串口的详细介绍
串口，广泛应用于工业主板，是大多数工业设备进行通信的重要途径。大多数
工业主板通常包含两个以上基于 RS - 232 的串口。串口的通信方式独特，它是按位（bit）发送和接收字节。与按字节（byte）的并行通信相比，速度要慢一些。但是串口却有着并行通信无法比拟的优势，它能够在使用一根线发送数据的同时，用另一根线接收数据，这种特性使得串口可以简单实现远距离通信。
在串口通信中，有几个最为重要的参数，分别是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
波特率
波特率是衡量通信速度的关键参数，它表示每秒钟传送的 bit 的个数。例如，300 波特就意味着每秒钟发送 300 个 bit。当提到时钟周期时，其实就是指波特率。如果某个协议需要 4800 波特率，那么相应的时钟就是 4800Hz。不过，需要注意的是，波特率和距离成反比关系。高波特率常常用于短距离仪器间的通信，其中典型的应用就是 GPIB 设备的通信。
数据位
数据位是衡量通信中实际数据位的重要参数。当工控机发送一个信息包时，实际的数据往往不是固定的 8 位。标准的值有 5、7 和 8 位。具体如何设置，取决于想要传送的信息内容。比如，标准的 ASCII 码是 0～127（7 位），而扩展的 ASCII 码是 0～255（8 位）。如果数据使用的是简单的文本（标准 ASCII 码），那么每个数据包通常使用 7 位数据。这里所说的每个包是指一个字节，它包括开始 / 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，所以术语 “包” 可以指任何通信的情况。
停止位
停止位主要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，并且每一个设备都有其自己的时钟，所以在通信中，很可能在两台设备间出现小小的不同步。因此，停止位不仅仅是表示传输的结束，它还为工控机提供了校正时钟同步的机会。一般来说，适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度就越大，但与此同时，数据传输率也会相应变慢。
奇偶校验位
在工业主板串口通信中，奇偶校验位是一种简单的检错方式。它主要有四种检错方式，分别是偶、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），用一个特定的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，这样就可以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。而高位和低位并不真正地检查数据，只是简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样的设计使得接收设备能够知道一个位的状态，从而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不同步。
一、RS - 232 的特点与用途
RS - 232 在工业主板中有着多种用途。它可以用于连接鼠标、打印机或者 Modem，同时也可以连接工业仪器仪表。RS - 232 只限于工业主板串口和设备间点对点的通信，其最远通信距离是 15.24 米。在实际应用中，RS - 232 以其简单易用和广泛的兼容性，成为了工业领域中不可或缺的一部分。
二、RS - 422 的优势
RS - 422 使用差分信号，与 RS - 232 使用的非平衡参考地的信号不同。差分传输使用两根线发送和接收信号，这种方式能够更好地抗噪声，并且具有更远的传输距离。在工业主板的现场应用中，RS - 422 的这些优势使得它在复杂的工业环境中能够更加稳定地进行数据传输。
三、RS - 485 的改进与应用
RS - 485 是 RS - 422 的改进版本。它在连接设备数方面从 10 个增加到了 32 个，同时还定义了在最大设备个数情况下的电气特性，以保证足够的信号电压。RS - 485 凭借其出色的抗噪能力和多设备连接能力，在建立连向工控机的分布式设备网络、其它数据收集控制器、HMI 或者其它操作时，成为了串行连接的首选。
四、RS - 232、RS - 422 与 RS - 485 的区别
RS - 232、RS - 422 与 RS - 485 都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的。
RS - 232 在 1962 年发布，命名为 EIA - 232 - E，作为工业标准，其目的是为了保证不同厂家产品之间的兼容。RS - 232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯，是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，适合本地设备之间的通信。目前，RS - 232 是工业主板应用最广泛的一种串行接口。
RS - 422 由 RS - 232 发展而来。为了改进 RS - 232 通信距离短、速率低的缺点，RS - 422 定义了一种平衡通信接口。它将传输速率提高到 10Mb/s，传输距离延长到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 时），并允许在一条平衡总线上连接最多 10 个接收器。RS - 422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为 TIA/EIA - 422 - A 标准。
EIA 又于 1983 年在 RS - 422 基础上制定了 RS - 485 标准。RS - 485 增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，即 TIA/EIA - 485 - A 标准。
RS - 485 与 RS - 422 一样，其最大传输距离约为 1219 米，最大传输速率为 10Mb/s。RS - 422 可支持 10 个节点，RS - 485 支持 32 个节点。RS - 485 是 RS - 422 的超集，因此所有的 RS - 422 设备可以被 RS - 485 控制。
所以在工业主板的通信接口中，串口及其相关的标准如 RS - 232、RS - 422 和 RS - 485 都有着各自独特的特点和用途。了解它们的性能和区别，对于在工业领域中正确选择和应用通信接口，实现高效、稳定的数据传输还是很重要的。
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