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詳解 PLC 串口通訊原理
PLC串口通信原理
PLC各型主機均內(nèi)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(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)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(fā)送數(shù)據(jù)",、"接收數(shù)據(jù)"和"信號地"即可傳輸數(shù)據(jù),，其9個引腳的定義如圖11-3所示。
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(shù)據(jù)的傳送和接收,。在實際應(yīng)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,，抗共模干擾能力強,，即抗噪聲干擾性好；實際應(yīng)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(shù)據(jù)通常是在兩個站之間傳送,，按照數(shù)據(jù)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11-4所示,。
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,，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(fā)送線路，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳送,，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù),，這樣的傳送方式稱為半雙工。采用半雙工方式時,，通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器和接收器,，通過收發(fā)開關(guān)分時轉(zhuǎn)接到通信線上，進行方向的切換,。
當數(shù)據(jù)的發(fā)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(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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息比例比較小,。但是，從另一方面看,，同步方式要求進行信息傳輸?shù)碾p方必須用同一個時鐘進行協(xié)調(diào),，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(shù)據(jù)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(fā)送方的時鐘頻率不必*全一樣,，而只要比較相近,，即不超過一定的允許范圍就行了。在數(shù)據(jù)傳輸中,，較為廣泛采用的是異步通信,，異步通信的標準數(shù)據(jù)格式如圖11-5所示。
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(jié)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(shù)據(jù)位,，再后為校驗位,，可以是奇檢驗,，也可以是偶校驗，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始處一定有一個下降沿,，以此標識開始傳送數(shù)據(jù),。