什么是232/485/422通訊？串口通信常見問題解析

Ⅰ.什么是串行通信？

一次只能傳輸一行數(shù)據(jù)，使用串行通信一次只能傳輸一位。一個(gè)字節(jié)必須傳輸八次才能被接收。串行通信是指通過單根導(dǎo)線傳輸數(shù)據(jù)字符串，這就是它被稱為串行端口的原因。

在速率要求不高的情況下，通過單線發(fā)送數(shù)據(jù)是極其方便實(shí)用的。

異步串行通信需要以下所示的格式，以便以正常方式發(fā)送和接收正確的數(shù)據(jù)。

圖1

串口的通信參數(shù)中有多種參數(shù)，包括波特率、起始位、 數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。

二.232485422通訊有什么區(qū)別？

串口通訊主要分為232、485、422三種通訊方式，這三種有什么區(qū)別呢？

01232 通訊

圖2

RX、TX、 GND 是構(gòu)成232通信的三根線。TX 連接到 RX，RX 連接到 TX， GND 連接到 GND，在這種情況下，發(fā)送和接收由單獨(dú)的線路處理，允許同時(shí)傳輸和接收數(shù)據(jù)，這種技術(shù)稱為全雙工通信。

詳細(xì)來說，全功能串行通信也稱為標(biāo)準(zhǔn)串口，是串行通信的另一個(gè)功能。由于兩個(gè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流，某些設(shè)備處理數(shù)據(jù)的速度比其他設(shè)備更快。在RX和TX的基礎(chǔ)上增加了幾個(gè)控制引腳，以保證數(shù)據(jù)的正常傳輸，最后增加了9個(gè)引腳，即常見的DB9，如下圖所示。

圖3

現(xiàn)在很多控制器、人機(jī)界面、PLC等設(shè)備都不再使用傳統(tǒng)的串口進(jìn)行串行通信，而是使用RX、TX、 GND三根線。

02485 通訊

圖4

485是為了解決232通訊距離短的問題而誕生的。

+和 - 兩條線，通常稱為 A 和 B 線，是 485 通信所需的全部。作為數(shù)據(jù)信號(hào)，傳送兩條線路A和B的差分電平信號(hào)。由于這兩根線同時(shí)用于發(fā)送和接收，因此它們一次只能用于其中一種功能。因此，485 是一種半雙工通信模式。

這就是232全雙工如何犧牲效率來實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)傳輸距離的代價(jià)。

03422 通訊

422的出現(xiàn)是為了實(shí)現(xiàn)232的全雙工通信方式，同時(shí)也將傳輸距離增加到485。422也稱為485-4，而485則稱為485-2。下圖是422的示意圖，因?yàn)?85-2是兩線，485-4是四線。

圖5

422是把232的RX分成兩根線， RX+ 和RX-，TX分成TX+和TX-的結(jié)果 。這允許您同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并且具有長達(dá) 485 的更長傳輸距離。但是，這種有益的通信策略很少使用。232 和 485 是最常用的。

三．有關(guān)串行通信的常見問題

1、電腦使用USB轉(zhuǎn)串口可以與設(shè)備通訊，但換成屏幕就無法與設(shè)備通訊？

1）有可能電腦的 USB 轉(zhuǎn)串口是使用常規(guī)串口功能鏈接到設(shè)備的，也就是說除了RX、TX、GDN之外還使用了其他引腳。例如，歐姆龍 和 三菱PLC上的某些引腳 必須短路才能與屏幕通信。

2）計(jì)算機(jī)與控制器或PLC通訊時(shí)掃描波特率參數(shù)，自適應(yīng)屏通訊可能參數(shù)比設(shè)備少。在 Mitsubishi 和Keyence等 PLC 中，有一個(gè)更改通信交互波特率的程序 。

3）另一種可能是使用的接線方法不當(dāng)。因?yàn)槟承?DB9 需要公頭和母頭。不注意的話會(huì)有TX與TX相連、RX與RX相連的位置，所以要注意。

4)需要注意的是，有時(shí)可能會(huì)利用一些串行助手向控制器發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)。請(qǐng)?zhí)嵝盐?，因?yàn)槟承┐兄值钠媾夹ｒ?yàn)不起作用。

2、A家的屏幕可以與設(shè)備通信，B家的屏幕卻無法通信？

1)檢查接線是否正確，RX 和 TX 是否兼容。

2)檢查地線是否連接。

3）除了RX、TX、 GND之外，還有其他引腳需要短接嗎 ？

4）通訊協(xié)議是否齊全或不一致，以及波特率。

3、以前不需要地線就可以通訊。為什么需要更換另一臺(tái)設(shè)備的地線？

由于某些設(shè)備采用隔離電源，因此該問題與上一問題類似。以前不用接地也可以通訊，但有可能已經(jīng)接了地線，可以通訊了?？梢愿鼡Q為隔離電源，并且由于兩個(gè)設(shè)備的地是隔離的，所以串口上的地線必須連接。

4、一個(gè)設(shè)備是232，另一個(gè)是422，沒有轉(zhuǎn)換設(shè)備，怎么辦？

因?yàn)檫@兩個(gè)是全雙工的，接收和發(fā)送是分開的，而422只是作為差分信號(hào)來傳輸，所以剛才也提到了422和232的接線。

將422的RX+連接 到232的TX，將422的RX-連接到232的 GND，

將422的TX+連接到232的RX，將422的TX-連接到232的GDN。

如果 422 設(shè)備想要傳送數(shù)據(jù)，可以通過將其發(fā)送到 232 的 RX 來實(shí)現(xiàn)。由于TX和 GND 對(duì)422產(chǎn)生差分信號(hào)，232的TX發(fā)送數(shù)據(jù)后422即可接收數(shù)據(jù)。

5、232通訊沒問題，485通訊沒問題，用232轉(zhuǎn)485后，通訊不穩(wěn)定？

232和485在通信概念上最大的區(qū)別就是全雙工和半雙工的區(qū)別。另一方面，應(yīng)用層以全雙工或半雙工模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

但是，485必須處理。由于它是半雙工的，因此必須確保只有發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)才能通過該路徑。如果同時(shí)啟用發(fā)送和接收，數(shù)據(jù)將會(huì)發(fā)生沖突。因此，主站設(shè)備或者主動(dòng)指揮方必須嚴(yán)格管理數(shù)據(jù)命令的發(fā)送頻率。當(dāng)然，某些232到485的設(shè)備比較好，這個(gè)可以改進(jìn)，但是主站還是要控制，改變通訊速率比較遲緩。

6.實(shí)現(xiàn)兩屏或兩個(gè)主站通過485訪問Modbus設(shè)備的最佳方式是什么？

485通信本質(zhì)上是一個(gè)主站和多個(gè)從站。另一方面，一些客戶在實(shí)踐中更喜歡使用兩個(gè)屏幕來訪問 Modbus 設(shè)備。目前沒有可行的選擇。

7.串行通訊的缺點(diǎn)？

1)處理信號(hào)干擾時(shí)，最好使用絕緣電纜并遵守嚴(yán)格的接線準(zhǔn)則，例如接地。在某些 485 通信中還考慮連接終端電阻以進(jìn)行匹配。如果號(hào)碼是 232，請(qǐng)保持簡短。通信協(xié)議中盡量避免大消息的數(shù)據(jù)交換。

2)波特率匹配問題 由于使用的不同晶振會(huì)導(dǎo)致某些設(shè)備（尤其是控制器）計(jì)算的波特率不準(zhǔn)確。因此，在某些波特率下，例如 9600 波特，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤的存在會(huì)產(chǎn)生什么影響？因?yàn)榻邮辗绞沁M(jìn)行逐位計(jì)算的。如果消息太長，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤累積，計(jì)算就會(huì)出現(xiàn)偏差。因此，有些地方串行通信不可靠，應(yīng)注意防止傳輸數(shù)據(jù)很長的數(shù)據(jù)包。

3)在某些可能存在干擾的情況下，您可能需要考慮使用奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)，因?yàn)殡m然出錯(cuò)的可能性較低，但如果添加奇偶校驗(yàn)，至少可以過濾掉錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。失去。就好像沒有驗(yàn)證，然后通訊數(shù)據(jù)不正確，我就不知道該怎么辦了。為了避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，請(qǐng)嘗試使用帶有校驗(yàn)和的協(xié)議。

4）串行通信本來就很慢；因此，請(qǐng)限制數(shù)據(jù)響應(yīng)要求，因?yàn)榇袀鬏敱?以太網(wǎng)慢。另外，與CPU不同，串行傳輸不是多線程的。即使應(yīng)用到軟件上，如何利用多線程來處理數(shù)據(jù)，最底層也只有一個(gè)端口，由于數(shù)據(jù)是從一個(gè)端口發(fā)出來的，一次只能傳一位和一個(gè)字節(jié)。和一行。因?yàn)橛械目蛻舨捎?600波特率通信，多少毫秒可以處理多少數(shù)據(jù)？

然而，串行通信必須是現(xiàn)實(shí)的，因此透徹理解該協(xié)議有利于應(yīng)用程序的開發(fā)、測(cè)試和通信。

8.為什么不使用同步通信？

如前所述，同步通信取決于時(shí)鐘信號(hào)。誰發(fā)起這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)問題。在同步通信中，主設(shè)備經(jīng)常需要發(fā)起時(shí)鐘信號(hào)，以便讀取從模塊的數(shù)據(jù)。實(shí)際中有讀屏PLC和讀屏數(shù)據(jù)。異步串口通信沒有主從關(guān)系；雙方角色平等，可以互相傳輸和接收數(shù)據(jù)。CPU使用同步通信來讀取一些模塊，CPU開始時(shí)鐘信號(hào)，比如讀取SD卡模塊（可以通過 SPI完成 ）和一些傳感器模塊。