《现场总线机工业控制网络》课件-第3章 串行端口的数据通信

1现场总线及工业控制网络第3章通用串行端口的数据通信主要内容۞

3.1串行通信技术基础۞

3.2

EIA-232-D的接口标准۞

3.3

EIA-485串行通信技术۞

3.4

EIA-485的端口连接۞

3.1串行通信技术基础⑴串行通信帧的起始、停止位备注：1个起始位，8个数据位，1个校验位，1个停止位，串行通信的帧结构。⑵连接握手

确认连接关系。⑶确认接受者为表明数据已经收到而向发送者回复信息的过程称为确认。⑷中断通知CPU有需要立即相应任务，每一个中断请求对应一个连接到中断源和中断控制器的信号。⑸轮询通知周期性地获取特征或信号来读取数据或发现是否有事件发生的工作过程。⑹差错检查①冗余数据校验多次重发，判断一致性。②奇偶校验数“1”的个数。③校验和将发送对象求和附加发送、收到后校验。④出错处理重发、停发。۞

3.2

EIA-232-D的接口标准EIA-232-D是美国电子工业协会EIA(electronicindustriesassociation)制定的物理接口标准，也是目前较为广泛使用的一种标准。⑴接口的物理特性⑵接口的电气特性信号速率限于20kbps,19.2kbps；电缆长度限于15m之内；电性能用±12v标准脉冲；EIA-232-D采用负逻辑。其中25芯插针、插座DB-25是EIA-232中规定使用的标准连接器在数据线上：传号Mark=-5~--15V，逻辑“1”电平

空号Space=+5~+15V,逻辑“0”电平在控制线上：通On=+5~+15V,逻辑“0”电平

断Off=-5~-15V,逻辑“1”电平⑶接口的功能特性DB-25各条引线的功能分配如右图所示：14151618171920222324252112354781011121396辅信道发送数据发送时钟辅信道接收数据未用辅信道请求发送数据终端就绪信号质量检测振铃指示数据信号速率指示发送时钟未用接受时钟发送数据保护地接收数据请求发送允许发送调制解调器就绪信号地微波检测留作测试留作测试未用辅信道载波检测辅信道允许发送⑸DB-9连接器⑹EIA-232-D端口的直接连接在工业数据通信中，许多场合不采用Modem，而将每台计算机的EIA-232端口连接起来，称为Modem连接。⑷EIA-232-D的规程特性EIA-232-D规定了在数据终端设备DTE与数据通信设备DCE之间控制信号与数据信号的发送时序，应答关系及操作过程。①建立物理连接②数据传输③物理连接释放EIA-232端口的直接连接۞

3.3

EIA-485串行通信技术工业采用场合的通信节点多，位置分散，通信距离远，因此要求采用最少的连接完成通信任务。

EIA-485传输技术的基本特性①网络拓扑为总线型结构，两端带有终端电阻；②传输速率为9.6kbit/s~12Mbit/s，电缆长度取决于传输速率；③介质为屏蔽/非屏蔽双绞线，这取决于环境条件；④站点数，每段32个站（不带中继器），最多127个站（带中继器）；⑤插头连接，最好使用9针D型插头。规范EIA-232EIA-422EIA-485最大传输距离15m1200m(100kbps)1200m(100kbps)最大传输速度20kbps10Mbps(12m)10Mbps(12m)驱动器最小输出/V±5±5±5驱动器最大输出/V±15±10±6接收器敏感度/V±3±0.2±0.2最大驱动数量1132单位负载最大接收器数量11032单位负载传输方式单端差分差分（1）EIA-485接口EIA-485接口采用二线差分平衡传输，采用+5V电源供电。（1）若差分电压信号为-2500～-200mV时，为逻辑“0”；（2）若差分电压信号为+200～+2500mV时，为逻辑“1”；（3）若差分电压信号为-200～+2000mV时，为高阻状态。差分电路的最大优点是抑制噪声，由于在它的两根信号线上传递着大小相同、方向相反的电流，一根导线上出现的噪声电压会被另一根导线上出现的噪声电压抵消。差分电路的另一个优点是不受节点间接地电压差异的影响。（2）EIA-485收发器EIA-485收发器种类较多，如Maxim公司的MAX485，TI公司的SN75LBC184、SN65LBC184、高速型SNALS1176等。SN75LBC184为差分收发器，具有瞬变电压抑制功能，SN75LBC184为商业级，其工业级产品为SN65LBC184。SN75LBC184引脚图（2）EIA-485收发器SN75LBC184和SN65LBC184具有如下特点：(1)具有瞬变电压抑制能力，能防雷电和抗静电放电冲击；(2)限斜率驱动器，使电磁干扰减到最小，并能减少传输线终端不匹配引起的反射；(3)总线上可挂接64个收发器；(4)接收器输入端开路故障保护；(5)具有热关断保护；(6)低禁止电源电流，最大300μA；(7)引脚与SN75176兼容。۞

3.4

EIA-485的端口连接(1)半双工连接广泛采用，多个节点共享一条信号通路485总线收发器：如SN75176TTL信号与485信号的电平转换限流和过热关闭提高负载能力终端电阻EIA-485的半双工连接(2)全双工连接较少采用，信号的发送和接收各有自己的通路两点连接485驱动器或接收器：75179多点连接对网络控制权进行管理TTL到485的转换75176、75179等232到TTL的转换MAX233等方向控制信号RTS高电平：232端口接收数据低电平：232端口发送数据

(3)EIA-232到EIA