串行通信介绍课件

1、关于串行通信介绍第1页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础串行通信的概念通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。第2页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础串行通信的概念所谓串行通讯是指外设和计算机间使用一根数据信号线一位一位地传输数据，每一位数据都占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与

2、计算机、计算机与外设之间的远距离通信。 “串行”是指外设与接口电路之间的信息传送方式，CPU与接口之间仍按并行方式工作。使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。 第3页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础信息传输的检错和纠错串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错如何发现传输中的错误，叫检错。发现错误后，如何消除错误，叫纠错最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。奇校验：所有传送的数位（包含字符的各个数位和校验位）中，1的个数为奇数偶校验：所有传送的数

3、位（包含字符的各个数位和校验位）中，1的个数为偶数奇偶校验能够检测出1位误码，但是不能纠错。第4页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础串行数据传输方式通讯双方能同时进行发送和接收操作只有1根数据线传送数据信号，通讯双方不能同时在两个方向上传送。只允许数据按照一个固定的方向传送单工方式半双工方式全双工方式第5页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础传输速率在串行通讯中，用波特率来描述数据的传输速率波特率，即每秒钟传送的二进制位数，简写为bps国际上规定了一个标准波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9

4、600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。第6页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础发送时钟和接收时钟在串行通信中，二进制数据以数字信号的信号形式出现,不论是发送还是接收，都必须有时钟信号对传送的数据进行定位。在TTL标准表示的二进制数中，传输线上高电平表示二进制1，低电平表示二进制0，且每一位持续时间是固定的，由发送时钟和接收时钟的频率决定。发送时钟发送数据时，先将要发送的数据送入移位寄存器，然后在发送时钟的控制下，将该并行数据逐位移位输出。通常是在发送时钟的下降沿将移位寄存器中的数据串行输出，每个数据位的时间

5、间隔由发送时钟的周期来划分 接收时钟在接收串行数据时，接收时钟的上升沿对接收数据采样，进行数据位检测，并将其移入接收器的移位寄存器中，最后组成并行数据输出 第7页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信基础例：波特率=9600bps，波特率因子=16，则接收时钟和发送时钟频率=960016=153600Hz波特率因子=16 ，表明16个时钟脉冲传送1位。波特率因子 接收时钟和发送时钟与波特率有如下关系：F = n B 这里F 是发送时钟或接收时钟的频率; B 是数据传输的波特率； n 称为波特率因子。设发送或接收时钟的周期为Tc，频率为F的位传输时间为Td，则： Tc =

6、 1/F , Td = 1/B 得到： Tc = Td /n 在实际串行通信中，波特率因子可以设定。在异步传送时，n = 1，16，64，实际常采用n = 16，即发送或接收时钟的频率要比数据传送的波特率高n倍。在同步通信时，波特率因子n必须等于1 第8页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信的类型串行通讯可以分为两种类型：同步通讯、异步通讯同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据

7、字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑0（即字符帧起始位）时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。 第9页，共61

8、页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信的类型异步通讯一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，传输一个字符时，以起始位开始，然后传输字符本身的各位，接着传输校验位，最后以停止位结束该字符的传输。一次传输的起始位、字符各位、校验位、停止位构成一组完整的信息，称为帧（Frame）帧与帧之间可有任意个空闲位异步通讯的信息格式起始位逻辑01位数据位 逻辑0或15位、6位、7位、8位校验位逻辑0或11位或无停止位逻辑11位、1.5位或2位空闲位逻辑1任意数量 第10页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信的类型例：传送8位数据45H（0100,0101B），

9、奇校验，1个停止位，则信号线上的波形为异步通讯第11页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信的类型同步通讯靠同步字符完成收发双方同步多个字符成组传送，在每组信息的开始，加上同步字符，字符组和同步字符以及需要的其他字符构成一个信息帧同步字符 字符1 字符2 字符n 校验字符数据块第12页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四串行通信的接口标准在串行通信中，DTE和DCE之间的连接要符合接口标准计算机通信中使用最普遍的是RS-232C标准PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9针和25针连接器第13页，共61页，2022年，5月20日

10、，17点5分，星期四串行通信的接口标准TxD发送数据（DTEDCE）RxD接收数据（DCEDTE）SG信号地DSRDCE就绪（DCEDTE）DTRDTE就绪（DTEDCE）RTS请求发送（DTEDCE）CTS清除发送（DCEDTE） DCE允许DTE发送,该信 号是对RTS信号的回答。DCD数据载波检出（DCEDTE）当本地DCE收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，通知DTE准备接收，并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号，经RxD线送给DTE。RI振铃信号（DCEDTE）当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知DTE已被呼叫。第14页，共61页，202

11、2年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PLC串行通信即通过使用PLC上的串行口（RS232C口或RS422/485口）同第三方设备进行通信的过程。即可采用RS232C方式，又可采用RS422/485方式，RS232C方式是基于1：1的通信。RS422/485方式是实现1：N的通信。对于PLC上的串行口，它所支持的通信方式有很多种，有连接上位机的上位机通信方式，有连接PLC的1：1PC链接方式，还有连接第三方的通信方式等等。 RS232RS422传送速率300230Kbps300230Kbps通信距离最大15米最大500米OMRON PLC的串口通信模式包括Hostlink、NT

12、Link (1:N)、RS232C(无协议)、ToolBars、串口网关、PC Link、协议宏、Modbus-RTU。 妈的，给我说人话！#￥%&kj09*(第15页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信OMRON PLC的串口定义第16页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信上位机链接通信RS232C方式 RS422A/485方式NT-AL001为RS232C与RS422A转换的适配器。 B500-AL001为分支器，其功能是将一路RS422A信号转成两路RS422A信号。 第17页，共61页，2022年，5月20日，17点5

13、分，星期四PLC的串行通信无协议通信NT通信第18页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信第19页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信RS-422/485链接示例4线制第20页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信RS-422/485链接示例2线制第21页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信CPU内置RS232C端口设置第22页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信SCU模块设置第23页，共61页，2022年，5月20日，17点5分

14、，星期四PLC的串行通信无协议通信在PLC设置中设置通信模式为RS-232C，并设置好波特率及格式，如左图如果使用的是SCU模块，在如右图，选择No-Protocol第24页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信使用无协议通信模式时，CPU内置RS-232C端口采用TXD/RXD指令进行发送和接收数据第25页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第26页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信使用不同型号的PLC时，标志位可能不同，注意查看对应的操作手册关于结束码的设置如

15、果设置结束码为固定字节时，当接收到的数据字节数大于等于设定的字节数时，接收完成标志接通；如果设置结束码为CR,LF（&13，#000D）时，只有在收到相应的结束码时，接收完成标志接通；也可以双方自行约定一个结束码；总之：双方的设置一定要一致。第27页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第28页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第29页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第30页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信使用不

16、同型号的PLC时，标志位可能不同，注意查看对应的操作手册第31页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第32页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信使用无协议通信模式时，如果使用的是SCU模块进行通信，这时采用TXDU/RXDU指令进行发送和接收数据第33页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第34页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第35页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第

17、36页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第37页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第38页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第39页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第40页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第41页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信无协议通信第42页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行

18、通信PC Link通信适用于 CP1 PLC，CJ1M/CJ2M PLC。主要用于PLC之间数据交换，无通信程序。使用欧姆龙专用协议 PC Link。兼容欧姆龙NS系列触摸屏，最高通信速度115200bps最廉价、最简洁的通信方式第43页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PC Link通信主站设置，打开PLC设置，选择PC Link模式，并设置好波特率及格式设置从站的数量0-7设置通信的数据量，最大10个字第44页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PC Link通信从站设置设置该从站的节点号0-7第45页，共61页，202

19、2年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PC Link通信第46页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PC Link通信第47页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信PC Link通信第48页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信Hostlink上位机链接系统即Hostlink系统是对于FA系统一种即优化又经济的通信方式，它适合一台上位机与一台或多台PLC进行链接。上位机可对PLC传送程序，并监控PLC的数据区，以及控制PLC的工作情况。HOSTLINK系统允许一台上位机通过上位机链接

20、命令向HOSTLINK系统的PLC发送命令，PLC处理来自上位机的每条指令，并把结果传回上位机 概要 上位机链接通信是通过在上位机和PLC间交换命令和应答实现的。使用的是OMRON的HOSTLINK协议，在一次交换中传输的命令或应答数据称为一帧，一帧最多可包含131个数据字符。包括两种模式C-mode模式和FINS模式。 C-mode模式基本格式如下： PLC到上位机上位机到PLC节点号命令码正文起始符校验码终止符命令格式节点号命令码正文起始符校验码终止符响应格式结束码第49页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信Hostlink通过使用此命令可在上位计算机进行

21、编程、组态、监控。当传送一个帧时，在终止符的前面安排一个校验码，以检查传送时是否存在数据错误，通常称为FCS校验，FCS是2个ASCII字符，这8位数据是从帧开始到校验码之前的所有字符转换成ASCII码后执行“异或”操作的结果。每次接收到一帧，均计算FCS，与帧中所包含的FCS进行比较，从而检查帧中间的数据错误。校验码（FCS校验）的计算方法： 例：以读00号机DM0000数据区命令为例进行说明00RD5 7 *命令格式00000001第50页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信Hostlink异或运算注：57就是计算出的FCS校验码，作为2个ASCII字符放于帧中。第51页，共61页，2022年，5月20日，17点5分，星期四PLC的串行通信