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程控直流電源PLC串口通信原理

PLC各型主機均內建2個(gè)通信接口的標準配置，即一個(gè)RS232和一個(gè)RS485通信接口，其RS232接口主要用于上下載程序或用來(lái)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(shí)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(xiàn)，即"發(fā)送數據"、"接收數據"和"信號地"即可傳輸數據，其9個(gè)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的規范中，電壓值在+3V~+15V（一般使用+6V）稱(chēng)為"0"或"ON"。電壓在-3V~-15V（一般使用-6V）稱(chēng)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(xiàn)而得到的，可以同時(shí)進(jìn)行數據的傳送和接收。在實(shí)際應用中采用RS232接口，信號的傳輸距離可以達到15m。不過(guò)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(xiàn)作為傳輸線(xiàn)路。兩線(xiàn)間的電壓差為+2V~6V表示邏輯"1"：兩線(xiàn)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(xiàn)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(shí)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。

在程控直流電源串行通信中，數據通常是在兩個(gè)站之間傳送，按照數據在通信線(xiàn)路上的傳送方向可分為3種基本的傳送方式：?jiǎn)喂?、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線(xiàn)，信號的傳送方和接收方有明確的方向性。也就是說(shuō)，通信只在一個(gè)方向上進(jìn)行。

若使用同一根傳輸線(xiàn)既作為接收線(xiàn)路又作為發(fā)送線(xiàn)路，雖然數據可以在兩個(gè)方向上傳送，但通信雙方不能同時(shí)收發(fā)數據，這樣的傳送方式稱(chēng)為半雙工。采用半雙工方式時(shí)，通信系統每一端的發(fā)送器和接收器，通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)分時(shí)轉接到通信線(xiàn)上，進(jìn)行方向的切換。

當數據的發(fā)送和接收，分別由兩根不同的傳輸線(xiàn)傳送時(shí)，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)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，通信系統的每一端都設置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數據同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸。全雙工方式無(wú)須進(jìn)行方向的切換。

程控直流電源串行通信可分為兩種類(lèi)型，一種是同步通信，另一種是異步通信。采用同步通信時(shí)，將所有字符組成一個(gè)組，這樣，字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸，但是，在每組信息的開(kāi)始要加上同步字符，在沒(méi)有信息要傳輸時(shí)，填上空字符，因為同步傳輸不允許有空隙。采用異步通信時(shí)，兩個(gè)字符之間的傳輸間隔是任意的，所以，每個(gè)字符的前后都要用一些數據位來(lái)作為分隔位。比較起來(lái)，在傳輸率相同時(shí)，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(jìn)行信息傳輸的雙方必須用同一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行協(xié)調，正是這個(gè)時(shí)鐘確定了同步串行傳輸過(guò)程中每一個(gè)信息位的位置。這樣一來(lái)，如果采用同步方式，那么，在傳輸數據的同時(shí)，還必須傳輸時(shí)鐘信號。而在異步方式下，接收方的時(shí)鐘頻率和發(fā)送方的時(shí)鐘頻率不必完全一樣，而只要比較相近，即不超過(guò)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11-5所示。

圖11-5  異步通信數據格式

從圖11-5所列格式可以看出，異步通信的特點(diǎn)是一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸，并且每個(gè)字符的傳送總是以起始位開(kāi)始，以停止位結束，字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求。每一次有一個(gè)起始位，緊接著(zhù)是5~8個(gè)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(cháng)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(kāi)始處一定有一個(gè)下降沿，以此標識開(kāi)始傳送數據。

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