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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

產(chǎn)地類別	進(jìn)口

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詳細(xì)介紹

西門子數(shù)控售后維修中心

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串口引腳定義及協(xié)議說明

串口通訊，又經(jīng)常被稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊或者PtP通訊,，是工業(yè)設(shè)備中的一種非常通用的通訊方式,，常用于獲取相對(duì)遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。

串行通信,，通常利用RS232C或者RS485電氣接口,，實(shí)現(xiàn)ASCII碼或者M(jìn)odbus通訊；其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單,，成本較低,，用于解決不同廠商產(chǎn)品之間節(jié)點(diǎn)少、數(shù)據(jù)量小,、通訊速率低,、實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合,，如過程儀表、變頻器,、連接掃描儀,、條碼閱讀器等帶有串行通訊接口的設(shè)備，CP卡加載通訊協(xié)議后,，還可以和支持Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表通訊,。

為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備相互通訊，通訊雙方的通訊接口和通訊協(xié)議要*,，基本的串行通訊的數(shù)據(jù)幀格式和波特率也要匹配,。

西門子串行通訊支持的數(shù)據(jù)幀格式：

起始位：1位；
數(shù)據(jù)位：7/8位,；
校驗(yàn)位：1位奇/偶校驗(yàn)位,，或者沒有校驗(yàn)位；
停止位：1/2位,。

凡是符合這些格式的串行通信設(shè)備,，理論上都可以相互通信,。

支持的通訊接口

常用的串行數(shù)據(jù)接口有:RS232C 和 RS485/422,。RS-232C、RS-422/485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,，而不涉及接插件,、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議,。

注意： 接口和協(xié)議是兩個(gè)概念,。

RS232C接口

RS-232C 是低速率的單端串行通訊，RS-232C 采取不平衡傳輸方式,，即所謂單端通訊,。

1.RS232C 通訊接口特點(diǎn)

RS-232采取不平衡傳輸方式，其收,、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地,，抗共模干擾能力差；
近距離通訊,，大通信距離15m,；
只能用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即一對(duì)收/發(fā)設(shè)備）通訊。

2. RS232C 接口定義

RS232C并未定義連接器的物理特性,，不同類型的連接器引腳定義也各不相同,，其中9針和25針的引腳定義對(duì)照，如圖 1 所示,。

圖1 RS232C 串口管腳定義

為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法,，即Txd,，Rxd和地線三根，如上圖中紅色（2,，3）和紫色（5）三個(gè)針腳,。

RS422/485 接口

RS-422/485 改進(jìn) RS-232 通信距離短、速率低的缺點(diǎn),。

1.RS422/485接口特點(diǎn)

RS-422,、RS-485與RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,，也稱作平衡傳輸,；
平衡傳輸抗干擾能力更強(qiáng)，使傳輸距離更遠(yuǎn),，通訊距離長1200米,；
可以連接多個(gè)設(shè)備，RS422總線可支持10個(gè)節(jié)點(diǎn)（單機(jī)發(fā)送,、多機(jī)接收的單向傳輸）,，RS485可支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)（多點(diǎn)、雙向通訊能力）,；
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu),，不支持星型或樹形；
傳輸距離超過50米,，需要在兩端加終端電阻330歐姆（推薦用LIYCY電纜）,；

2.RS422/485接口定義

RS422/485 的端口有9針、15針,，CP340/341/440/441的接口是15針,，如圖 2 所示。

圖2 RS422/485 串口管腳定義

常用支持協(xié)議

常用的協(xié)議類型

ASCII 協(xié)議,，又稱自由口
Modbus 協(xié)議

ASCII 協(xié)議

ASCII 協(xié)議通過通訊處理器和通訊伙伴之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接控制數(shù)據(jù)傳輸,。

由于消息的結(jié)構(gòu)*由用戶定義，用戶可以以 ASCII 協(xié)議為基礎(chǔ)開發(fā)自己的消息,。在接收方只需要定義接收消息的結(jié)束方式,，發(fā)送接收雙方協(xié)商*。

ASCII 驅(qū)動(dòng)程序允許發(fā)送和接收任何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)（所有可打印的 ASCII 碼表字符符以及從 00 到 FFH [帶有 8 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀] 的所有其它字符或從 00 到 7FH [帶有 7 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀]的所有其它字符）,。

ASCII協(xié)議適用于與支持串行通信的智能儀表,、條形碼閱讀器、掃描儀,、打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通訊,。

MODBUS 協(xié)議

MODBUS RTU 通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模鲃?dòng)方發(fā)送請(qǐng)求,，被動(dòng)方響應(yīng)請(qǐng)求,，應(yīng)答的方式,。

在傳輸?shù)倪^程中主站是主動(dòng)方,，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站,；從站是被動(dòng)方,，即如果正常從站返回正常響應(yīng)報(bào)文，如果故障從站返回異常響應(yīng)報(bào)文,，如圖 3 所示,。

圖3 MODBUS 請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文格式

MODBUS 系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換需要通過功能代碼（Function Code）來控制的,，具體分以下兩類,。

有些功能碼是對(duì)位操作的，通信的用戶數(shù)據(jù)是以位為單位的：

FC01讀輸出位的狀態(tài),；
FC02讀輸入位的狀態(tài),；
FC05寫單個(gè)輸出位；
FC15寫多個(gè)輸出位,。

有些功能碼是對(duì)16位寄存器操作的,，通信的用戶數(shù)據(jù)是以字為單位的：

FC03讀輸出寄存器；
FC04讀輸入寄存器,；
FC06寫單個(gè)輸出寄存器,；
FC16寫多個(gè)輸出寄存器。

這些功能碼是對(duì)四個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)位輸入,、位輸出,、寄存器輸入,、寄存器輸出進(jìn)行訪問的,，如圖 4 所示。

圖4 訪問的數(shù)據(jù)區(qū)

Modbus地址由起始的數(shù)據(jù)類型代號(hào)和地址偏移量組成,。功能碼決定對(duì)Modbus地址進(jìn)行操作類型,，其可根據(jù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和個(gè)數(shù)來決定，如圖 5 所示,。

圖5 MODBUS 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

注意：在傳輸消息楨中,，用戶使用的地址是0為基準(zhǔn)，而對(duì)應(yīng)的Modbus地址是1為基準(zhǔn),，如FC16功能碼時(shí)以16進(jìn)制的0000為起始地址,，對(duì)應(yīng)的寄存器是從40001開始。

MODBUS RTU 傳輸模式：消息楨中的每個(gè)8位分成2個(gè)4位16進(jìn)制的字符,。

每個(gè)字符幀格式（11位）,，如圖 6 所示。

圖6 字符幀格式

注意：如果無奇偶校驗(yàn)位,，停止位是2位,。

消息幀格式,，如圖 7 所示。

圖7 消息幀格式

S7-1200 串行通信

S7-1200支持的串行通訊方式

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PtP）通信
Modbus 主從通信
USS 通信

名稱	CM 1241 RS232	CM 1241 RS485
訂貨號(hào)	6ES7 241-1AH30-0XB0	6ES7 241-1CH30-0XB0
通訊口類型	RS232	RS485
波特率(bps)	300; 600;1.2 kb; 2.4 kb; 4.8 kb; 9.6 kb;19.2 kb; 28.4 kb; 57.6 kb; 76.8 kb; 115.2 kb;
校驗(yàn)方式	None(無校驗(yàn)) Even(偶校驗(yàn)) Odd(奇校驗(yàn)) Mark(校驗(yàn)位始終置為1) Space(校驗(yàn)位始終為0)
流控	硬件流控,；軟件流控	不支持
接收緩沖區(qū)	1KB
通訊距離(屏蔽電纜)	10m	1000m
電源規(guī)范(5V DC)	220mA