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电气人员在使用PLC的时候会接触到很多的通讯协议以及通讯接口，最基本的PLC串口通讯和基本的通讯接口你都了解吗？
1，什么是串口通讯？
串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS- 232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
2，串口通讯的使用
串口通信（Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。
a.波特率
这是一个衡量符号传输速率的参数。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数，如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位（1个起始位，1个停止位，8个数据位），这时的波特率为240Bd，比特率为10位*240个/秒=2400bps。一般调制速率大于波特率，比如曼彻斯特编码）。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
b.数据位
这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据往往不会是8位的，标准的值是6、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。
c.停止位
用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
d.奇偶校验位
在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。
3，常用PLC基本接口
a,什么是RS-232？
RS-232 （ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。
RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS- 232串口通信最远距离是50英尺。
b,什么是RS-422？
RS -422（EIA RS-422-A Standard）是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。
RS-422使用差分信号，RS-232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线发送和接收信号，对比RS-232，它能更好的抗噪声和有更远的传输距离。在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点。
c,，什么是RS-485？
RS -485（EIA-485标准）是RS-422的改进，因为它增加了设备的个数，从10个增加到32个，同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性，以保证足够的信号电压。有了多个设备的能力，你可以使用一个单个RS-422口建立设备网络。出色抗噪和多设备能力，在工业应用中建立连向PC机的分布式设备网络、其他数据收集控制器、HMI或者其他操作时，串行连接会选择RS-485。
RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422设备可以被RS-485控制。RS-485可以用超过4000英尺的线进行串行通行。
4,用Max485+三极管切换收发的RS485电路
大家看我们在前面电路的基础上加了一个经典的三极管开关电路。电阻R6、电阻R7和NPN三极管Q1组成一个典型的三极管开关电路。R7是限流电阻，最好选择4.7K，也可以选择10K。R6是上拉电阻，可以选择4.7K或者10K。
学过模电大家知道，NPN三极管，高电平导通。当TX高电平，三极管导通，RE和DE引脚接地，进入接收模式。当TX低电平，三极管截止，RE和DE引脚接高电平，进入发送模式。
疑问？
DI引脚本来是接TX的，现在直接接地了，那岂不是发送的数据都是0？可以正常工作吗？
答：当然可以！
发送数据过程
发送数据，用的是单片机的TX引脚，也就是说，在TX引脚上表现数据。要发送数据0x32，写成二进制就是0x00110010，TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0。
当TX发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。所以，当TXD发送0时，AB引脚发送0。
当TX发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为R3把A拉高，R2把B拉低，所以，AB传输的是1。所以，当TXD发送1时，AB引脚发送1。
一句话：TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。
接收数据过程
接收数据，用的是单片机引脚RX，在RXD引脚上表现数据。在接收数据的过程中，TX引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平，正好变成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RX的引脚）就会接收AB传输过来的数据。
5,MAX13487 带自动方向控制的TTL-RS485电路原理图
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发表于 2024-7-25 11:03:46
