常用硬件接口及通信协议(通信接口和通信协议)

通信接口（communication interface ）是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。 如：RS232接口。RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 “|O|O|” 样标识。主要分类一般机箱有两个，新机箱有可能只有一个。笔记本电脑有可能没有。有很多工业仪器将它作为标准通信端口。通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。随着电子技术的发展和市场的需求，各种各类的仪表越来越多地应用于各个不同领域的自动化控制设备和监测系统中，这要求系统之间以及各系统自身的各个组成部分之间必须保持良好的通信来完成采集数据的传输，先进的通信协议技术能可靠地保证这一点。通信协议是通信双方的约定，对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，实现不同设备、不同系统间的相互沟通。将通信协议合理地应用于新产品的开发中，不仅能使产品的设计更加灵活、使用更为便捷，还能扩大产品的使用范围、增强产品市场竞争力。几种常见的通信接口1、标准串口（RS232）232通讯线路简单，只要一根交叉线即可与PC主机进行点对点双向通讯。线缆成本低，但传输速度慢、不适于长距离通讯。消费类PC机也逐渐取消了该接口，目前多存在于工控机及部分通信设备中。工控机在安装完系统及必要的驱动后，其串口便可直接使用，网上也有许多流行的串口调试工具可用于测试仪器。用户二次开发通讯程序也相对简单。2、GPIBGPIB最大的特点是可用一条总线连接若干个仪器，组成一个自动测试系统。该通讯速率较低，常用于发送控制类命令，适用于电气干扰轻微的实验室或生产现场。由于普通的PC机及工控机较少提供GPIB接口，所以需要购买专用的控制卡、安装驱动程序后才能与仪器通讯。3、以太网目前大多数设备都配有LAN网络接口，俗称“水晶头”，该特点是可灵活组网、多点通讯、传输距离不限、高速率等优点，使其成为目前主流的通讯方式。该接口本身的作用主要是用于路由器与局域网进行连接。但是，局域网类型是多种多样的，所以这也就决定了路由器的局域网接口类型也可能是多样的。不同的网络有不同的接口类型，常见的以太网接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，还有FDDI、ATM、光纤接口，这些网络都有相应的网络接口。在仪器行业或者系统集成行业，大多的工程师也会选择通过网口写入命令对仪器做控制。4、USB作为最最常用的接口，USB只有4根线，两根电源两根信号，信号是串行传输的，因此USB接口也称为串行口，接口的输出电压和电流是+5V 500mA 实际上有误差，最大不能超过+/-0.2V 也就是4.8-5.2V 。USB接口的4根线一般是下面这样分配的：黑线：gnd 红线：vcc绿线：data+ 白线：data- USB的主要作用是对设备内的数据进行存储或者设备通过USB接口对外部信息进行读取识别；除此以外，USB也是做二次开发的有效接口。虽然USB3.0的技术已经在笔记本电脑等领域应用的非常成熟，但是在仪器领域，受处理速度和架构的影响，多见的还是USB2.0的技术。5、无线除了常见的通讯接口外，无线连接也是一种非常重要的通讯方式，它的特点是：无实体线连接，传输速率快，有很多仪器设备内部都直接内置了802.11无线接口。可以将仪器与无线路由相连接，或连接到手机的WIFI热点形成组网。6、多机同步接口其实多机同步接口不同于上文提到的USB、LAN等常见通讯接口，而是功率分析仪类的设备为保证同时测量得到通道数加多设计的接口。通过线缆连接两台仪器即可同时测试多路型号，保证了信号测试的同步性。

常用的接口协议有很多种，比如说网线的接口。音箱的接口，耳机的接口，还有电源的接口。

1.所谓总线就是在一个物理通讯链路上将多个设备集合在一起，就是将所有的设备总起来，进行相互的信息交流，RS323 RS485那个算总线就不言自明。现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。 简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输。 2.RS232，RS485是一个物理接口，简单的说是硬件。也可以说是一种通信接口。MODBUS是一种国际标准的通讯协议，用于不同厂商之间的设备交换数据（一般是工业用途）；所谓协议，也可以理解为有人说的“语言”吧，简单的说是软件。3.一般情况下，两台设备通过MODBUS协议传输数据：最早是用RS232C作为硬件接口，（也就是普通电脑上的串行通讯口（串口））；也有用RS422的，也有常用的RS485，这种接口传输距离远，在一般工业现场用的比较多。MODBUS协议又分MODBUS RTU，MODBUS ASCII和后来发展的MODBUS TCP三种模式：其中前两种（MODBUS RTU，MODBUS ASCII）所用的物理硬件接口都是串行（Serial）通讯口（RS232，RS422，RS485）。而MODBUS TCP则是为了顺应当今世界发展潮流，什么都可以用Ethernet网或Internet来连接，传送数据。所以又MODBUS TCP模式，该模式的硬件接口就是以太网（Ethernet）口了，也就是我们电脑上一般用的网络口了。总结以上所说，RS232及PLC以太网属于最底层的通信介质或通信标准，在其上必须有相应的通信协议才能实现数据交换、传输。现场总线就是一种网络，且都有自己的通讯协议。PLC通信模块主要起采集现场数据，比如数字量、模拟量。举个例子，数字量采集就是现场触点得电闭合形成回路，那么数字量采集模块会经过光电之类的转换告诉PLC的CPU这是1，也就是DI模块的功能。而模拟量模块会将现场4-20mA的信号进行转换成为PLC认可的某一范围的数值，比如1000-5000等。 你提的补充问题后边有人已经做了大体解释，PROFIBUS ? , ? MODBUS , ?DEVICENET ,PROFIBUS-DP ?,CONTROLNET 这些是不同协议的总线。PLC网络模块跟我说的那些DI DO 自然功能不同，网络模块可以实现与远程PLC的连接等，这你得看每种不同PLC的扩展方式等。网络节点就是连入网络的一台台计算机或PLC，网络连接器直接的解释是传输线两端的接头。你问两个PLC可以通过RS232通讯，多了当然行，加相关设备，实普通网线一样，一根网线无疑只能连接两端，你要连接很多电脑自然用一根网线是不够的，得用多跟网线并加HUB或交换机等设备，这些道理是一样的。这些问题怎么说你都很难一时接受，如果你将来接触了就很快理解了，也不会太过计较一些概念性的东西了，比如说工业用的HUB或交换机或路由器这些在概念或原理上还是有差别的，但是工业实际用的时候大体实现的功能是一样的，所以没人会去深刻研究到底HUB还是交换机还是路由器，只要能实现我工业用的数据传输和共享就可以，到底是物理层还是数据链路层不是自动化人员该关心的范围了。
一、串口RS232，传输距离约50m，通信方式为全双工 二、串口RS422，传输距离约200m，通信方式为全双工三、串口RS485，传输距离约200m，通信方式为半双工四、网口LAN，无传输距离，只要联网，能PING到地址，就可以通信。通信方式为半双工五、网口WAN，无传输距离。通信方式为全双工 望采纳。。。。。。

TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但 TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。之所以说TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名：TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议IP(Internet Protocol)网际协议UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。其中：网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。网络层负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。 TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念，现在我们来看一看，相对于七层协议参考模型，TCP/IP协议是如何实现网络模型的。OSI中的层 功能 TCP/IP协议族应用层 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet表示层 数据格式化，代码转换，数据加密 没有协议会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP网络层 为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802。IEEE802.2数据链路层包括了硬件接口和协议ARP，RARP，这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息；网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中，IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连接的协议（还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗？忘了的话，去看看）；UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。应用层位于协议栈的顶端，它的主要任务就是应用了。上面的协议当然也是为了这些应用而设计的，具体说来一些常用的协议功能如下：Telnet：提供远程登录（终端仿真）服务，好象比较古老的BBS就是用的这个登陆。FTP ：提供应用级的文件传输服务，说的简单明了点就是远程文件访问等等服务；SMTP：不用说拉，天天用到的电子邮件协议。 TFTP：提供小而简单的文件传输服务，实际上从某个角度上来说是对FTP的一种替换（在文件特别小并且仅有传输需求的时候）。

232居多，变体的232会有RS485,RS422等，有的也有spi,iic等串行以及打印机支持的并行接口，高端的会有CAN工业总线接口、以太网络接口、IDE接口、和usb接口等等。 通信协议通常会根据实际应用的需要来选择。大型接口的网络有专用的结构完整功能强大的接口协议。很多初期的单片机应用只需几条指令即可完成通信需要，所以都是自己设计通信协议的。
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