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详解 PLC 串口通讯原理

出处:电子工程世界 发布于:2018-05-29 15:20:54 | 204 次阅读

  PLC串口通信原理
  PLC各型主机均内建2个通信接口的标准配置,即一个RS232和一个RS485通信接口,其RS232接口主要用于上下载程序或用来与上位机、触摸屏通信,而RS485接口主要用于组建使用RS485协议的网络,实现通信控制。
  1.RS232接口RS232-C接口连接器一般使用型号为DB-9的9芯插头座,只需3条接口线,即"发送数据"、"接收数据"和"信号地"即可传输数据,其9个引脚的定义如图11-3所示。
 

  图11-3 RS232-C接口连接器定义


  在RS232的规范中,电压值在+3V~+15V(一般使用+6V)称为"0"或"ON"。电压在-3V~-15V(一般使用-6V)称为"1"或"OFF";计算机上的RS232"高电位"约为9V,而"低电位"则约为-9V。
  RS232为全双工工作模式,其信号的电压是参考地线而得到的,可以同时进行数据的传送和接收。在实际应用中采用RS232接口,信号的传输距离可以达到15m。不过RS232只具有单站功能,即一对一通信。
  2.RS485接口RS485采用正负两根信号线作为传输线路。两线间的电压差为+2V~6V表示逻辑"1":两线间的电压差为-2V~6V表示逻辑"0"。
  RS485为半双工工作模式,其信号由正负两条线路信号准位相减而得,是差分输入方式,抗共模干扰能力强,即抗噪声干扰性好;实际应用中其传输距离可达1200米。RS485具有多站能力,即一对多的主从通信。
  在串行通信中,数据通常是在两个站之间传送,按照数据在通信线路上的传送方向可分为3种基本的传送方式:单工、半双工和全双工,如图11-4所示。
  

  图11-4 单工、半双工和全双工通信


  单工通信使用一根导线,信号的传送方和接收方有明确的方向性。也就是说,通信只在一个方向上进行。
  若使用同一根传输线既作为接收线路又作为发送线路,虽然数据可以在两个方向上传送,但通信双方不能同时收发数据,这样的传送方式称为半双工。采用半双工方式时,通信系统每一端的发送器和接收器,通过收发开关分时转接到通信线上,进行方向的切换。
  当数据的发送和接收,分别由两根不同的传输线传送时,通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作,这样的传送方式就是全双工。在全双工方式下,通信系统的每一端都设置了发送器和接收器,因此,能控制数据同时在两个方向上传输。全双工方式无须进行方向的切换。
  串行通信可分为两种类型,一种是同步通信,另一种是异步通信。采用同步通信时,将所有字符组成一个组,这样,字符可以一个接一个地传输,但是,在每组信息的开始要加上同步字符,在没有信息要传输时,填上空字符,因为同步传输不允许有空隙。采用异步通信时,两个字符之间的传输间隔是任意的,所以,每个字符的前后都要用一些数据位来作为分隔位。比较起来,在传输率相同时,同步通信方式下的信息有效率要比异步方式高,因为同步方式的非数据信息比例比较小。但是,从另一方面看,同步方式要求进行信息传输的双方必须用同一个时钟进行协调,正是这个时钟确定了同步串行传输过程中每一个信息位的位置。这样一来,如果采用同步方式,那么,在传输数据的同时,还必须传输时钟信号。而在异步方式下,接收方的时钟频率和发送方的时钟频率不必完全一样,而只要比较相近,即不超过一定的允许范围就行了。在数据传输中,较为广泛采用的是异步通信,异步通信的标准数据格式如图11-5所示。
  

  图11-5 异步通信数据格式


  从图11-5所列格式可以看出,异步通信的特点是一个字符一个字符地传输,并且每个字符的传送总是以起始位开始,以停止位结束,字符之间没有固定的时间间隔要求。每一次有一个起始位,紧接着是5~8个的数据位,再后为校验位,可以是奇检验,也可以是偶校验,也可不设置,最后是1比特,或1比特半,或2比特的停止位,停止位后面是不定长度的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平,这样就保证起始位开始处一定有一个下降沿,以此标识开始传送数据。

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