一 並行通信與串行通信
終端與其他設備(如其他終端、計算機和外部設備)通過數據傳輸進行通信。數據傳輸可以通過兩種方式進行,即並行通信和串行通信。
1.並行通信
在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)終(zhong)端(duan)之(zhi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)通(tong)常(chang)是(shi)靠(kao)電(dian)纜(lan)或(huo)信(xin)道(dao)上(shang)的(de)電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)實(shi)現(xian)的(de)。如(ru)果(guo)一(yi)組(zu)數(shu)據(ju)的(de)各(ge)數(shu)據(ju)位(wei)在(zai)多(duo)條(tiao)線(xian)上(shang)同(tong)時(shi)被(bei)傳(chuan)送(song),這(zhe)種(zhong)傳(chuan)輸(shu)被(bei)稱(cheng)為(wei)並(bing)行(xing)通(tong)信(xin),如(ru)圖(tu)1所示。
並行數據傳送的特點是:各數據位同時傳送,傳送速度快、速率高,多用在實時、快速的場合。
並行傳送的數據寬度可以是1位~128位(wei),甚(shen)至(zhi)更(geng)寬(kuan),但(dan)是(shi)有(you)多(duo)少(shao)數(shu)據(ju)位(wei)就(jiu)需(xu)要(yao)多(duo)少(shao)根(gen)數(shu)據(ju)線(xian),因(yin)此(ci)傳(chuan)送(song)的(de)成(cheng)本(ben)高(gao)。在(zai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)芯(xin)片(pian)的(de)內(nei)部(bu),同(tong)一(yi)插(cha)件(jian)板(ban)上(shang)各(ge)部(bu)件(jian)之(zhi)間(jian),同(tong)一(yi)機(ji)箱(xiang)內(nei)各(ge)插(cha)件(jian)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)都(dou)是(shi)並(bing)行(xing)的(de)。
並行數據傳送隻適用於近距離的通信,通常小於30CM。
2.串行通信
串行通信是指通信的發送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線上,以每次一個二進製的0、1為最小單位逐位進行傳輸,如圖2所示。
串行數據傳送的特點是:數shu據ju傳chuan送song按an位wei順shun序xu進jin行xing,最zui少shao隻zhi需xu要yao一yi根gen傳chuan輸shu線xian即ji可ke完wan成cheng,節jie省sheng傳chuan輸shu線xian。與yu並bing行xing通tong信xin相xiang比bi,串chuan行xing通tong信xin還hai有you較jiao為wei顯xian著zhu的de優you點dian,傳chuan輸shu距ju離li長chang,可ke以yi從cong幾ji米mi到dao幾ji千qian米mi。在zai長chang距ju離li內nei串chuan行xing數shu據ju傳chuan送song速su率lv會hui比bi並bing行xing數shu據ju傳chuan送song速su率lv快kuai,串chuan行xing通tong信xin的de通tong信xin時shi鍾zhong頻pin率lv容rong易yi提ti高gao,串chuan行xing通tong信xin的de抗kang幹gan擾rao能neng力li十shi分fen強qiang,其qi信xin號hao間jian的de互hu相xiang幹gan擾rao完wan全quan可ke以yi忽hu略lve。但dan是shi串chuan行xing通tong信xin傳chuan送song速su率lv比bi並bing行xing通tong信xin慢man得de多duo,並bing行xing通tong信xin時shi間jian為weiT,則串行時間為NT。
正是由於串行通信的接線少、成本低,因此它在數據采集和控製係統中得到了廣泛的應用,產品也多種多樣。RS-232的通信距離一般為15米,波仕電子的RS-232可以達到500米(產品型號EX232)以上。RS-485的通信距離一般為1200米,波仕電子可以做到1800米(產品型號:485C、485A)甚至4800米(產品型號:G485EX)。
二 串行通信工作模式
通過單線傳輸信息是串行數據通信的基礎。數據通常是在兩個站(點對點)之間進行傳送,按照數據流的方向可分成3種傳送模式:單工、半雙工、全雙工。
1.單工形式:早期的電流環
單(dan)工(gong)形(xing)式(shi)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)是(shi)單(dan)向(xiang)的(de)。通(tong)信(xin)雙(shuang)方(fang)中(zhong),一(yi)方(fang)固(gu)定(ding)為(wei)發(fa)送(song)端(duan),另(ling)一(yi)方(fang)則(ze)固(gu)定(ding)為(wei)接(jie)收(shou)端(duan)。信(xin)息(xi)隻(zhi)能(neng)沿(yan)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)傳(chuan)送(song),使(shi)用(yong)一(yi)根(gen)傳(chuan)輸(shu)線(xian),如(ru)圖(tu)3所示。
dangongxingshiyibanyongzaizhixiangyigefangxiangchuansongshujudechanghe。rujisuanjiyudayinjizhijiandetongxinshidangongxingshi,yinweizhiyoujisuanjixiangdayinjichuansongshuju,ermeiyouxiangfandeshujuchuansong。haiyouzaimouxietongxinxindaozhong,rudangongwuxianfasongdeng。
2.半雙工形式:RS-485
banshuanggongtongxinshiyongtongyigenchuanshuxian,jikefasongshujuyoukejieshoushuju,danbunengtongshifasonghejieshou。zairenheshikezhinengyouqizhongdeyifangfasongshuju,lingyifangjieshoushuju。yincibanshuanggongxingshijikeyishiyongyitiaoshujuxian,yekeyishiyongliangtiaoshujuxian,rutu4所示。
半雙工通信中每端需有一個收/faqiehuandianzikaiguan,tongguoqiehuanlaijuedingshujuxiangnagefangxiangchuanshu。yinweiyouqiehuan,suoyihuichanshengshijianyanchi,xinxichuanshuxiaolvdixie。danshiduiyuxiangdayinjizheyangdanfangxiangchuanshudewaiweishebei,yongbanshuanggongfangshijiunengmanzuyaoqiule,bubicaiyongquanshuanggongfangshi,keshengyigenchuanshuxian。
波仕電子的RS-232/RS-485轉換器使用了獨特的零延時自動收發轉換技術,直接從RS-485信號中用硬件方法提取收發切換控製信號,並且具備零延時的性能。零延時指收發切換過程轉變時間為0,在使用時與RS-232通信一樣。
3.全雙工形式:RS-232、RS-422
全(quan)雙(shuang)工(gong)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)分(fen)別(bie)由(you)兩(liang)根(gen)可(ke)以(yi)在(zai)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)站(zhan)點(dian)同(tong)時(shi)發(fa)送(song)和(he)接(jie)收(shou)的(de)傳(chuan)輸(shu)線(xian)進(jin)行(xing)傳(chuan)送(song),通(tong)信(xin)雙(shuang)方(fang)都(dou)能(neng)在(zai)同(tong)一(yi)時(shi)刻(ke)進(jin)行(xing)發(fa)送(song)和(he)接(jie)收(shou)操(cao)作(zuo),如(ru)圖(tu)5所示。
在全雙工方式中,每一端都有發送器和接收器,有兩條傳送線,可在交互式應用和遠程監控係統中使用,信息傳輸效率較高。
三 異步傳輸與同步傳輸
串chuan行xing傳chuan輸shu中zhong,數shu據ju是shi一yi位wei一yi位wei按an照zhao到dao達da的de順shun序xu依yi次ci傳chuan輸shu的de,每mei位wei數shu據ju的de發fa送song和he接jie收shou都dou需xu要yao時shi鍾zhong來lai控kong製zhi。發fa送song端duan通tong過guo發fa送song時shi鍾zhong確que定ding數shu據ju位wei的de開kai始shi和he結jie束shu,接jie收shou端duan需xu要yao在zai適shi當dang的de時shi間jian間jian隔ge對dui數shu據ju流liu進jin行xing采cai樣yang來lai正zheng確que的de識shi別bie數shu據ju。接jie收shou端duan和he發fa送song端duan必bi須xu保bao持chi步bu調tiao一yi致zhi,否fou則ze數shu據ju傳chuan輸shu就jiu會hui出chu現xian差cha錯cuo。為wei了le解jie決jue以yi上shang問wen題ti,串chuan行xing傳chuan輸shu可ke采cai用yong以yi下xia兩liang種zhong方fang法fa:異步傳輸和同步傳輸。
異步傳輸
異步傳輸方式中,字符是數據傳輸單位。在通信的數據流中,字符間異步,字符內部各位間同步。異步通信方式的“異步”主要體現在字符與字符之間通信沒有嚴格的定時要求。異步傳送中,字符可以是連續地、yigegedifasong,yekeyishibulianxudi,suijidijinxingdandufasong。zaiyigezifugeshidetingzhiweizhihou,lijifasongxiayigezifudeqishiwei,kaishiyigexindezifudechuanshu,zhejiaozuolianxudechuanxingshujufasong,jizhenyuzhenzhijianshilianxude。duanxudechuanxingshujuchuansongshizhizaiyizhenjieshuzhihouweichishujuxiande“空閑”zhuangtai,xindeqishiweikezairenheshikekaishi。yidanchuansongkaishi,zuchengzhegezifudegegeshujuweijiangbeilianxufasong,bingqiemeigeshujuweichixudeshijianshixiangdengde。jieshouduangenjuzhegetedianyushujufasongduanbaochitongbu,congerzhengquedihuifushuju。shou/發雙方則以預告約定的傳輸速率,在時鍾的作用下,傳送這個字符中的每一位。
同步傳輸
zaitongbuchuanshufangshizhong,bitekuaiyiwendingdebiteliudexingshichuanshu,shujubeifengzhuangchenggengdadechuanshudanwei,chengweizhen。meigezhenzhonghanyouduogezifudaima,erqiezifudaimayuzifudaimazhijianmeiyoujianxiyijiqishiweihetingzhiwei。heyibuchuanshuxiangbi,shujuchuanshudanweidejiachangrongyiyinqishizhongpiaoyi。weilebaozhengjieshouduannenggouzhengquediqufenshujuliuzhongdemeigeshujuwei,shoufashuangzhubixutongguomouzhongfangfajianliqitongbudeshizhong。keyizaifasongqihejieshouqizhijiantigongyitiaodulideshizhongxianlu,youxianludeyiduan(發送器或者接收器)dingqidizaimeigebiteshijianzhongxiangxianlufasongyigeduanmaichongxinhao,lingyiduanzejiangzhexieyouguilvdemaichongzuoweishizhong。zhezhongjishuzaiduanjulichuanshushibiaoxianlianghao,danzaichangjulichuanshuzhong,dingshimaichongkenenghuihexinxixinhaoyiyangshoudaopohuai,congerchuxiandingshiwucha。lingyizhongfangfashitongguocaiyongqianyoushizhongxinxideshujubianmaweixiangjieshouduantigongtongbuxinxi。
四 握手信號
握(wo)手(shou)信(xin)號(hao)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao),用(yong)來(lai)控(kong)製(zhi)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)送(song)。通(tong)過(guo)握(wo)手(shou)信(xin)號(hao),發(fa)送(song)方(fang)可(ke)以(yi)通(tong)知(zhi)接(jie)收(shou)方(fang)是(shi)否(fou)有(you)數(shu)據(ju)要(yao)發(fa)送(song)。接(jie)收(shou)方(fang)通(tong)過(guo)握(wo)手(shou)信(xin)號(hao)通(tong)知(zhi)發(fa)送(song)方(fang)它(ta)是(shi)否(fou)已(yi)經(jing)準(zhun)備(bei)好(hao)了(le)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao)。握(wo)手(shou)信(xin)號(hao)遵(zun)循(xun)某(mou)種(zhong)協(xie)議(yi)。
當(dang)發(fa)送(song)方(fang)和(he)接(jie)收(shou)方(fang)處(chu)理(li)數(shu)據(ju)的(de)不(bu)一(yi)樣(yang)時(shi),可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)數(shu)據(ju)丟(diu)失(shi)。在(zai)傳(chuan)輸(shu)中(zhong),如(ru)果(guo)發(fa)送(song)方(fang)的(de)發(fa)送(song)速(su)度(du)大(da)於(yu)接(jie)收(shou)方(fang)的(de)接(jie)收(shou)速(su)度(du),同(tong)時(shi)接(jie)收(shou)方(fang)處(chu)理(li)數(shu)據(ju)的(de)速(su)度(du)不(bu)夠(gou)快(kuai)的(de)話(hua),那(na)麼(me)接(jie)收(shou)端(duan)的(de)緩(huan)衝(chong)區(qu)必(bi)定(ding)在(zai)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou)溢(yi)出(chu),從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)以(yi)後(hou)發(fa)送(song)過(guo)來(lai)的(de)數(shu)據(ju)不(bu)能(neng)進(jin)入(ru)緩(huan)衝(chong)區(qu)而(er)丟(diu)失(shi)。發(fa)送(song)方(fang)何(he)時(shi)可(ke)以(yi)繼(ji)續(xu)發(fa)送(song)數(shu)據(ju),何(he)時(shi)必(bi)須(xu)暫(zan)停(ting)發(fa)送(song),從(cong)而(er)讓(rang)接(jie)收(shou)方(fang)有(you)時(shi)間(jian)處(chu)理(li)數(shu)據(ju),稱(cheng)為(wei)流(liu)量(liang)控(kong)製(zhi),必(bi)須(xu)靠(kao)握(wo)手(shou)信(xin)號(hao)來(lai)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)。例(li)如(ru),打(da)印(yin)機(ji)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)時(shi),一(yi)些(xie)打(da)印(yin)機(ji)打(da)印(yin)速(su)度(du)可(ke)能(neng)跟(gen)不(bu)上(shang)計(ji)算(suan)機(ji)發(fa)送(song)數(shu)據(ju)的(de)速(su)度(du),就(jiu)必(bi)須(xu)要(yao)通(tong)過(guo)握(wo)手(shou)信(xin)號(hao)通(tong)知(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)暫(zan)停(ting)發(fa)送(song)數(shu)據(ju)。
1 硬件握手
在(zai)硬(ying)件(jian)握(wo)手(shou)中(zhong),發(fa)送(song)方(fang)通(tong)過(guo)將(jiang)某(mou)一(yi)個(ge)導(dao)線(xian)拉(la)到(dao)高(gao)電(dian)平(ping)或(huo)者(zhe)低(di)電(dian)平(ping)。來(lai)表(biao)示(shi)發(fa)送(song)方(fang)可(ke)以(yi)發(fa)送(song)數(shu)據(ju)。接(jie)收(shou)方(fang)已(yi)經(jing)準(zhun)備(bei)好(hao)接(jie)收(shou)數(shu)據(ju)之(zhi)後(hou),也(ye)把(ba)某(mou)一(yi)個(ge)導(dao)線(xian)拉(la)到(dao)高(gao)電(dian)平(ping)或(huo)者(zhe)是(shi)低(di)電(dian)平(ping),來(lai)通(tong)知(zhi)發(fa)送(song)方(fang),發(fa)送(song)方(fang)一(yi)直(zhi)在(zai)檢(jian)測(ce)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)。接(jie)收(shou)方(fang)可(ke)以(yi)在(zai)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)把(ba)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)變(bian)為(wei)無(wu)效(xiao),甚(shen)至(zhi)是(shi)在(zai)接(jie)受(shou)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)塊(kuai)過(guo)程(cheng)中(zhong)。當(dang)發(fa)送(song)方(fang)檢(jian)測(ce)到(dao)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)變(bian)為(wei)無(wu)效(xiao)之(zhi)後(hou),就(jiu)必(bi)須(xu)停(ting)止(zhi)本(ben)次(ci)發(fa)送(song),直(zhi)到(dao)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)變(bian)為(wei)有(you)效(xiao)。
2軟件握手
zairuanjianwoshouzhong,yishujuxianshangdeshujuxinhaolaidaitishijideyingjiandianlu。zhezhongfangfayongzaizhijielianjiehuozhetongguotiaozhijietiaoqilianjiedeliangtaijisuanjizhijianjinxingshuangxiangtongxindechanghe。
對於軟件握手現在已經建立了一些標準協議,其中最常用的是通信協議。通信協議是指通信雙方的一種約定,包括對數據格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控製字符定義等問題作出統一規定,通信雙方必須共同遵守,也叫做通信控製規程或稱傳輸控製規程,它屬於OSI七層參考模型中的數據鏈路層。
3 自動握手
波仕電子的RS-232/RS-485轉換器使用了獨特的零延時自動收發轉換技術。RS-485為半雙工通信,收與發不能同時進行,需要進行收與發的切換。一般這需要使用RS-232的一根握手信號線並在軟件上進行控製。波仕電子的RS-232/RS-485轉換器則省去了這根握手信號線,直接從RS-485信號中用硬件方法提取這個控製信號,並且具備零延時的性能。零延時指收發切換過程轉變時間為0,在使用時與RS-232通信一樣。
五 通信參數
串(chuan)行(xing)端(duan)口(kou)的(de)通(tong)信(xin)方(fang)式(shi)是(shi)將(jiang)字(zi)節(jie)拆(chai)分(fen)成(cheng)一(yi)個(ge)接(jie)著(zhe)一(yi)個(ge)的(de)位(wei)再(zai)傳(chuan)送(song)出(chu)去(qu)。接(jie)到(dao)此(ci)電(dian)位(wei)信(xin)號(hao)的(de)一(yi)方(fang)再(zai)將(jiang)此(ci)一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)的(de)位(wei)組(zu)合(he)成(cheng)原(yuan)來(lai)的(de)字(zi)節(jie),如(ru)此(ci)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)字(zi)節(jie)的(de)完(wan)整(zheng)傳(chuan)送(song)。
zaichuanshujinxingdeguochengzhong,shuangfangmingquechuansongxinxidejutifangshi,fouzeshuangfangjiumeiyouyitaogongtongdeyimafangshi,congerwufalejieduifangsuochuanguolaidexinxideyiyi。yincishuangfangweilejinxingtongxin,bixuzunshouyidingdetongxinguize,zhegegongtongdeguizejiushitongxinduankoudechushihua。
通信端口的初始化必須對以下幾項參數進行設置。
1.數據的傳輸速度
串行通信的傳輸受到通信雙方配備性能及通信線路的特性所左右,收、發雙方必須按照同樣的速率進行串行通信,即收、發雙方采用同樣的數據傳輸率。數據傳輸率批量的是串行通信中每一秒所傳送的數據位數,單位是bit/s。經常可以看到食品或MODEM的規格書上都寫著19200bit/s、38400bit/s・・・・・・,所指的就是數據傳輸率。
就儀器或工業場合來說,4800bit/s、9600bit/s是最常見的數據傳輸率,現在的個人計算機 所提供的串行端口的數據傳輸率都可達到115200bit/s(甚至有921600bit/s),若傳輸距離較近而設備也提供時,使用最高的數據傳輸率也可以。
例如,在某異步串行通信中,每傳送一個字符需要8位,如果采用數據傳輸率4800bit/s進行傳送,則每秒可以傳送600個字符。
數據的傳送單位
一般串行通信端口所傳送的數據是字符型,若用來傳輸文件,則會使用二進製的數據類型。當使用字符型時,工業界使用到的有ASCII字符碼及JIS字符碼;ASCII使用了8位形成一個字符,而JIS碼則以7位形成一個字符。歐美的設備多使用8位的字節,而日本的設備多使用7位為一個字節。以實際的RS-232傳輸上看來,由於工業界常使用的PLC大多隻是傳送文字碼,因此隻要7位就可以將ASCII的0~127碼表達出來(2=128,共有128種組合方式),所有的可見字符也落在此範圍內,所以隻要7個數據位就夠了。不同的情形下(依據使用的協議),會使用到不同的傳送單位。使用多少位合成一個字節必須先行確定。
起始位與停止位
由(you)於(yu)異(yi)步(bu)串(chuan)行(xing)傳(chuan)輸(shu)中(zhong)並(bing)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)同(tong)步(bu)脈(mai)衝(chong)作(zuo)基(ji)準(zhun),故(gu)接(jie)收(shou)端(duan)完(wan)全(quan)不(bu)知(zhi)道(dao)傳(chuan)送(song)端(duan)何(he)時(shi)將(jiang)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)送(song)。發(fa)送(song)端(duan)準(zhun)備(bei)要(yao)開(kai)始(shi)傳(chuan)送(song)數(shu)據(ju)時(shi),發(fa)送(song)端(duan)會(hui)在(zai)所(suo)送(song)出(chu)的(de)字(zi)符(fu)前(qian)後(hou)分(fen)別(bie)加(jia)上(shang)高(gao)電(dian)位(wei)的(de)起(qi)始(shi)位(wei)(邏輯0)及低電位的停止位(邏輯1),它們分別是所謂的起始位和停止位。也就是說,當傳送端要開始傳送數據時,便將傳輸線上的電位由低電位提升至高電位;而當傳送結束後,再將電位降至低電位。接收端會因起始位的觸發(因電壓由低電位升至高電位)而開始接收數據,並因停止位的通知(因電壓維持在低電位)而明確數據的字符信號已經結束,當加入了起始位及停止位才比較容易達到多字符的接收能力。起始位固定為1位,而停止位則有1、1.5、2位等多種選擇,如何選擇呢?隻要通信雙方協議通過即可,沒有強製規定。
校驗位
為wei了le預yu防fang錯cuo誤wu的de發fa生sheng,使shi用yong校xiao驗yan位wei作zuo為wei檢jian查zha的de機ji製zhi。校xiao驗yan位wei即ji是shi用yong來lai檢jian查zha所suo傳chuan送song數shu據ju的de正zheng確que性xing的de一yi種zhong核he對dui碼ma,這zhe之zhi中zhong又you分fen成cheng奇qi校xiao驗yan與yu偶ou校xiao驗yan兩liang種zhong,分fen別bie是shi檢jian查zha字zi符fu碼ma中zhong1數目是奇數或偶數。以偶校驗為例,“A”的ASCII碼是41H(16進製),將它以二進製表示時,是01000001其中1的數目是2,因此校驗位便是0,使1的數目保持偶數;同樣,校驗位是奇校驗時,“A”的校驗位便是1,使1的de數shu目mu保bao持chi在zai奇qi數shu。接jie收shou者zhe重zhong新xin計ji算suan奇qi偶ou校xiao驗yan位wei,如ru果guo新xin的de計ji算suan值zhi正zheng確que,那na麼me表biao示shi正zheng常chang。如ru果guo新xin的de計ji算suan值zhi錯cuo誤wu,那na麼me接jie收shou端duan就jiu會hui收shou到dao一yi些xie指zhi示shi,表biao示shi此ci次ci接jie收shou的de數shu據ju有you誤wu。