PLC串口通信原理

PLC各型主機(jī)均內(nèi)建2個(gè)通信接口的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)、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(xiàn)通信控制。

1.RS232接口RS232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-9的9芯插頭座，只需3條接口線，即"發(fā)送數(shù)據(jù)"、"接收數(shù)據(jù)"和"信號(hào)地"即可傳輸數(shù)據(jù)，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(guī)范中，電壓值在+3V~+15V(一般使用+6V)稱為"0"或"ON"。電壓在-3V~-15V(一般使用-6V)稱為"1"或"OFF";計(jì)算機(jī)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(hào)的電壓是參考地線而得到的，可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和接收。在實(shí)際應(yīng)用中采用RS232接口，信號(hào)的傳輸距離可以達(dá)到15m。不過(guò)RS232只具有單站功能，即一對(duì)一通信。

2.RS485接口RS485采用正負(fù)兩根信號(hào)線作為傳輸線路。兩線間的電壓差為+2V~6V表示邏輯"1"：兩線間的電壓差為-2V~6V表示邏輯"0"。

RS485為半雙工工作模式，其信號(hào)由正負(fù)兩條線路信號(hào)準(zhǔn)位相減而得，是差分輸入方式，抗共模干擾能力強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好;實(shí)際應(yīng)用中其傳輸距離可達(dá)1200米。RS485具有多站能力，即一對(duì)多的主從通信。

在串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站之間傳送，按照數(shù)據(jù)在通信線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(dǎo)線，信號(hào)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既作為接收線路又作為發(fā)送線路，雖然數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，這樣的傳送方式稱為半雙工。采用半雙工方式時(shí)，通信系統(tǒng)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(zhuǎn)接到通信線上，進(jìn)行方向的切換。

當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，分別由兩根不同的傳輸線傳送時(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(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數(shù)據(jù)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。

串行通信可分為兩種類型，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?yàn)橥絺鬏敳辉试S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(shù)據(jù)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?yàn)橥椒绞降姆菙?shù)據(jù)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?shù)碾p方必須用同一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行協(xié)調(diào)，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(shù)據(jù)的同時(shí)，還必須傳輸時(shí)鐘信號(hào)。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(shù)據(jù)傳輸中，較為廣泛采用的是異步通信，異步通信的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式如圖11-5所示。

圖11-5 異步通信數(shù)據(jù)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(jié)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，緊接著是5~8個(gè)的數(shù)據(jù)位，再后為校驗(yàn)位，可以是奇檢驗(yàn)，也可以是偶校驗(yàn)，也可不設(shè)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(zhǎng)度的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)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(biāo)識(shí)開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。