Микропроцессорная техника систем автоматизации
жүктеу/скачать 4,68 Mb.
|
mikroprocessornaya-tehnika-sistem-avtomatizacii
Виды интерфейсов связиРазличают последовательные и параллельные интерфейсы связи. Параллельный интерфейс – для каждого бита передаваемой группы используется своя сигнальная линия (обычно с двоичным представлением), и все биты группы передаются одновременно за один квант времени. Последовательный интерфейс использует одну сигнальную ли- нию, и биты группы передаются друг за другом по очереди; на ка- ждый из них отводится свой квант времени (битовый интервал). В составе микроконтроллеров реализуют различные виды ин- терфейсов. Наиболее распространенные среди них: последовательный интерфейс SPI; универсальный синхронно-асинхронный последовательный интерфейс USART; двухпроводный последовательный интерфейс I2C; последовательный интерфейс CAN; последовательный интерфейс USB. Интерфейс RS-232. RS-232 – это интерфейс (порт) последова- тельной передачи данных. В программируемых логических кон- троллерах используется для загрузки программ, связи с панелями оператора HMI, SCADA на ПК оператора, модулями ввода/вывода и другими ПЛК. В домашних компьютерах еще недавно RS-232 в виде COM-порта активно использовался для подключения мыши и интернет-модема. Со временем COM-порт на компьютере вытес- нили более скоростные интерфейсы, например, USB. Но для боль- шинства задач промышленной автоматизации скорости RS-232 хватает с головой, поэтому в ПЛК он еще долго будет популярен из-за простоты и надежности. Для связи по интерфейсу RS-232 (рис. 66) используются только три провода: прием данных (Rx), передача данных (Tx) и земля (GND). Скорость передачи данных – до 115 200 бит/с. Передача данных происходит последовательно: главное устройство (Master) посылает запрос, подчиненное устройство (Slave) отвечает. Для организации связи между ПЛК и другим устройством по RS-232 необходимо: соединить порты RS-232 обоих устройств кабелем типа «витая пара» длиной не более 15 м. Желательно, чтобы кабель был экра- нирован; установить на обоих устройствах одинаковые параметры RS- 232: скорость, количество бит данных, количество стоповых бит, четность; установить на обоих устройствах одинаковый протокол пере- дачи данных. Например, Modbus RTU; настроить протокол: одно из устройств сделать мастером, вто- рое слейвом. Назначить слейву сетевой адрес; в мастере настроить опрос регистров (ячеек памяти) слейва и дальнейшую их программную обработку. Рис. 66. Подключение устройств по интерфейсу RS-232 Подключить компьютер или ноутбук к RS-232 ПЛК можно не- сколькими способами (рис. 67): по USB, через преобразователь RS232/USB; через платы RS-232, которые вставляются в слоты PCI или PCI-e материнской платы ПК; непосредственно через COM-порт, контакты которого до сих пор размещают на всех материнских платах ПК. Интерфейс RS-232 (или EIA-232) предназначен для организации приема-передачи данных между передатчиком или терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) и приемником или коммуни- кационным оборудованием (англ. Data Communications Equipment, DCE) по схеме «точка–точка». Рис. 67. Варианты подключения ПК к порту RS-232 ПЛК Для электрических кабельных соединений используют разъемы DB9 (9-контактные) или, реже, DB25 (25-контактные) (рис. 68). Рис. 68. Внешний вид электрических кабельных разъемов интерфейса RS-232 Назначение контактов COM-порта приведено в табл. 15. Для успешного обмена данными ряд переменных параметров протокола должны быть заданы одинаково на стороне приемника и передатчика: скорость обмена данными в битах в секунду (300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 600 или другая, если она поддержива- ется обеими сторонами); количество бит данных – от 4 до 8; контроль четности может быть четным, нечетным или вообще отсутствовать; длина стоп бита может достигать одну, полторы или две дли- тельности бита данных. Таблица 15 Пример схемы распайки кабеля RS-232
К основным электрическим характеристикам относят (рис. 69): логические уровни передатчика: «0» – от +5 до +15 В, «1» – от –5 до –15 В; логические уровни приемника: «0» – от +3 В и выше, «1» – от –3 В и ниже; максимальная нагрузка передатчика: входное сопротивление приемника не менее 3 кОм. Длина кабеля влияет на максимальную скорость передачи ин- формации. Более длинный кабель имеет большую емкость и соот- ветственно для обеспечения надежной передачи более низкую скорость. Большая емкость приводит к тому, что изменение напря- жения одного сигнального провода может передаться на другой смежный сигнальный провод. Максимальным расстоянием обычно считается 15 м, но это не установлено в стандарте. Мы рекомендуем использовать на расстояниях до 50 м вне зависимости от типа ис- пользуемого оборудования и характеристик кабеля. Рис. 69. Логические уровни сигналов передатчика и приемника RS-232 Назначение сигналов следующее: FG защитное заземление (экран). TxD данные, передаваемые компьютером в последователь- ном коде (логика отрицательная). RxD данные, принимаемые компьютером в последователь- ном коде (логика отрицательная). RTS сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи. CTS сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи. Говорит о готовности приемника. DSR готовность данных. Используется для задания режима модема. SG сигнальное заземление, нулевой провод. DCD обнаружение несущей данных (детектирование при- нимаемого сигнала). DTR готовность выходных данных. RI индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети. Для двухпроводной линии связи в случае только передачи из компьютера во внешнее устройство используются сигналы SG и TxD. Все 10 сигналов интерфейса задействуются только при со- единении компьютера с модемом. Формат передаваемых данных показан на рис. 70. Собственно, данные (5, 6, 7 или 8 бит) сопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив старто- вый бит, приемник выбирает из линии биты данных через опреде- ленные интервалы времени. Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхож- дение – не более 10 %. Скорость передачи по RS-232 может выби- раться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 600, 115 200 бит/с. Рис. 70. Формат данных RS-232 жүктеу/скачать 4,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|