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PLC串口通信原理

來源:上海冠寧科技發展有限公司   2022年04月07日 08:47  

plc各型主機均內建2個通信接口的標準配置,即一個RS232和一個RS485通信接口,其RS232接口主要用于上下載程序或用來與上位機、觸摸屏通信,而RS485接口主要用于組建使用RS485協議的網絡,實現通信控制。
  1.RS232接口RS232-C接口連接器一般使用型號為DB-9的9芯插頭座,只需3條接口線,即"發送數據"、"接收數據"和"信號地"即可傳輸數據,其9個引腳的定義如圖1所示。
 


  圖1 RS232-C接口連接器定義

  在RS232的規范中,電壓值在+3V~+15V(一般使用+6V)稱為"0"或"ON"。電壓在-3V~-15V(一般使用-6V)稱為"1"或"OFF";計算機上的RS232"高電位"約為9V,而"低電位"則約為-9V。
  RS232為全雙工工作模式,其信號的電壓是參考地線而得到的,可以同時進行數據的傳送和接收。在實際應用中采用RS232接口,信號的傳輸距離可以達到15m。不過RS232只具有單站功能,即一對一通信。
  2.RS485接口RS485采用正負兩根信號線作為傳輸線路。兩線間的電壓差為+2V~6V表示邏輯"1":兩線間的電壓差為-2V~6V表示邏輯"0"。  RS485為半雙工工作模式,其信號由正負兩條線路信號準位相減而得,是差分輸入方式,抗共模力強,即抗噪聲干擾性好;實際應用中其傳輸距離可達1200米。RS485具有多站能力,即一對多的主從通信。
  在串行通信中,數據通常是在兩個站之間傳送,按照數據在通信線路上的傳送方向可分為3種基本的傳送方式:單工、半雙工和全雙工,如圖2所示。
  


  圖2 單工、半雙工和全雙工通信


  單工通信使用一根導線,信號的傳送方和接收方有明確的方向性。也就是說,通信只在一個方向上進行。
  若使用同一根傳輸線既作為接收線路又作為發送線路,雖然數據可以在兩個方向上傳送,但通信雙方不能同時收發數據,這樣的傳送方式稱為半雙工。采用半雙工方式時,通信系統每一端的發送器和接收器,通過收發開關分時轉接到通信線上,進行方向的切換。
  當數據的發送和接收,分別由兩根不同的傳輸線傳送時,通信雙方都能在同一時刻進行發送和接收操作,這樣的傳送方式就是全雙工。在全雙工方式下,通信系統的每一端都設置了發送器和接收器,因此,能控制數據同時在兩個方向上傳輸。全雙工方式無須進行方向的切換。
  串行通信可分為兩種類型,一種是同步通信,另一種是異步通信。采用同步通信時,將所有字符組成一個組,這樣,字符可以一個接一個地傳輸,但是,在每組信息的開始要加上同步字符,在沒有信息要傳輸時,填上空字符,因為同步傳輸不允許有空隙。采用異步通信時,兩個字符之間的傳輸間隔是任意的,所以,每個字符的前后都要用一些數據位來作為分隔位。比較起來,在傳輸率相同時,同步通信方式下的信息有效率要比異步方式高,因為同步方式的非數據信息比例比較小。但是,從另一方面看,同步方式要求進行信息傳輸的雙方必須用同一個時鐘進行協調,正是這個時鐘確定了同步串行傳輸過程中每一個信息位的位置。這樣一來,如果采用同步方式,那么,在傳輸數據的同時,還必須傳輸時鐘信號。而在異步方式下,接收方的時鐘頻率和發送方的時鐘頻率不必*一樣,而只要比較相近,即不超過一定的允許范圍就行了。在數據傳輸中,較為廣泛采用的是異步通信,異步通信的標準數據格式如圖3所示。

圖片

  圖3 異步通信數據格式

  從圖3所列格式可以看出,異步通信的特點是一個字符一個字符地傳輸,并且每個字符的傳送總是以起始位開始,以停止位結束,字符之間沒有固定的時間間隔要求。每一次有一個起始位,緊接著是5~8個的數據位,再后為校驗位,可以是奇檢驗,也可以是偶校驗,也可不設置,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度的空閑位。停止位和空閑位都規定為高電平,這樣就保證起始位開始處一定有一個下降沿,以此標識開始傳送數據。

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