串行通信介紹

1、OMRON PLC串行通信介紹2011-04-241串行通信基礎(chǔ)串行通信的概念通信領(lǐng)域內(nèi)，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通信。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)化和微機分級分布式應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，通信的功能越來越重要。通信是指計算機與外界的信息傳輸，既包括計算機與計算機之間的傳輸，也包括計算機與外部設(shè)備，如終端、打印機和磁盤等設(shè)備之間的傳輸。2串行通信基礎(chǔ)串行通信的概念所謂串行通訊是指外設(shè)和計算機間使用一根數(shù)據(jù)信號線一位一位地傳輸數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個固定的時間長度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別使用于計算機與計算機、計算機與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。 “串行”是指外設(shè)與接口電路之間的信息傳送方

2、式，CPU與接口之間仍按并行方式工作。使用串口通信時，發(fā)送和接收到的每一個字符實際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0。 3串行通信基礎(chǔ)信息傳輸?shù)臋z錯和糾錯串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾可能引起信息的出錯如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，叫檢錯。發(fā)現(xiàn)錯誤后，如何消除錯誤，叫糾錯最簡單的檢錯方法是奇偶校驗，即在傳送字符的各位之外，再傳送1位奇/偶校驗位?？刹捎闷嫘ｒ灮蚺夹ｒ灐Ｆ嫘ｒ灒核袀魉偷臄?shù)位（包含字符的各個數(shù)位和校驗位）中，1的個數(shù)為奇數(shù)偶校驗：所有傳送的數(shù)位（包含字符的各個數(shù)位和校驗位）中，1的個數(shù)為偶數(shù)奇偶校驗?zāi)軌驒z測出1位誤碼，但是不能糾錯。4串行通信基礎(chǔ)串行數(shù)據(jù)傳輸方式通訊雙方能同時進(jìn)行

3、發(fā)送和接收操作只有1根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號，通訊雙方不能同時在兩個方向上傳送。只允許數(shù)據(jù)按照一個固定的方向傳送單工方式半雙工方式全雙工方式5串行通信基礎(chǔ)傳輸速率在串行通訊中，用波特率來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率波特率，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，簡寫為bps國際上規(guī)定了一個標(biāo)準(zhǔn)波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。6串行通信基礎(chǔ)發(fā)送時鐘和接收時鐘在串行通信中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的信號形式出現(xiàn),不論是發(fā)送還是接收，都必須有時鐘信號對傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。在TTL標(biāo)準(zhǔn)表示的二進(jìn)

4、制數(shù)中，傳輸線上高電平表示二進(jìn)制1，低電平表示二進(jìn)制0，且每一位持續(xù)時間是固定的，由發(fā)送時鐘和接收時鐘的頻率決定。發(fā)送時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后在發(fā)送時鐘的控制下，將該并行數(shù)據(jù)逐位移位輸出。通常是在發(fā)送時鐘的下降沿將移位寄存器中的數(shù)據(jù)串行輸出，每個數(shù)據(jù)位的時間間隔由發(fā)送時鐘的周期來劃分 接收時鐘在接收串行數(shù)據(jù)時，接收時鐘的上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)位檢測，并將其移入接收器的移位寄存器中，最后組成并行數(shù)據(jù)輸出 7串行通信基礎(chǔ)例：波特率=9600bps，波特率因子=16，則接收時鐘和發(fā)送時鐘頻率=960016=153600Hz波特率因子=16 ，表明16個時鐘脈沖傳送

5、1位。波特率因子 接收時鐘和發(fā)送時鐘與波特率有如下關(guān)系：F = n B 這里F 是發(fā)送時鐘或接收時鐘的頻率; B 是數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩?n 稱為波特率因子。設(shè)發(fā)送或接收時鐘的周期為Tc，頻率為F的位傳輸時間為Td，則： Tc = 1/F , Td = 1/B 得到： Tc = Td /n 在實際串行通信中，波特率因子可以設(shè)定。在異步傳送時，n = 1，16，64，實際常采用n = 16，即發(fā)送或接收時鐘的頻率要比數(shù)據(jù)傳送的波特率高n倍。在同步通信時，波特率因子n必須等于1 8串行通信的類型串行通訊可以分為兩種類型：同步通訊、異步通訊同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信

6、息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數(shù)據(jù)字符。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長度來決定；校驗字符有1到2個，用于接收端對接收到的字符序列進(jìn)行正確性的校驗。同步通信的缺點是要求發(fā)送時鐘和接收時鐘保持嚴(yán)格的同步。 異步通信在異步通行中有兩個比較重要的指標(biāo)：字符幀格式和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。發(fā)送端和接收端可以由各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘源彼此獨立，互不同步

7、。接收端檢測到傳輸線上發(fā)送過來的低電平邏輯0（即字符幀起始位）時，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停止位時，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。 9串行通信的類型異步通訊一個字符一個字符地傳輸，每個字符一位一位地傳輸，傳輸一個字符時，以起始位開始，然后傳輸字符本身的各位，接著傳輸校驗位，最后以停止位結(jié)束該字符的傳輸。一次傳輸?shù)钠鹗嘉?、字符各位、校驗位、停止位?gòu)成一組完整的信息，稱為幀（Frame）幀與幀之間可有任意個空閑位異步通訊的信息格式起始位邏輯01位數(shù)據(jù)位 邏輯0或15位、6位、7位、8位校驗位邏輯0或11位或無停止位邏輯11位、1.5位或2位空閑位邏輯1任意數(shù)量 10串行通信

8、的類型例：傳送8位數(shù)據(jù)45H（0100,0101B），奇校驗，1個停止位，則信號線上的波形為異步通訊11串行通信的類型同步通訊靠同步字符完成收發(fā)雙方同步多個字符成組傳送，在每組信息的開始，加上同步字符，字符組和同步字符以及需要的其他字符構(gòu)成一個信息幀同步字符 字符1 字符2 字符n 校驗字符數(shù)據(jù)塊12串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)在串行通信中，DTE和DCE之間的連接要符合接口標(biāo)準(zhǔn)計算機通信中使用最普遍的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)PC機上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9針和25針連接器13串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)TxD發(fā)送數(shù)據(jù)（DTEDCE）RxD接收數(shù)據(jù)（DCEDTE）SG信號地DSRDCE

9、就緒（DCEDTE）DTRDTE就緒（DTEDCE）RTS請求發(fā)送（DTEDCE）CTS清除發(fā)送（DCEDTE） DCE允許DTE發(fā)送,該信 號是對RTS信號的回答。DCD數(shù)據(jù)載波檢出（DCEDTE）當(dāng)本地DCE收到對方的DCE設(shè)備送來的載波信號時，使DCD有效，通知DTE準(zhǔn)備接收，并且由DCE將接收到的載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，經(jīng)RxD線送給DTE。RI振鈴信號（DCEDTE）當(dāng)DCE收到交換機送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效，通知DTE已被呼叫。14PLC的串行通信PLC串行通信即通過使用PLC上的串行口（RS232C口或RS422/485口）同第三方設(shè)備進(jìn)行通信的過程。即可采用RS232

10、C方式，又可采用RS422/485方式，RS232C方式是基于1：1的通信。RS422/485方式是實現(xiàn)1：N的通信。對于PLC上的串行口，它所支持的通信方式有很多種，有連接上位機的上位機通信方式，有連接PLC的1：1PC鏈接方式，還有連接第三方的通信方式等等。 OMRON PLC的串口通信模式包括Hostlink、NT Link (1:N)、RS232C(無協(xié)議)、ToolBars、串口網(wǎng)關(guān)、PC Link、協(xié)議宏、Modbus-RTU。 媽的，給我說人話！#￥%&kj09*(15PLC的串行通信OMRON PLC的串口定義16PLC的串行通信上位機鏈接通信RS232C方式 RS422A/4

11、85方式NT-AL001為RS232C與RS422A轉(zhuǎn)換的適配器。 B500-AL001為分支器，其功能是將一路RS422A信號轉(zhuǎn)成兩路RS422A信號。 17PLC的串行通信無協(xié)議通信NT通信18PLC的串行通信19PLC的串行通信RS-422/485鏈接示例4線制20PLC的串行通信RS-422/485鏈接示例2線制21PLC的串行通信CPU內(nèi)置RS232C端口設(shè)置22PLC的串行通信SCU模塊設(shè)置23PLC的串行通信無協(xié)議通信在PLC設(shè)置中設(shè)置通信模式為RS-232C，并設(shè)置好波特率及格式，如左圖如果使用的是SCU模塊，在如右圖，選擇No-Protocol24PLC的串行通信無協(xié)議通信使

12、用無協(xié)議通信模式時，CPU內(nèi)置RS-232C端口采用TXD/RXD指令進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)25PLC的串行通信無協(xié)議通信26PLC的串行通信無協(xié)議通信使用不同型號的PLC時，標(biāo)志位可能不同，注意查看對應(yīng)的操作手冊關(guān)于結(jié)束碼的設(shè)置如果設(shè)置結(jié)束碼為固定字節(jié)時，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)大于等于設(shè)定的字節(jié)數(shù)時，接收完成標(biāo)志接通；如果設(shè)置結(jié)束碼為CR,LF（&13，#000D）時，只有在收到相應(yīng)的結(jié)束碼時，接收完成標(biāo)志接通；也可以雙方自行約定一個結(jié)束碼；總之：雙方的設(shè)置一定要一致。27PLC的串行通信無協(xié)議通信28PLC的串行通信無協(xié)議通信29PLC的串行通信無協(xié)議通信30PLC的串行通信無協(xié)議通信使用不同型

13、號的PLC時，標(biāo)志位可能不同，注意查看對應(yīng)的操作手冊31PLC的串行通信無協(xié)議通信32PLC的串行通信無協(xié)議通信使用無協(xié)議通信模式時，如果使用的是SCU模塊進(jìn)行通信，這時采用TXDU/RXDU指令進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)33PLC的串行通信無協(xié)議通信34PLC的串行通信無協(xié)議通信35PLC的串行通信無協(xié)議通信36PLC的串行通信無協(xié)議通信37PLC的串行通信無協(xié)議通信38PLC的串行通信無協(xié)議通信39PLC的串行通信無協(xié)議通信40PLC的串行通信無協(xié)議通信41PLC的串行通信無協(xié)議通信42PLC的串行通信PC Link通信適用于 CP1 PLC，CJ1M/CJ2M PLC。主要用于PLC之間數(shù)據(jù)交換

14、，無通信程序。使用歐姆龍專用協(xié)議 PC Link。兼容歐姆龍NS系列觸摸屏，最高通信速度115200bps最廉價、最簡潔的通信方式43PLC的串行通信PC Link通信主站設(shè)置，打開PLC設(shè)置，選擇PC Link模式，并設(shè)置好波特率及格式設(shè)置從站的數(shù)量0-7設(shè)置通信的數(shù)據(jù)量，最大10個字44PLC的串行通信PC Link通信從站設(shè)置設(shè)置該從站的節(jié)點號0-745PLC的串行通信PC Link通信46PLC的串行通信PC Link通信47PLC的串行通信PC Link通信48PLC的串行通信Hostlink上位機鏈接系統(tǒng)即Hostlink系統(tǒng)是對于FA系統(tǒng)一種即優(yōu)化又經(jīng)濟的通信方式，它適合一臺上位

15、機與一臺或多臺PLC進(jìn)行鏈接。上位機可對PLC傳送程序，并監(jiān)控PLC的數(shù)據(jù)區(qū)，以及控制PLC的工作情況。HOSTLINK系統(tǒng)允許一臺上位機通過上位機鏈接命令向HOSTLINK系統(tǒng)的PLC發(fā)送命令，PLC處理來自上位機的每條指令，并把結(jié)果傳回上位機 概要 上位機鏈接通信是通過在上位機和PLC間交換命令和應(yīng)答實現(xiàn)的。使用的是OMRON的HOSTLINK協(xié)議，在一次交換中傳輸?shù)拿罨驊?yīng)答數(shù)據(jù)稱為一幀，一幀最多可包含131個數(shù)據(jù)字符。包括兩種模式C-mode模式和FINS模式。 C-mode模式基本格式如下： PLC到上位機上位機到PLC節(jié)點號命令碼正文起始符校驗碼終止符命令格式節(jié)點號命令碼正文起始符

16、校驗碼終止符響應(yīng)格式結(jié)束碼49PLC的串行通信Hostlink通過使用此命令可在上位計算機進(jìn)行編程、組態(tài)、監(jiān)控。當(dāng)傳送一個幀時，在終止符的前面安排一個校驗碼，以檢查傳送時是否存在數(shù)據(jù)錯誤，通常稱為FCS校驗，F(xiàn)CS是2個ASCII字符，這8位數(shù)據(jù)是從幀開始到校驗碼之前的所有字符轉(zhuǎn)換成ASCII碼后執(zhí)行“異或”操作的結(jié)果。每次接收到一幀，均計算FCS，與幀中所包含的FCS進(jìn)行比較，從而檢查幀中間的數(shù)據(jù)錯誤。校驗碼（FCS校驗）的計算方法： 例：以讀00號機DM0000數(shù)據(jù)區(qū)命令為例進(jìn)行說明00RD5 7 *命令格式0000000150PLC的串行通信Hostlink異或運算注：57就是計算出的FCS校驗碼，作為2個ASCII字符放于幀中。51PLC的串行通信Hostlink52PLC的串行通信Hostlink53PLC的串行通信HostlinkPLC到上位機00RDFCS命令格式0000 *起始符 節(jié)點號 功能碼 結(jié)束碼 數(shù)據(jù) 終止符00讀DM區(qū)RD上位機到PLC00RDFCS命令格式00000001 *起始符