:串口通讯方式并行通信与串行通信是计算机常用的两种通信方式

大家好,今天是周一,聊一个轻的话题,这也是电表人在调试期间经常遇到的问题。即通过串口通讯将仪器数据上传到上位机(PC端)。今天我们主要讲一下串口的基础知识。

1.概览

一种。计算机通讯

并行通信和串行通信是计算机常用的两种通信方式。并行通信是指同时发送(发送或接收)每一位数据的通信方式。优点是通信速度快,缺点是设备之间数据线多,通信距离短。例如,打印机与计算机之间的通信一般采用并行通信方式。串行通信是指数据按顺序逐位传输的一种通信方式。虽然通信速率低,但实现方法和连接简单。

串行通信可分为同步和异步。在同步模式下,相互通信的设备之间需要时钟同步,并且必须有同步信号,实现起来比较复杂。在异步通信中,相互通信的设备之间不需要同步,只要求接口方式和通信速率相同,并以开始和停止位作为标志来指示数据的开始和结束传播。在监控系统中,常采用串行异步通信来实现智能设备或采集器与监控主机(前端)的通信。

湾。通讯协议

在异步通信中,数据是逐帧传输的,帧的格式和通信速率统称为通信协议。

帧的格式由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成,如下表所示。

起始位 数据位 奇偶校验位 停止位

1b 4~8b 0~1b 1~2b

起始位只有一位;数据位通常为4~8位;校验位是否只有一位。常用的校验方式有3种:偶校验记为“e”(偶),奇校验记为“o”(奇),无校验位记为“n”(无);停止位 1~2。一个数据帧的长度称为字长,字长=起始位+数据位+奇偶校验位+停止位。下图显示了一个数据框。

波特率是用来描述串口通信的速率用c语言实现串口通信,一般单位是“bits per second”,记为“bps”(bits per second)。常用的异步串口通信波特率有1200、2400、4800、9600、19200bps等。

在监控系统中,为了指定两个设备之间的通信协议,需要设置通信端口。端口设置的格式为“波特率、奇偶校验位、数据位号、停止位号”。例如,如果一个串口的端口设置为“9600,n,8,1”,则表示该串口的通信速率为9600bps,没有奇偶校验位,数据位长为8,停止位为 1 位,字长为 10 。又如“2400,e,7,1”,意思从通信协议的定义很容易知道,字长也是10。

图片[1]-:串口通讯方式并行通信与串行通信是计算机常用的两种通信方式-老王博客

在设置具体的通信协议时,经常会遇到“流量控制”的概念。设置流控时,可以自动调整设备串口的通信速率,不会出现数据溢出或丢失的情况。流量控制通常有两种选择。“硬件流控”是指利用串口两个管脚的电压差来做流控信号用c语言实现串口通信,需要硬件设备的支持。控制器和智能设备一般不支持硬件流控;“软件流控”是指使用两个特殊的ASCII字符Xon和Xoff作为流控信号,因为监控系统中涉及的设备之间传输的大部分数据都是二进制数据。, 其中很可能包含字符Xon和Xoff,所以为了不引起设备误解,造成传输错误,不能使用软件流控。因此,在设置通讯串口时,一般不设置流控,即选择“无流控信号”。

2. 应用串口通信的数据采集结构

在控制系统中,监控主机与采集器或智能设备一般通过串行接口进行通信。当被监控端局设备较多时,可以采用总线方式或多串口方式进行数据采集。

a.总线模式

一条RS422/485总线可以连接多个设备,并与上位机的某个串口相连,实现上位机与各个设备之间的通信,如图1所示。总线上的设备需要相同的接口方式和通信协议,但地址不同。如果不同接口方式的设备与总线的通信协议相同,可以通过接口转换器(如艾默生网络能源有限公司生产的OCI-6接口转换器)接入总线;如果一个设备与总线上的其他设备通信的协议不一样,协议仍然可以通过协议转换器(如艾默生网络能源公司生产的OCE智能协议处理器)转换成总线的通信协议。 , 有限公司

主机通过轮询在同一总线上并行连接的收集器或智能设备来收集数据。因此,当有许多设备连接到同一条总线时,监控主机将花费更长的时间从总线上的每个设备收集数据。

湾。多串口模式

该设备分别与监控主机的各个串口相连,监控主机为各个串口分配一个采集线程,每个串口可以同时采集数据,提高了采集速度。当监控主机的串口数量不能满足设备要求时,一般在监控主机上安装多串口卡,增加监控主机的串口数量,见图2。

监控主机通过多个串口与各个采集器和智能设备进行通信。此时,不需要相同的通信协议,同样,设备的地址也不需要不同。

C。多级主从采集结构

在多串口模式下,如果有的串口通过总线连接多个设备,有的设备本身就有一个或多个串口,如监控主机,可以连接多个设备。这种采集结构称为多级主从采集结构。在实际监控系统数据采集方案中,采用这种复杂的多级主从采集结构,一台监控主机最多可连接数百台采集器和智能设备。

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