常用硬件接口及通信协议(物联网硬件通信协议)

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。

MPI/DP/PPI都是基于RS485的网络，区别是采用的通信协议是不一样的，应用的地方也不一样。MPI/DP用于300/400，PPI用于 200。MPI是用于通信距离短，数据量不大的场合，一般用于连接编程PG，现场OP，主主通信，DP一般用于主从通信，用于现场级实时通信，通信速率高。区分是DP口还是MPI口要看使用的CPU，如果在CPU上表示的9针DP口为MPI/DP，那么，这个口可以通过硬件来配置为DP口还是MPI口，如果只是表示为MPI口，那么只能当MPI口使用，DP口只能当DP口使用。RS485、RS232都是串口的一种，RS232：RS232接口连接器使用型号为DB-25的25芯插头座。一些设备与PC机连接的RS-232接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“发送数据”、‘接66收数据”和“信号地”。　所以采DB-9的芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。RS485：RS485无具体的物理形状，根据工程的实际情况而采用的接口。MODBUS是一种串行通信协议，工业电子设备之间常用的连接方式。包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。Modbus通讯物理接口可以选用串口（包括RS232和RS485），也可以选择以太网口。其通信遵循以下的过程：1、主设备向从设备发送请求。2、从设备分析并处理主设备的请求，然后向主设备发送结果。3、如果出现任何差错，从设备将返回一个异常功能码。扩展资料：由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：1、 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。2、 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。3、 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。4、 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。针对RS232接口的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：1、 RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2-6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2-6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。2、 RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。3、 RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。4、 RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。参考资料来源：百度百科-ModBus参考资料来源：百度百科-PLC
串口：包括RS485，RS232等，是硬件的接口类型和针脚定义； MODBUS PPI MPI DP硬件都是RS485接口，只是通讯协议不一样， 以太网是RJ45的网口同电脑的上网口一个类型，以太网也是一种接口类型，可以有多种协议，西门子的以太网是PROFINET协议。
除了200的用PPI以外，其他的300都可以用。232和MODBUS对于300的要加模块，对于200的不需要。剩下的两种都可以直接通过编程实现。 你不给分，我只能这样给你说了。
RS485、RS232是硬件物理层，其它都是协议层

硬件接口就是装机时可以接入设备的接口，如内存和显卡接槽以及电脑装机完成后与外部设备耳机，网线，USB等相连接的接口。具体包括以下三类： 一、串口串口是串行接口的简称，分为同步传输（USRT）和异步传输（UART）。在同步通信中，发送端和接收端使用同一个时钟。在异步通信中，接受时钟和发送时钟是不同步的，即发送端和接收端都有自己独立的时钟和相同的速度约定。二、RS232接口2、异步串口的通信协议作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。图一给出了其工作模式：(1)起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。(2)数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。(3)奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资橡闹料传送的正确性。(4)停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。(5)空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。(6)波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。三、嵌入式处理器接口在嵌入式处理器接口中，通常都集成了串口，只需对相租顷关寄存器 进行设置，就可以使弊如陆用啦。尽管不同的体系结构的处理器中，相关的寄存器可能不大一样，但是基于FIFO的uart框图还是差不多。
电绝庆脑硬件～主机判宏旦外部掘扰接口
USB是一种常用的pc接口，他只有4根线，两根电源两根信号，如下梁烂扮图。故信号是串行传输的，usb接口也称为 串行口，usb2.0的速度可以达到480Mbps。可以满足各种工业和民用需要usb接口的4根线一般是下面这样分配的，需要注意的是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉usb设备或者电脑的南桥芯片：黑线：gnd 电源负极红线：vcc电源正历烂极绿线：data+信号正极 白线 ：data- 信橡灶号负极
硬件接口就是装机时可以销裤信接入设备的接口，如内存和显卡接槽亏轮以及电脑装机完成后与外纯山部设备耳机，网线，USB等相连接的接口。
能看见的接口就是硬件派颤接口，尘如败电脑的橡漏借口都比较简单，凡是能插得进的基本上没有错，要是有相同的就看看标识就ok了

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。

常见的串行通信协议 1.UARTUART是通用异步收发传输器，使用RxD和TxD两根线实现异步全双工通信；为确保通信可靠，可以在通信两边接共地；因此，完整的UART通信只需最少3根线即可。RxD是发送数据线，TxD是接收数据线，通信双方使用交叉互联，RxD接对方TxD，TxD接对方RxD。UART使用标准的TTL/CMOS电平（0~5V，0~3.3V，0~2.5V，0~1.8V）来表示数据，高电平表示1，低电平表示0.为了增强抗干扰能力，提高传输长度，可将TTL/CMOS 电平转换为RS232电平逻辑电平，3~12V表示0，-3~-12V表示1（RS232为负逻辑）1）UART平时处于空闲状态，逻辑1状态。2）当有数据发送时，先发送起始位，即将TxD拉低并维持1位时间，接收方在检测到起始位下降沿，等待1.5位后开始一位一位检测数据。3）发送数据，UART数据一帧可以是5，6，7，8位等，一般是8bit，一个字节。数据发送是先发送低位，依次发送，直到最高位。4）可以使用0或者1bit的校验位，校验位可以是奇校验或者偶检验。奇校验：数据加校验位中1的个数为奇数；偶校验：数据加校验位中1的个数为偶数。5）最后是停止位，数据线恢复到空闲状态，停止位可以是1，1.5，2位。1位时间由波特率决定，在UART通信中，波特率（一秒钟传输的符号数）等于比特率（一秒钟传输的字符数），通信双方使用约定的一致的波特率进行通信，常见的波特率有4800，9600，115200等。2.I2C与UART不同，I2C 是同步半双工通信协议。I2C使用SCL，SDA两根双向数据线进行通信，同时为了支持线与逻辑，需要使用开漏输出，同时使用上拉电阻；上拉电阻大小常见的有1.8K，4.7K，10K；在低速场合，为了降低功耗，可以使用10K上拉电阻，1.8K的上拉电阻具有最好的性能，可满足较高速的应用。I2C常见的通信速率有普通：100K，快速：400K，高速：3.4M。I2C最大的从机数量受从机地址和最大总线电容400pF电容的限制。I2C的数据帧格式如下：开始位 | 7bit从机地址 | 1bit读写方向位（0写，1读） | 1bit应答 | 8bit数据1 | 1bit应答1| 。.. | 8bit数据N |1bit非应答N | 停止位 。空闲状态：空闲时，SCL，SDA同时处于高电平。此时，各器件的输出场效应管处于截止状态，释放总线，总线信号由上拉电阻上拉至高电平。开始START:SCL为高电平时，SDA有下降沿。数据传输：数据传输已字节为单位，第一个字节表示从机地址+读写方向，后续数据格式由器件自己定义。数据传输中，SDA的只能在SCL低电平时变化，并在SCL上升沿进行数据采样。应答：每发送一个字节后，接收方必须回应答信号ACK，但发送最后一个字节后，回非应答信号NACK。停止STOP ：SCL为高电平时，SDA有上升沿。握手机制：I2C提供握手机制，当主机速度太快而从机无法满足快速通信时，从机可以拉低SCL来与主机握手，从而延长SCL低电平的时间。（SCL高电平由所有器件发出最短的高电平决定，低电平则有低电平最长的决定）。仲裁：SDA是线与逻辑，因此，只要有一端输出低，总线就为低电平，因此是低电平优先仲裁。仲裁规则是发送低电平个数多的主机获得总线权。由于I2C通信的方向性，在一次通信中不能改变数据流方向，因此读过程中需要一次dummy写过程：dummy写完后，在restart，然后将数据流方向改为读，接着就可以读取从机数据内容了。3.SPISPI是同步全双工串行通信协议。SPI定义了4根信号线：SCK：时钟线，主机提供MISO：主入从出MOSI：主出从入SS：片选。片选信号可选，因此通信最少需要3根信号线。SPI在时钟上升沿下进行双向数据交换，主机在输出的同时，也会接收到从机的数据。在设计上，主机从机均需要一个移位寄存器。SPI不区分读写方向，只进行数据交换，要读也必须写，才能将数据交换过来。SPI通过时钟极性和时钟相位定义了4种通信模式：时钟极性CPOL：0：空闲时SCK为0，1：空闲时SCK为1.时钟相位CPHA：0：数据在第一个时钟跳沿采样（可能是上升沿，可能是下降沿，与CPOL有关），1：数据在第二个时钟跳沿采样（可能是上升沿，可能是下降沿，与CPOL有关）。 若在上沿采样，则数据在下沿输出，因此数据能够稳定的被采样。
串口通信指串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比特字节（byte）的串行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。串口通信协议是指规定了数据包的内容，内容包含了起始位、主体数据、校验位及停止位，双方需要约定一致的数据包格式才能正常收发数据的有关规范。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。 中文名串口通信协议外文名Serial communication protocol作用发送和接收字节学科计算机学作用用于获取远程采集设备的串口通信的基本原理串口在嵌入式系统当中是一类重要的数据通信接口，其本质功能是作为 CPU 和串行设备间的编码转换器。当数据从 CPU 经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位；在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。典型地，串口用于 ASCII 码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送数据线，（3）接收数据线。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：波特率是一个衡量通信速度的参数，它表示每秒钟传送的 bit 的个数；数据位是衡量通信中实际数据位的参数，当计算机发送一个信息包，标准的值是 5，7 和 8 位。如何设置取决于你的需求；停止位用于表示单个包的最后一位，典型的值为 1，1.5和 2 位，停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会；奇偶校验位是串口通信中一种简单的检错方式，有四种检错方式——偶、奇、高和低，也可以没有校验位。[1]有关规定波特率串口异步通讯中由于没有时钟信号，所以通讯双方需要约定好波特率，即每个码元的长度，以便对信号进行解码。常见的波特率有4800、9600、115200等。起始位、停止位数据包从起始位开始，到停止位结束。起始信号用逻辑0的数据位表示，停止信号由0.5、1、1.5或2个逻辑1的数据位表示，只要双方约定一致即可。有效数据 起始位之后便是传输的主体数据内容了，也称为有效数据，其长度一般被约定为5、6、7或8位长。
串口通信指l两个或两个以上的设备使用串口按位（bit）发送和接收字节。可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。 串口通信协议就是串口通讯时共同遵循的协议。 协议的内容是每一个bit 所代表的意义。 常用的串口通信协议 有以下几种 1 RS-232（ANSI/EIA-232标准） 只支持 点对点， 最大距离 50英尺。最大速度为128000bit/s， 距离越远 速度越慢。 支持全双工（发送同时也可接收）。2 RS-422（EIA RS-422-AStandard），支持点对多一条平衡总线上连接最多10个接收器 将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（约1219米），所以在100kbps速率以内，传输距离最大。支持全双工（发送同时也可接收）。RS-485（EIA-485标准）是RS-422的改进， 支持多对多（2线连接），从10个增加到32个，可以用超过4000英尺的线进行串行通行。速率最大10Mbps。支持全双工（发送同时也可接收）。2线连接时 是半双工状态。 广义上来说USB 协议 sata 硬盘 PCI_E 也是串行通信的范畴. 更为复杂
串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议（不要与通用串行总线UniversalSerialBus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信接口；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是比特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配：a，比特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，就是指比特率，例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的比特率为14400，28800和36600。比特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高比特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。 d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。
一、UART UART是一个大家族，其包括了RS232、RS499、RS423、RS422和RS485等接口标准规范和总线标准规范。它们的主要区别在于其各自的电平范围不相同。嵌入式设备中常常使用到的是TTL、TTL转RS232的这种方式。常用的就三根引线：发送线TX、接收线RX、电平参考地线GND。1.1 电路示意图1.2 通信协议将传输数据的每个字符一位接一位地传输。https://img-blog.csdn.net/20170719232822650” alt=”串口数据传输示意图.png” title=”” />起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。波特率：数据传输的速率。有以下几个档位：300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200.当然也可以自定义。在数据传输和接收双方，需要预先统一波特率，以便正确的传输数据。二、I2C 总线2.1 电路示意图I²C (Inter-Integrated Circuit)。其拥有一根数据线SDA和一根时钟线SCL。其总线通过上拉电阻与电源相连接。每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。其中，主动发起操作的一方为主机，另外一方为从机。2.2 数据传输 当没有数据传输的时候，两根总线都为高电