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与 Alicat 的 RS-232 通信

串行通信教程

RS-232 协议是与 Alicat 设备通信的默认方法。虽然仪器也可以使用各种其他协议(RS-485、PROFIBUS、EtherCAT、Modbus RTU 或 TCP/IP、DeviceNet、PROFINET 和 EtherNet/IP)进行配置,但久经考验的 RS-232 通信标准仍然是命令和读取 Alicat 的首选方法。

不那么标准的 RS-232 标准

RS-232 协议最初是在 50 多年前的 1960 年引入的。RS-232 能够存活这么久的主要原因是它是一种有用的、低电平的、基本的信号,作指南相当宽松。

1962 年,RS-232 通信标准的唯一应用是连接机电打字机及其主机/调制解调器,通常称为“电传打字机”系统。当随后开发出更先进的电子机器时,专有的调整导致了非标准的引脚分配、连接器和信号电压电平。例如,最初的规范要求使用 DB-15 连接器,但在过去 30 年中,大多数 RS-232 产品都采用了 DB-9 连接器(技术上称为 DE-9M)。

它是如何工作的?

在RS-232线路上发送的数据仅由相对于接地基准的正(+)和负(-)电压脉冲组成。一个设备发送的一组 +/- 脉冲由接收设备仔细计时,然后使用连接的硬件对其进行解码。

RS-232协议不用于字符编码、间距、起始位、停止位、位顺序、错误检测、位传输速率等。相反,它们是由用户连接的电路建立的。这通常采用串行通信端口及其相关芯片和晶体管的形式。

COM 端口代表连接的计算机或外围设备理解脉冲。作为参考,RS-232 系统必须从一个设备(在其 Tx 引脚上发送)传输到接收设备(在其 Rx 引脚上接收),反之亦然。值得注意的是,在 RS-232 三线系统中,不应将 Tx 连接到 Tx 或 Rx 连接到 Rx。

唯一直接连接的引脚是接地引脚,它为两端提供了一个测量脉冲的公共参考点。每个 RS-232 驱动器都使用反相逻辑,并采用单端双极性输出电压馈送到 UART(通用异步接收器/发射器)。由于该系统有三根电线和两个不同的通信通道,因此它被认为是“全双工”系统。可以在接收数据的同时传输数据。

Alicat 如何使用 RS-232

RS-232 的“标准”相当宽松,那么 Alicat 如何使用它呢?除了无处不在的 DB-9 和“标准”DB-15 连接器外,Alicat 还可以在任何提供的连接器上提供 RS-232 通信。这包括 DB-15、6 针工业锁定连接器和默认的 8 针 miniDIN 插孔。

改变信号电平和极性规则

真正偏离该标准的是 Alicat 如何利用信号电平,使多个单元能够在同一 COM 端口上工作。由于 Alicat 器件不会产生负电压,因此传统的 +/- 15 V RS-232 是不可能的。幸运的是,可以产生 +5 V 的纯正脉冲来复制 RS-232 波形(逻辑高“标记”与逻辑低“空间”),目前使用的所有 UART 中 99% 都可以读取。

UART 串行端口不再使用,已被 USB 转串行转换器取代。如今,FTDI 芯片组通常用于复制 COM 端口。Alicat 独特的信号配置文件也与这些设备完全兼容。

在单个串行 COM 端口上最多使用 26 个单元

Alicat 还设计了一种解决方法,可以在单个串行 COM 端口上同时使用多达 26 个单元。此功能的技术术语是“多点”通信,所有配备串行通信(RS-232 或 RS-485)的 Alicat 设备都支持它。

通过多点通信,线路上的每台设备都配置为具有唯一的识别字母(A-Z),并且每个单元都监听已发送的命令。即使每个设备都监听命令,但只有当指令以该设备的唯一 ID 字母开头时,设备才会接受并做出响应。这意味着您可以在同一三根电线上连接三个流量控制器(电气并联),然后读取单元“A”上的当前流量,给“B”提供新的设定点,并在“C”上重置累加器。

结论

尽管 RS-232 通信“标准”已经足够古老,可以在史密森尼学会中占有一席之地,但它仍然大量用于需要与各种外围组件通信的所有类型的基于计算机的系统。Alicat 仪器采用通用 ASCII(美国信息交换标准代码)字符集作为我们的语言,在可预见的未来,Alicat 仪器将继续与强大、通用和可靠的 RS-232 系统一起销售。