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数字通信接口说明
文章作者:handler 时间:2019-08-10 03-44-53

一、基本概念

1、 通信介质

    通信是通过信号的传输实现的,信号传输的通道成为通信介质或媒体。不同的通信方式其信号也不同,常见的有电信号、无线电波、光信号等。电信号传输的介质有双绞线、同轴电缆等;光信号时光钎;而无线电波通过空间传输。

2、 串行通信与并行通信

   在数字通信中数据以二进制方式实现,如果在通信是一次同时在多根信号线上传输多位二进制数据称为并行通信;反之如果将若干位二进制数据分时(按顺序)在一根信号线上传输称为串行通信。由于结构简单、成本低串,行通信非常常见,我们一下讨论的都是串行通信。

3、 接口

接口是两台设备或装置之间实现交互、连接的部件。

4、 通信协议与分层

    为了实现不同厂家、不同设备之间的正常通信,需要对通信过程中的细节作一些约定,这些约定就是通信协议。由于通信过程非常复杂,一般将通信过程中不同的功能划分成若干层,每层分别完成一定的功能。国际标准化组织(ISO)将通信模型划分为7层,按照其功能分别为物理层、链路层、网络层、传输层、表示层、会话层、应用层。但一般在实际工作中只哟那么感到其中的部分。

5、 通信速率

    通信速率是单位时间内传输的数据量,一般用波特率表示,其单位为:位/秒,成为波特。常见的串行接口的标准波特率有1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000等。通信速率越高,每位数据持续的时间越短,信号变化的速率越高。

二、常用接口介绍

1、  RS-485

RS-485是IEC制定的推荐标准,这是一个通信接口的物理层协议的标准。使用双绞线、差分方式传输电信号,具有抗干扰能力强,通信距离远,成本低,可以在一条双绞线上实现一主多从德通信模式等优点。其最大通信距离为1200米,在工业上应用十分广泛。但由于其仅实现了物理层,不能解决通信介质共享问题,需要应用程序通过“轮询”的方式实现多机通信,并且在一条总线上只能有一台主机,最多可以有110台设备。

2、  MODBUS

    由于RS-485只实现了物理层,难于解决不同厂家的设备在同一系统共存的问题。为此,MODICON制定了一个建立在RS-485之上的“应用层协议”——MODBUS。协议规定了数据包的格式、实现的命令等。任何厂家生产的设备只要其符合MODBUS协议都可以在同一系统中工作。MODBUS协议uye只支持单主机,并通过轮询方式实现共享信道。

3、  Profibus

PROFIBUS(Process Fieldbus)是由西门子等公司开发的一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。先后成为德国和欧洲的现场总线标准(DINl9245和EN50170),并于2000年成为IEC61158国际现场总线标准之一,2001年成为我国机械行业标准JB厂r10308.3.2001¨“。PROFIBUS现场总线是一个开放的、与制造商无关、无知识产权保护的国际标准,任何人都可以获得这个标准并设计各自的软、硬件解决方案。PROFIBUS支持双绞线、光钎等通信介质。PROFIBUS分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA等,一般传感器只需实现PROFIBUS-DP。

4、  CANBUS

CANBUS是德国BoSCH公司在SAE(汽车工程协会)上介绍的新型串行通信协议,其全称为ControllerArea Network),其主要目的是实现汽车环境中的微控制器之间的通信。由于其可靠性高、通信速率高、结构简单,因而在工业控制领域也获得广泛应用。CANBUS的最高通信速率为1Mbps,最大通信距离为10KM。支持多主机系统。CANBUS协议包括了物理层和数据链路层,所以它可以实现多台设备共享通信介质。在一条双绞线上最多可以连接110个CANBUS装置,目前协议有CAN2.0A、CAN2.0B等。

5、  SSI

SSI(Synchronous Serial Interface, 同步串行接口) 是一种全双工的高速串行接口,主要用于实现芯片与芯片之间的串行通信。支持一主多从的系统结构,它3或4根信号线,以主机主动式读出方式工作,即在主控者发出的时钟脉冲的控制下,实现与从机之间的通信。一般而言SSI的通信距离在1米以内。