Cómo conectar dispositivos externos a programas en su computadora
La comunicación entre el ordenador y dispositivos externos se puede lograr a través de puertos serie, puertos paralelos, USB y otras interfaces. De hecho, es más sencillo hacerlo con un microordenador de un solo chip.
En primer lugar, necesita saber qué son RS232 y RS485.
Los estándares de comunicación serie típicos son RS232 y RS485. Definen voltaje, impedancia, etc., pero no definen el. protocolo de software
A diferencia de RS232, las características de RS485 incluyen:
1. Características eléctricas de RS-485: el "1" lógico está representado por la diferencia de voltaje entre las dos líneas ( 2-6) V; el "0" lógico está representado por la diferencia de voltaje entre las dos líneas - (2-6) V. El nivel de señal de la interfaz es inferior al RS-232-C, lo que hace que sea menos probable que dañe el chip del circuito de interfaz. Además, el nivel es compatible con el nivel TTL y se puede conectar fácilmente al circuito TTL.
2. La velocidad máxima de transmisión de datos de RS-485 es de 10 Mbps.
3. La interfaz de RS-485 utiliza una combinación de controladores equilibrados y receptores diferenciales para resistir interferencias mejoradas, es decir, buena resistencia a las interferencias de ruido.
4. La distancia de transmisión máxima estándar de la interfaz RS-485 es de 4000 pies, que en realidad puede ser de hasta 3000 metros. Además, la interfaz RS-232-C solo permite conectar un transceptor. al autobús, es decir, una única capacidad de estación transceptora. La interfaz RS-485 permite conectar hasta 128 transceptores al bus. Es decir, tiene capacidad de múltiples estaciones, por lo que los usuarios pueden establecer fácilmente una red de dispositivos utilizando una única interfaz RS-485. Debido a que la interfaz RS-485 tiene buena inmunidad a la interferencia de ruido, larga distancia de transmisión y capacidad de múltiples estaciones, se ha convertido en la interfaz serial preferida. Debido a que la red semidúplex compuesta por la interfaz RS485 generalmente solo requiere dos conexiones, la interfaz RS485 utiliza transmisión de par trenzado blindado. El conector de interfaz RS485 adopta un conector DB-9 de 9 pines, la interfaz RS485 con el terminal inteligente adopta DB-9 (orificio) y la interfaz de teclado RS485 conectada al teclado adopta DB-9 (pin).
Programación RS485
El protocolo del puerto serie solo define el voltaje de transmisión, la impedancia, etc., ¡y el método de programación es el mismo que la programación del puerto serie normal! !
El principio de conversión y método de conexión entre RS-232 y RS-422
Por lo general, utilizamos principalmente el puerto serie para la transmisión directa y el control de conmutación de servidores de video, grabadoras de video, conmutadores, etc. Utiliza principalmente tres controles de interfaz: RS-232, RS-422 y RS-485. A continuación se analizarán los estándares de interfaz y el uso de puertos serie y cables y complementos externos.
Los estándares RS-232, RS-422 y RS-485 sólo especifican las características eléctricas de la interfaz y no involucran conectores, cables o protocolos. Sobre esta base, los usuarios pueden establecer sus propias comunicaciones de alto nivel. protocolo. Por ejemplo: los servidores de video están equipados con múltiples interfaces de comunicación serial RS422, y cada interfaz puede ser controlada por una computadora externa a través de la línea de comunicación RS422 para lograr la grabación y reproducción. Además de proporcionar varias interfaces de hardware de control, el servidor de video también proporciona interfaces de protocolo. Por ejemplo, la interfaz RS422 no solo admite el protocolo de perfil RS422, sino que también admite Louth, Odetics, BVW y otros protocolos controlados a través de RS422.
RS-232, RS-422 y RS-485 son todos estándares de interfaz de datos en serie, todos formulados y publicados por la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) en 1962. RS-422 se desarrolló a partir de RS-232 Para mejorar las deficiencias de la corta distancia de comunicación y la baja velocidad del RS-232, RS-422 define una interfaz de comunicación equilibrada, aumentando la velocidad de transmisión a 10 Mbps y extendiendo la distancia de transmisión a 4000. pies (a velocidades inferiores a 100 Kbps) y permite conectar hasta 10 receptores en un bus balanceado. RS-422 es una especificación de transmisión unidireccional y equilibrada para transmisión en una sola máquina y recepción en varias máquinas. Se denomina estándar TIA/EIA-422-A.
Para ampliar el alcance de la aplicación, EIA formuló el estándar RS-485 basado en RS-422 en 1983, agregando capacidades de comunicación multipunto y bidireccional, permitiendo conectar múltiples transmisores al mismo bus y agregando más transmisores. Las funciones de capacidad de unidad y protección contra conflictos ampliaron el rango de modos de bus y más tarde se denominaron estándar TIA/EIA-485-A.
1. Estándar de interfaz serie S-232
Actualmente RS-232 es la interfaz serie más utilizada en la industria de PC y comunicaciones. RS-232 se define como un estándar de un solo extremo para aumentar la distancia de comunicación en comunicaciones serie de baja velocidad. RS-232 adopta un método de transmisión no balanceado, que es la llamada comunicación de un solo extremo. Las señales de datos en los extremos de recepción y transmisión son relativas a la tierra de la señal. Una señal RS-232 típica oscila entre niveles positivos y negativos. Al enviar datos, el controlador del extremo emisor genera un nivel positivo entre 5 y 15 V, y un nivel negativo entre -5 y -15 V. Cuando no hay transmisión de datos, la línea es TTL Desde el principio hasta el final de la transmisión de datos, el nivel de la línea cambia del nivel TTL al nivel RS-232 y luego regresa al nivel TTL. Los niveles de funcionamiento típicos del receptor son 3~12V y -3~-12V. Dado que la diferencia entre el nivel de envío y el nivel de recepción es de solo 2 V a 3 V, su capacidad de supresión de modo es deficiente. Junto con la capacitancia distribuida en el par trenzado, la distancia máxima de transmisión es de aproximadamente 15 metros y la velocidad máxima es de 20 Kbps. . RS-232 está diseñado para comunicación punto a punto (es decir, solo un par de dispositivos receptores y transmisores) y su carga de controlador es de 3kΩ~7kΩ. Por tanto, RS-232 es adecuado para la comunicación entre dispositivos locales.
2. Estándares de interfaz serial RS-422 y RS-485
(1) Transmisión balanceada
RS-422, RS-485 y RS-232 de manera diferente , la señal de datos adopta transmisión diferencial, también llamada transmisión balanceada. Utiliza un par de pares trenzados, uno de los cuales se define como A y el otro como B. Normalmente, el nivel positivo entre los controladores de transmisión A y B está entre 2 V y 6 V, que es un estado lógico, y el nivel negativo está entre -2 V y 6 V, que es otro estado lógico. También hay una señal de tierra C, y hay un terminal de "habilitación" en RS-485, que está disponible o no en RS-422. El terminal "habilitar" se utiliza para controlar el corte y la conexión del controlador de envío y la línea de transmisión. Cuando el terminal "habilitar" está activo, el controlador de transmisión está en un estado de alta impedancia, que se denomina "tercer estado", es decir, es el tercer estado que es diferente del "1" y "0" lógicos.
(2) Regulaciones eléctricas RS-422
Dado que el receptor utiliza una alta impedancia de entrada y el controlador de transmisión tiene una mayor capacidad de conducción que RS232, se permite conectar varios receptores en el mismo línea de transmisión, se pueden conectar hasta 10 nodos. Es decir, hay un dispositivo maestro (Master) y el resto son dispositivos esclavos (Salve). Los dispositivos esclavos no pueden comunicarse entre sí, por lo que RS-422 admite comunicación bidireccional punto a muchos. Dado que la interfaz RS-422 de cuatro cables utiliza canales de envío y recepción separados, no es necesario controlar la dirección de los datos. Cualquier intercambio de señal necesario entre dispositivos se puede realizar mediante software (apretón de enlace XON/XOFF) o hardware (un par de dispositivos separados). pares de cables trenzados). La distancia máxima de transmisión de RS-422 es de 4000 pies (aproximadamente 1219 metros) y la velocidad de transmisión máxima es de 10 Mbps. La longitud de su par trenzado equilibrado es inversamente proporcional a la velocidad de transmisión. La distancia máxima de transmisión sólo se puede alcanzar por debajo de la velocidad de 100 Kbps. Las tasas de transmisión más altas sólo se alcanzan en distancias muy cortas. Generalmente, la velocidad de transmisión máxima que se puede obtener en un par trenzado de 100 metros de largo es de sólo 1 Mbps. RS-422 requiere una resistencia terminal cuya resistencia sea aproximadamente igual a la impedancia característica del cable de transmisión. La resistencia terminal no es necesaria cuando se transmite a una distancia corta, es decir, generalmente no se requiere resistencia terminal por debajo de 300 metros. La resistencia terminal está conectada en el extremo más alejado del cable de transmisión.
(3) Requisitos eléctricos de RS-485
Dado que RS-485 se desarrolló a partir de RS-422, muchos requisitos eléctricos de RS-485 son similares a RS-422. Si todos usan transmisión balanceada, todos necesitan conectar resistencias terminales en las líneas de transmisión.
RS-485 puede utilizar métodos de dos y cuatro cables, y el sistema de dos cables puede lograr una verdadera comunicación bidireccional multipunto. Bus RS-485, el estándar de bus serie RS-485 se utiliza ampliamente cuando se requiere que la distancia de comunicación sea de decenas de metros a miles de metros. RS-485 utiliza transmisión balanceada y recepción diferencial, por lo que tiene la capacidad de suprimir la interferencia del modo ***. Además, el transceptor de bus tiene una alta sensibilidad y puede detectar voltajes tan bajos como 200 mV, por lo que la señal transmitida se puede recuperar a miles de metros de distancia. RS-485 utiliza el modo de trabajo semidúplex y solo un punto está en estado de envío en cualquier momento. Por lo tanto, el circuito de envío debe ser controlado por la señal de habilitación. RS-485 es muy conveniente para la interconexión multipunto y puede guardar muchas líneas de señal. RS-485 se puede utilizar en red para formar un sistema distribuido, lo que permite conectar hasta 32 controladores y 32 receptores en paralelo. La diferencia entre RS-485 y RS-422 es que el voltaje de salida máximo es diferente. RS-485 está entre -7 V y 12 V, mientras que RS-422 está entre -7 V y 7 V. especificación, por lo que el controlador RS-485 se puede utilizar en aplicaciones de red RS-422. RS-485, al igual que RS-422, tiene una distancia de transmisión máxima de aproximadamente 1219 metros y una velocidad de transmisión máxima de 10 Mbps. La longitud de un par trenzado balanceado es inversamente proporcional a la velocidad de transmisión. Sólo cuando la velocidad es inferior a 100 Kbps se puede utilizar la longitud de cable más larga especificada. Las tasas de transmisión más altas sólo se alcanzan en distancias muy cortas. Generalmente, la velocidad de transmisión máxima de un par trenzado de 100 metros es de sólo 1 Mbps.
(4) Puntos a tener en cuenta al instalar redes RS-422 y RS-485
RS-422 puede admitir 10 nodos y RS-485 admite 32 nodos, por lo que está compuesto de múltiples nodos. La topología de la red generalmente adopta una estructura de bus adaptada al terminal y no admite redes en anillo o en estrella. Al construir una red, debe prestar atención a los siguientes puntos:
* Utilice un cable de par trenzado como bus para conectar los nodos en serie. La longitud del cable desde el bus a cada nodo debe. ser lo más corto posible para minimizar el impacto de las señales reflejadas en las líneas de salida en la señal del bus.
* Preste atención a la continuidad de la impedancia característica del bus. Se producirá una reflexión de la señal en el punto de discontinuidad de la impedancia. Esta discontinuidad puede ocurrir fácilmente en las siguientes situaciones: se utilizan diferentes cables en diferentes secciones del autobús, o hay demasiados transceptores instalados juntos en una determinada sección del autobús, o hay ramales demasiado largos que conducen al autobús. .
En resumen, se debe proporcionar una ruta de señal única y continua a modo de bus.
2 Tipo de puerto serie y conversión
El puerto serie es un estándar de interfaz que estipula el estándar eléctrico de la interfaz. En pocas palabras, es solo un estándar de la capa física. No existen regulaciones sobre el cable enchufable de interfaz y el protocolo utilizado, por lo que siempre que el cable enchufable de interfaz que utilizamos cumpla con el estándar del puerto serie, se puede utilizar de manera flexible en la práctica. Se utilizan varios protocolos en el puerto serie. Estándar de interfaz para comunicación y control de dispositivos.
Hemos aprendido sobre el protocolo de puerto serie anterior, y lo que más entramos en contacto en nuestro trabajo diario son las interfaces externas reales de algunos dispositivos. ¿Cómo sabemos qué tipo de interfaz es? ¿apariencia? ¿Cómo definir cada pin del cable? Sabemos anteriormente que los estándares del puerto serie RS-232, RS-422 y RS-485 solo estipulan las características eléctricas de la interfaz y no involucran conectores, cables o protocolos. Sobre esta base, los usuarios pueden establecer su propia comunicación de alto nivel. protocolos. De los tres enchufes más utilizados que hemos encontrado en el trabajo real, hay tres tipos de enchufes: DB9 DB25 RJ45 Los tres complementos de enchufe anteriores se pueden usar como complementos de puerto serie y también se pueden convertir entre enchufes. a través de cables. A continuación explicaremos las definiciones de pines de los tres enchufes respectivamente. La conversión entre los tres enchufes solo debe conectarse de acuerdo con los puentes de cable definidos por los enchufes.
* DB9 (enchufe de 9 pines), como se muestra en la Figura 2. Las funciones del puerto serie de 9 pines se muestran en la Tabla 1.
* DB25 (enchufe de 25 pines), como se muestra en la Figura 3. Las funciones del puerto serie de 25 pines se muestran en la Tabla 2.
Es DB9, por lo que necesitamos usar un cable de conversión. La definición de pines del cable de conversión se muestra en la Figura 4.
El método de conexión semidúplex RS485 es: RX y TX se conectan en paralelo para formar RX- y TX- se conectan en paralelo para formar Data-. El método de conexión RS485 full-duplex/RS422 es: cortocircuito COMPLETO y GND; las líneas de señal son RX, TX, RX-, TX- y GND se pueden conectar según sea necesario.
Ampliación de tres puertos serie
Ampliación de puertos serie, sabemos que generalmente una computadora tiene dos puertos serie y una computadora de control de transmisión necesita controlar muchos más de dos dispositivos, nosotros Necesidad de controlar servidores de vídeo, grabadoras de vídeo, conmutadores, máquinas de subtítulos y otros equipos al mismo tiempo. Entonces necesitamos expandir el puerto serie. Podemos usar una tarjeta de expansión de puerto serie para expandir el puerto serie, como la tarjeta de expansión de puerto serie MOXA CI-134 que usamos en el sistema de control de transmisión.
MOXA CI-134 es una tarjeta serie RS-422/485 de cuatro puertos especialmente diseñada para aplicaciones de comunicación en entornos industriales. Admite 4 puertos serie RS-422/485 independientes y puede controlar hasta 128 dispositivos en aplicaciones de comunicación uno a multipunto. Para facilitar la operación semidúplex de 2 cables RS-485, cada tarjeta CI-134 tiene control automático de flujo de datos (ADDC) sin operación de software. Por lo tanto, el protocolo semidúplex RS-485 se puede controlar en aplicaciones de Windows sin codificación adicional. Para cumplir con los requisitos de productos de alta confiabilidad en entornos industriales, esta serie de productos proporciona funciones opcionales de aislamiento óptico (2 KV) y protección contra sobretensiones (25 KV ESD).
Las características de este producto incluyen: funciones opcionales de aislamiento fotoeléctrico (2KV) y protección contra sobretensiones (25KV ESD); función ADDC (control automático de dirección de datos); control de datos RS-485; control ADDC o RTS; ; resistencia terminal incorporada; control de flujo de hardware con chip para garantizar que no se pierdan datos; uso de diseño ASIC avanzado, baja tasa de reparación;
La aplicación de cuatro puertos serie en sistemas de control de transmisión
Sabemos que la distancia de transmisión efectiva del puerto serie RS232 es de 15 metros y la distancia máxima de transmisión del RS-422 es 4000 pies (aproximadamente 1219 metros), la velocidad de transmisión máxima es de 10 Mbps. Las grabadoras de video utilizadas en nuestro control de transmisión, como DVCPRO e IMX, tienen múltiples interfaces de control RS232 y RS422 para elegir. Si se usa el pin9, es una interfaz RS422. Los controles del puerto del códec del servidor de video son todas interfaces RS422. El enchufe es RJ45, no DB9. Se requiere un cable de conversión para la conversión. Por lo tanto, podemos usar las características anteriores de manera flexible en el control. Debido a la necesidad de conmutación de control activo y de respaldo y consideraciones de distancia, utilizamos uniformemente interruptores de conmutación RS422 para la conmutación. controlado directamente por la propia máquina de control de transmisión, el puerto COM se utiliza para controlar el interruptor de conmutación, y otras grabadoras de control, conmutadores y tarjetas de códec de servidor de vídeo utilizan la interfaz RS422 ampliada por la tarjeta MOXA para ingresar al interruptor de conmutación RS422. traspuesta. El gráfico de control se muestra en la Figura 5.
En todo el sistema, solo el control de apertura de conmutación RS422 está controlado por el puerto COM (RS232) de la máquina de control de transmisión. Los demás son las interfaces RS422 extendidas por la tarjeta MOXA ya que requiere el interruptor de emergencia. RS232, se agrega uno delante del interruptor de emergencia. Convertidor RS422 a RS232. A través de la máquina de control de transmisión de la línea de control, se pueden emitir instrucciones de control de transmisión a tiempo y también se puede leer el estado de la grabadora de video, el conmutador y el servidor de video en cualquier momento. Lo anterior es solo el diagrama de control del sistema de la sala de computadoras de control de transmisión.
El control del sistema en la sala de control maestro y de carga es más o menos el mismo.
Los principios del circuito del bus RS422, RS485 y RS422 son básicamente los mismos. Todos envían y reciben de manera diferencial y no requieren un cable de tierra digital. La operación diferencial es la razón fundamental de la larga distancia de transmisión bajo la misma condición de velocidad. Esta es la diferencia fundamental entre los dos y RS232. Debido a que RS232 es una entrada y salida de un solo extremo, la operación dúplex requiere al menos tres cables de tierra digitales. También se pueden agregar líneas y líneas de recepción (transmisión asíncrona) y otras líneas de control para completar la sincronización y otras funciones. RS422 puede funcionar en full-duplex para enviar y recibir sin afectarse entre sí a través de dos pares de pares trenzados, mientras que RS485 solo puede funcionar en half-duplex y no puede enviar y recibir al mismo tiempo, pero solo requiere un par de pares trenzados. . Cada una de las tres interfaces anteriores tiene sus propias deficiencias y se pueden seleccionar de manera flexible según las necesidades del trabajo real.
El control por computadora se utilizará cada vez más ampliamente en los sistemas de control de transmisiones de radio y televisión, y con el desarrollo continuo de la tecnología informática, la inteligencia continuará mejorando y el sistema se hará más grande, lo que requiere que estemos más capaz.Obtenga una comprensión profunda de las teorías básicas de las computadoras, para que pueda tener una comprensión más profunda del sistema, mantener el sistema, garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema y garantizar mejor una transmisión segura.
Referencia: /jxlt/20060106/4541.html
Existen en el mercado dos tipos de conversores RS-232 a RS-485, pasivos y activos
Los convertidores pasivos generalmente son solo conversiones. ¡Además de convertir 232 y 485, los convertidores activos también pueden garantizar el aislamiento eléctrico entre los dos! Debido a que la línea 485 suele ser relativamente larga y hay interferencias en la línea, después de tomar medidas de aislamiento, incluso si hay interferencias en la línea 485, ¡no afectará el lado 232! Puedes ir a/echar un vistazo y consultarlo
Problemas de comunicación Para lograr lo que deseas, hacer que la bandera nacional suba y baje automáticamente, debes dejar que VB controle tu computadora para emitir dos señales. : uno controla la dirección positiva del motor. Una señal para girar (suponiendo que la bandera esté subiendo) y una señal para controlar el motor para retroceder (suponiendo que la bandera esté bajando).
Además, para que la bandera se detenga automáticamente cuando llegue a la parte superior del mástil y cuando se baje hasta el extremo inferior, puedes seguir los dos métodos siguientes:
1. Deje que la bandera suba y baje hasta el extremo superior e inferior del asta de la bandera. El terminal envía una señal a la computadora. Cuando la computadora recibe esta señal de retroalimentación, detiene el motor. Aquí puede hacer que el tiempo de izado y arriado de la bandera sea básicamente consistente con el tiempo del himno nacional seleccionando la velocidad del motor adecuada. Esto permitirá que la bandera se detenga correctamente en la parte superior e inferior en todo momento.
2. Si los requisitos son menores, no puede utilizar señales de retroalimentación, sino elegir un motor con una velocidad relativamente estable y controlar el tiempo de funcionamiento del motor a través de un programa de computadora para cumplir básicamente con los requisitos.