前言

上篇講到IO- Link物理層的一些電氣參數(shù)，本篇繼續(xù)補(bǔ)充幾個關(guān)鍵點。

這里要特別注意一下CQD，要設(shè)置到1nF以下，避免COM3速率的報文被濾波，導(dǎo)致沒法支持COM3的速率。

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IO- Link的編碼格式

介紹完電氣參數(shù)后，我們來看一下IO-Link在物理層的編碼格式，它采用的是11bit編碼，包括1bit起始位；1bit停止位；8bit數(shù)據(jù)，1bit校驗位，先傳輸?shù)臀?，再傳輸高位?br />

比如傳輸0xF1時，你在邏輯分析儀上看到二進(jìn)制其實是10111000000，共11bit，第一個bit是開始bit，為低電平，中間8bit 01110000是實際傳輸?shù)?xF1的二進(jìn)制的取反，最后兩個bit分別為校驗位（偶校驗）和停止位。

因為IO- Link規(guī)定：

邏輯值“1”對應(yīng)于C/Q線和L-線之間的電壓差為0V；

邏輯值“0”對應(yīng)于C/Q線和L-線之間的電壓差為+24V；

所以我們看到的邏輯1其實是低電平信號。那么01110000取反后就是10001111，然后再把順序調(diào)換一下，因為我們正常讀寫字節(jié)都是高位在前，低位在后，因此它的實際數(shù)據(jù)就是11110001，這就是我們需要發(fā)送的0xF1在物理層的實際情況。

如果大家采用STM32進(jìn)行開發(fā)，在UART設(shè)置中，一定記得把長度，停止位，校驗碼設(shè)置正確，如下例子：

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喚醒電流

喚醒的特性，就是觸發(fā)一個喚醒電流，讓從站進(jìn)行IO- Link通信狀態(tài)。

喚醒請求（WURQ）以主站（端口）引發(fā)的電流脈沖開始，持續(xù)一段時間TWU。

喚醒請求包括以下階段：

主站根據(jù)C/Q 連接的電平，注入一個電流 IQWU。對于等效于邏輯“1”的輸入信號，這是一個電流源；對于等效于邏輯“0”的輸入信號，這是一個電流匯。

延遲一段時間，直到準(zhǔn)備好接收。

從站可以通過C/Q 線上的電壓變化或在時間TWU內(nèi)對相應(yīng)驅(qū)動元件的電流進(jìn)行評估來檢測到喚醒請求脈沖。

IQWU

主站喚醒電流脈沖的振幅，最小500mA。

TWU

主設(shè)備喚醒電流脈沖的持續(xù)時間，在75到85微秒之間。

TREN

接收使能延遲，最大500us。

從這個看，可以簡單理解為，喚醒就是在線路上喊了一聲“喂，你好嗎？”然后開始按照速率的高低發(fā)送它要請求的數(shù)據(jù)，如果從站不回應(yīng)，主站就一直一直的發(fā)送，直到從站回復(fù)為止。

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通信速率

IO-Link規(guī)定了3種通信速率：

COM3（230.4K）

COM2（38.4K)

COM1（4.8K）

為啥是這三個速率，具體原因我也沒找到。230400的16進(jìn)制是0x38400、38400的16進(jìn)制是0x9600，估計按照規(guī)律找了3個不同的速率，正好差別6-8倍，來滿足當(dāng)時的工業(yè)通信需求。

而如今，通信訴求越來越多，速率的訴求也隨之而來，已經(jīng)有很多用戶不再滿足于當(dāng)下的速率，希望能提升IO- Link的通信速率。當(dāng)然這個不是當(dāng)下就能一蹴而就的，它涉及到硬件、軟件等規(guī)范的更新和市場化。

不過我們在實際開發(fā)測試中，已經(jīng)把速率提升到了400K，未來提升到1M也是有可能的。

對于不同的通信速率，報文與報文之間的時間間隔、主站和從站的時間延遲等就需要定義清晰，協(xié)議棧里對如下幾個時間做了詳細(xì)規(guī)定：

計量單位：TBIT= 1/(transmission rate)

COM1：208.33us

COM2：26.04us

COM3：4.34us

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物理層接口

最后講一下物理層的接口，規(guī)范定義了2類接口，Class A和Class B。Class B提供了兩路電源，特別是當(dāng)下有大負(fù)載的HUB，一般都是通過Class B來進(jìn)行供電。

主站Pin腳的分配

從站Pin腳的分配

結(jié)語

好了，本篇內(nèi)容就到這里，物理層的部分就基本講完了，想要深入學(xué)習(xí)IO-Link的同學(xué)，可以拿邏輯分析儀把IO-Link的報文抓來一一解讀，這樣學(xué)習(xí)起來會更快。提前做個劇透，下篇我們將開始講述數(shù)據(jù)鏈路層的故事，還請各位看官保持關(guān)注。