雙工。在全雙工方式下,通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器,因此,能控制數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸。全雙工方式無(wú)須進(jìn)行方向的切換。

串行通信可分為兩種類(lèi)型,一種是同步通信,另一種是異步通信。采用同步通信時(shí),將所有字符組成一個(gè)組,這樣,字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸,但是,在每組信息的開(kāi)始要加上同步字符,在沒(méi)有信息要傳輸時(shí),填上空字符,因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有空隙。采用異步通信時(shí),兩個(gè)字符之間的傳輸間隔是任意的,所以,每個(gè)字符的前后都要用一些數(shù)據(jù)位來(lái)作為分隔位。比較起來(lái),在傳輸率相同時(shí),同步通信方式下的信息有效率要比異步方式高,因?yàn)橥椒绞降姆菙?shù)據(jù)信息比例比較小。但是,從另一方面看,同步方式要求進(jìn)行信息傳輸?shù)碾p方必須用同一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行協(xié)調(diào),正是這個(gè)時(shí)鐘確定了同步串行傳輸過(guò)程中每一個(gè)信息位的位置。這樣一來(lái),如果采用同步方式,那么,在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí),還必須傳輸時(shí)鐘信號(hào)。而在異步方式下,接收方的時(shí)鐘頻率和發(fā)送方的時(shí)鐘頻率不必完全一樣,而只要比較相近,即不超過(guò)一定的允許范圍就行了。在數(shù)據(jù)傳輸中,較為廣泛采用的是異步通信,異步通信的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式如圖11-5所示。

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圖11-5 異步通信數(shù)據(jù)格式

從圖11-5所列格式可以看出,異步通信的特點(diǎn)是一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸,并且每個(gè)字符的傳送總是以起始位開(kāi)始,以停止位結(jié)束,字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求。每一次有一個(gè)起始位,緊接著是5~8個(gè)的數(shù)據(jù)位,再后為校驗(yàn)位,可以是奇檢驗(yàn),也可以是偶校驗(yàn),也可不設(shè)置,最后是1比特,或1比特半,或2比特的停止位,停止位后面是不定長(zhǎng)度的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平,這樣就保證起始位開(kāi)始處一定有一個(gè)下降沿,以此標(biāo)識(shí)開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。
責(zé)任編輯人:CC

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