什么是串口通信
串口通信,就是傳數據只有一根線(xiàn)傳輸,一次只能傳一個(gè)位,要傳一個(gè)字節就需要傳8次。串口通信就是把數據串在一根線(xiàn)上傳輸,所以就叫串口吧。
在對速率要求不高的情況,使用一根線(xiàn)發(fā)送數據是帶來(lái)大大的方便和實(shí)用價(jià)值的。
為了能正常發(fā)送和接收正確的數據,那異步串口通信就需要如下圖的格式。
在串口的通信參數上,就有了波特率、起始位、數據位、校驗位、停止位這幾個(gè)參數。
232\485\422的區別
串口通信主要為分232、485、422三種通信方式,這三種有什么區別呢?
232通信
232通信主要是由RX、TX、GND三根線(xiàn)組成。RX接TX,TX接RX,GND接GND。這里發(fā)送和接收分別是由不同的線(xiàn)處理的,也就是能同時(shí)發(fā)送數據和接收數據,這就是所謂的全雙工通信。
在這里擴展一下,串口通信還有一個(gè)功能叫做全功能串口通信,也叫標準串口。因為在兩個(gè)設備間進(jìn)行數據傳輸,有些設備處理速度比較快,有些數據比較慢。為了保證數據能正常傳輸,在RX、TX的基礎上,還增加了幾個(gè)控制引腳,最后成了9個(gè)引腳,也就是常見(jiàn)的DB9這個(gè)東西,如下圖所示。
但是,如今很多控制器、人機界面、PLC等使用串口通信中一般不使用標準串口,而是直接使用RX、TX、GND三根線(xiàn)來(lái)通信的。
485通信
485的出現,是為了解決232通信距離受限的問(wèn)題。
485通信只需要+、-兩根線(xiàn),或者也叫A、B兩根線(xiàn)。A、B兩根線(xiàn)的差分電平信號就是作為數據信號傳輸。由于發(fā)送與接收都是用這兩根線(xiàn),也就是說(shuō)每次只能用作發(fā)送或者只能用作接收。所以,485是半雙工通信。
485就是這樣犧牲了232全雙工的效率來(lái)達到自己傳輸距離遠的代價(jià)。
422通信
422的出現,是為了既實(shí)現232的全雙工通信方式,又能像485這樣提高傳輸距離。422也常被標注為485-4,而485被標注為485-2。因為485-2是2根線(xiàn),485-4是4根線(xiàn),下圖是422的示意圖。
422就是把232的RX分成兩根線(xiàn),RX+,RX-,把TX分成TX+,TX-。這樣就可以同時(shí)發(fā)送和同時(shí)接收了,還可以像485這樣,有較遠的傳輸距離??墒沁@樣一種很有優(yōu)勢的通信方式,卻用得不多,最常用到的是232跟485。
串口通信常見(jiàn)問(wèn)題
1、電腦使用USB轉串口可以和設備通信上,換成屏與設備就通信不上了?
2、用A家的屏可以和設備通信,換成B家的屏就通信不上了?
3、以前不接地線(xiàn)可以通信,換個(gè)設備為什么需要接地線(xiàn)了?
這個(gè)問(wèn)題和上一個(gè)類(lèi)似,因為有些設備使用了隔離電源。以前不接地可以通信,有可能實(shí)際上地線(xiàn)已經(jīng)接了,所以才可以通信??赡軗Q了個(gè)帶隔離電源的,兩個(gè)設備的地是隔離的,就需要在串口上把地線(xiàn)接起來(lái)。
4、一個(gè)設備是232,另一個(gè)設備是422,沒(méi)有轉換設備,怎么辦?
剛才也講了422和232的接線(xiàn),因為這兩個(gè)都是全雙工的,接收和發(fā)送都是分到的,而422只是以一種差分信號進(jìn)行傳輸。
把422的Rx+與232的TX接,422的RX-與232的GND接。
5、用232通信沒(méi)問(wèn)題,用485通信沒(méi)問(wèn)題,使用232轉485之后就通信不穩定?
但是485就得管了。因為既然是半雙工,就得嚴格保證通路上只能有發(fā)送或只能有接收的數據,一旦同時(shí)有發(fā)送和接收,數據就會(huì )沖突了。所以解決的辦法就是主站設備,也就是主動(dòng)命令的一方就需要嚴格控制好發(fā)送數據命令的節奏了。當然有些232轉485的設備做的比較好了,可以?xún)?yōu)化這個(gè),但是主站還是要控制,比較把通信速率調節慢一些。
6、要想實(shí)現兩個(gè)屏或兩個(gè)主站通過(guò)485訪(fǎng)問(wèn)modbus設備,有什么好的辦法?在485通信中,基本上是一主多從。但是遇到一些客戶(hù)實(shí)際使用中,有客戶(hù)想用兩個(gè)屏來(lái)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)modbus設備的。目前暫時(shí)還沒(méi)有好的辦法。
7、串口通信的弱點(diǎn)
剛才提到,同步通信需要依賴(lài)于時(shí)鐘信號。這就存在一個(gè)問(wèn)題,這個(gè)時(shí)鐘信號是誰(shuí)來(lái)發(fā)起呢。在同步通信中,往往需要一個(gè)主設備發(fā)起時(shí)鐘信號讀從模塊的數據。在實(shí)際中,有屏讀PLC,有屏讀屏的數據。而單純地從異步串口通信來(lái)說(shuō),是沒(méi)有主從之說(shuō),雙方都是平等的角色,都可以互發(fā)信息,互收信息。而同步通信一般是應用于CPU讀一些模塊,由CPU發(fā)起時(shí)鐘信號,比如讀SD卡模塊,就可以通過(guò)SPI方式,還有一些傳感器模塊。
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