第2章b(计算机控制技术)总线接口与过程通道.ppt

开关量输入通道 开关量输入通道的任务主要是将现场输入的开关信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号。 开关量输入通道在控制系统中主要起以下作用： 1）定时记录生产过程中某些设备的状态，例如电动机是否在运转、阀门是否开启等。 2）对生产过程中某些设备的状态进行检查，以便发现问题进行处理。若有异常，及时向主机发出中断请求信号，申请故障处理，保证生产过程的正常运转。 开关量输入通道主要由输入接口电路、接口地址译码器以及相关的输入电路组成，如图2-18所示。 在计算机控制系统中往往采用光电隔离技术，使计算机与外部输入设备之间只存在光路联系而无电路上的联系。图2-19所示为电平转换及光电隔离电路。 * 第2章 总线接口与过程通道 2.1 总线及其标准 2.2 I/O接口 2.3 串行通信与RS-232C接口标准 2.4 过程通道 2.5 信息传输介质 2.3 串行通信与RS-232接口标准 目前计算机的串行通信应用十分广泛，串行接口已成为计算机的必需部件和接口之一。串行通信就是计算机在接收数据时，由串行接口一位一位地收发数据，当一帧数据传送完成后，由串行接口一次把数据送给处理器；当计算机发送数据时，由处理器把数据传送给串行接口，再由串行接口通过一条线路，一位一位地把数据传送出去。 常见的串行接口有符合IEEE国际电气化标准的RS-422、RS-485、RS-232 C等，在IBM PC系列的计算机中使用的是符合RS-232C串行传输协议的RS-232C串行接口。 串行通信的基本概念 1．串行通信的工作模式 1）单工形式 2）半双工形式 3）全双工形式 2．异步传输与同步传输 1）异步传输 异步传输方式中，字符是数据传输单位。在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。异步通信方式的“异步”主要体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。异步传送中，字符可以是连续地、一个个地发送，也可以是不连续地，随机地进行单独发送。在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传输，这叫做连续的串行数据发送，即帧与帧之间是连续的。断续的串行数据传送是指在一帧结束之后维持数据线的“空闲”状态，新的起始位可在任何时刻开始。一旦传送开始，组成这个字符的各个数据位将被连续发送，并且每个数据位持续的时间是相等的。接收端根据这个特点与数据发送端保持同步，从而正确地恢复数据。收/发双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。 2）同步传输 在同步传输方式中，比特块以稳定的比特流的形式传输，数据被封装成更大的传输单位，称为帧。每个帧中含有多个字符代码，而且字符代码与字符代码之间没有间隙以及起始位和停止位。和异步传输相比，数据传输单位的加长容易引起时钟漂移。为了保证接收端能够正确地区分数据流中的每个数据位，收发双方必须通过某种方法建立起同步的时钟。可以在发送器和接收器之间提供一条独立的时钟线路，由线路的一端（发送器或者接收器）定期地在每个比特时间中向线路发送一个短脉冲信号，另一端则将这些有规律的脉冲作为时钟。这种技术在短距离传输时表现良好，但在长距离传输中，定时脉冲可能会和信息信号一样受到破坏，从而出现定时误差。另一种方法是通过采用嵌有时钟信息的数据编码位向接收端提供同步信息。 3．串口通信参数 1）数据的传输速度 串行通信的传输受到通信双方配备性能及通信线路的特性所左右，收、发双方必须按照同样的速率进行串行通信，即收、发双方采用同样的波特率。我们通常将传输速度称为波特率，指的是串行通信中每一秒所传送的数据位数，单位是bps。我们经常可以看到仪器或Modem的规格书上都写着19200bps、38400bps……，所指的就是传输速度。 2）数据的传送单位 一般串行通信端口所传送的数据是字符型，若用来传输文件，则会使用二进制的数据型。当使用字符型时，工业界使用到的有ASCII字符码及JIS字符码；ASCII码使用了8位形成一个字符，而JIS码则以7位形成一个字符。我们可以发现，欧美的设备多使用8位的字节，而日本的设备多使用7位为一个字节。以实际的RS-232传输上看来，由于工业界常使用的PLC大多只是传送文字码，因此只要7位就可以将ASCII码的0~127码表达出来（2 7=128，共有128种组合方式），所有的可见字符也落在此范围内，所以只要7个数据位就够了。不同的情形下（看所使用的协议），会使用到不同的传送单位。使用多少位合成一个字节必须先行确定。 3）起始位与停止位 由于异步串行传输中并没有使用同步脉冲作基准，故接收端完全不知道传送端何时将进行数据的传送。发送端准备要开始传送数据时，发送端会在所送出的字符前后分别加上高电位的