“繁花似锦,言语难表;坚石无言,却显魅力!”
直奔主题,不绕弯子!
本次内容将围绕以下几个核心板块展开:
第一部分:RS-232接口的基础知识解析;
第二部分:RS-422/485接口的基础知识详解;
第三部分:串口通信参数的详细解读,这些参数具有通用性;
第四部分:串口插头的类型与规格;
第五部分:几种关键特性概述:
1、采用串行通信方式;
2、内部接口设计为非平衡型,即发送与接收信号分别通过独立导线传输,所有信号回路共享一根地线;
3、传输速率相对较低,最高不超过20kbit/s;
4、传输距离有限,最长有效距离约为15米;
5、易受外界电磁干扰影响。针对RS-232接口
RS-232接口规范详解:
尽管接口包含多个针脚,实际应用中我们主要关注2、3、5这三个关键针脚,如图中标注的绿色区域所示(请注意,不同厂商的接口布局可能存在差异,因此应以功能符号作为主要参考依据!)。
RS232针脚布局
若需实现数据流量的有效控制,则必须利用辅助信号线(如RTS/CTS),这些信号线负责将串行通信处理器接收到的数据准确传输至CPU核心。
当串行通信处理器接收数据的速率超过其向CPU传输数据的速率时,可能会引发数据溢出问题。
数据流量控制通常通过特殊的控制字符Xon/Xoff来实施,其中Xoff用于指示传输终止,并通知对方暂停数据发送,以便串行口有足够时间准备接收新数据;而Xon则用于重新启动传输过程。
相比之下,硬件流量控制借助信号线直接传输控制指令,其响应速度明显快于软件流量控制方式。
RS-232标准接线示意图:
在工业自动化领域,尤其是PLC设备的实际应用中,常见的接线方案主要包括接收端、发送端以及屏蔽地线的连接方式。
RS232接线示意图
关于其特性,我们可以总结为以下几点:
1、采用串行通信模式;
2、采用平衡驱动差分接收电路设计,这种平衡(差分)结构意味着发送和接收信号均由两根导线组成,且两根导线上的信号相位相反,这种设计能有效抵消外部电磁干扰;RS-422与RS-485在结构上存在细微差异,RS-422的接收和发送功能是分离的,支持全双工通信模式,而RS-485的接收和发送信号则共享同一对导线,属于半双工通信模式!
3、传输距离相对较长,理论最大距离可达1200米;
4、传输速率较快,最高可达10Mbit/s;
5、随着传输距离的增加,传输速率会相应降低;
6、具有较强的抗电磁干扰能力。
RS-422接口规范详解:
该接口采用双绞线作为信号传输介质,需要特别注意不同厂商的接口布局可能存在差异,因此应以功能符号作为主要参考依据!)。
RS422引脚配置
RS-422标准接线示意图:
在工业自动化领域,尤其是PLC设备的实际应用中,常见的接线方案主要包括两组双绞线的连接方式(此处仅展示了基础功能,其他高级功能未在图中呈现)。
RS422接线方案
RS-485接口规范详解:
RS485接口仅需两根信号线(AB线),其物理结构与Profibus总线相似(注意:不同厂商的接口布局可能存在差异,因此应以功能符号作为主要参考依据!)。
RS485引脚配置
RS-485标准接线示意图:
在工业自动化领域,尤其是PLC设备的实际应用中,常见的接线方案通常只需要将两根信号线分别连接到A和B端口即可(此处仅展示了基础功能,其他高级功能未在图中呈现)。
RS485接线示意图
在实际的现场调试过程中,我们经常会使用一些串口通信辅助工具,这类工具在网络上随处可见,下载安装后即可使用,非常便捷高效!
串口调试助手
无论是RS-232还是RS-422/485,它们在通信参数设置方面具有高度的统一性,主要参数包括波特率、数据位、停止位以及奇偶校验位。
波特率
波特率是衡量通信速度的关键参数,它表示每秒钟可以传输的比特数。例如,300波特意味着每秒钟可以传输300比特的数据。
数据位
数据位是衡量通信中实际传输数据长度的参数。当计算机发送一个数据包时,实际传输的数据长度通常不会是8位,标准的设置值有5位、7位或8位。具体如何设置取决于你想要传输的信息类型。例如,标准的ASCII码字符集范围是0-127,而扩展的ASCII码字符集范围是0-255。如果数据仅使用简单的文本(标准码),那么每个数据包可能只需要7位数据。每个数据包通常包括起始位、停止位、数据位和奇偶校验位等多个组成部分。
起始位和停止位
起始位和停止位实际上是作为通信信号的一部分附加在数据包中的。当起始位变为低电平时,它向接收方发送一个信号,表明数据传输即将开始;而停止位则用于标记一个字符的结束。
奇偶校验位:
如图所示,当您打开串口工具后,通常会看到一个参数设置界面。
打开串口工具后的参数设置界面
奇偶校验是串口通信中一种简单的错误检测机制。
奇校验:
奇校验要求在原有的数据序列中(包括将要添加的一位校验位)1的个数为奇数。例如,对于数据序列1000110(其中括号内的0表示将要添加的校验位),我们需要计算原有数据中1的个数,这里是3个,已经是奇数,所以添加的校验位应该是0,这样整个数据序列中1的个数仍然是奇数。如果原有数据中1的个数是偶数,那么添加的校验位应该是1,以确保整个数据序列中1的个数为奇数。
偶校验:
偶校验要求在原有的数据序列中(包括将要添加的一位校验位)1的个数为偶数。例如,对于数据序列1000110(其中括号内的1表示将要添加的校验位),我们需要计算原有数据中1的个数,这里是3个,已经是奇数,所以添加的校验位应该是1,这样整个数据序列中1的个数就变成了4个,是偶数。如果原有数据中1的个数是偶数,那么添加的校验位应该是0,以确保整个数据序列中1的个数为偶数。
通常情况下,奇校验用于同步传输方式,而偶校验则用于异步传输方式。