Introduzione al contesto
Nei sistemi di controllo con funzioni più complesse, Comunicazione tramite porta seriale RS232 svolge un ruolo fondamentale nel facilitare lo scambio di dati. Il computer host è tipicamente un computer industriale, mentre il computer slave è un microcomputer a chip singolo. In queste applicazioni, il computer a chip singolo si interfaccia direttamente con l'oggetto controllato, consentendo la raccolta e l'analisi dei dati tramite un PC.
Lo scambio di dati tra il microcontrollore e il PC avviene attraverso una o più porte seriali RS232 presenti nella configurazione del PC. Lo standard RS232, stabilito dall'American Electronics Industry Association, è designato dal numero di identificazione 232, con la "C" che indica l'ultima modifica dello standard.
L'interfaccia standard RS232C comprende 25 linee, tra cui linee di stato, linee di contatto, linee di dati e linee di terra. Questo articolo analizza l'applicazione del processo di comunicazione della porta seriale RS232 tra il PC e il microcontrollore, evidenziandone l'importanza per garantire un trasferimento affidabile dei dati e la funzionalità del sistema di controllo.
Applicazione della comunicazione della porta seriale RS232 nella comunicazione con i microcontrollori
Concetto di comunicazione della porta seriale RS232
Il concetto di comunicazione seriale è molto semplice. Può essere installata su qualsiasi personal computer. È un'interfaccia standard. I tipi più comuni sono DB-9 e DB-25. Sul computer sono presenti due interfacce RS232 e la comunicazione parallela. Rispetto alla velocità, la velocità di invio e ricezione della comunicazione seriale è più lenta, ma è in grado di inviare e ricevere allo stesso tempo e può anche essere realizzata una comunicazione a lunga distanza.
Principio di comunicazione della porta seriale RS232
La comunicazione della porta seriale RS232 viene trasmessa principalmente attraverso codici ASCII e il filo di terra viene utilizzato per completare la ricezione e la trasmissione corrispondenti. Il terminale di comunicazione seriale trasmette su una linea e può poi ricevere su un'altra linea. Alcuni dei parametri più importanti sono:
1) Velocità di trasmissione. Riflette la velocità di comunicazione. Il baud rate è uguale al ciclo di clock. Tuttavia, è bene ricordare che la velocità di trasmissione è inversamente proporzionale alla distanza. Solo gli strumenti vicini richiedono un baud rate.
2) Bit di dati. Questo parametro riflette i dati della comunicazione. Gli standard generali sono 5, 7 e 8 bit. Il valore standard deve essere selezionato in base al tipo di informazioni inviate. Il codice ASCII standard è di 7 o 8 bit. L'ultimo bit di un singolo pacchetto è il bit di stop. I dati vengono trasmessi attraverso la linea di trasmissione durante la temporizzazione, quindi i dispositivi hanno orologi diversi.
Durante il processo di comunicazione, il dati tra i dispositivi La trasmissione è asincrono, quindi la differenza è relativamente piccola. A questo punto, i bit di stop possono essere utilizzati per risolvere l'asincronia tra i dispositivi. I bit di stop possono anche essere utilizzati per esprimere la fine della trasmissione. Più bit di stop ci sono, meglio è. Dovrebbe essere aumentato. Numero adeguato di bit per garantire la velocità di trasferimento dei dati.
3) Bit di parità. Questo parametro consente di verificare la correttezza e gli errori della comunicazione seriale. I metodi principali sono pari, dispari, alto e basso. Quando si esegue il controllo di parità, l'ultimo bit dei dati è il bit di controllo. Per il dispositivo è importante conoscere il significato di un bit. Lo stato può determinare se la trasmissione dei dati è interferita da altri dispositivi.
Comunicazione seriale standard RS232C
Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, apparecchiature di comunicazione è più utilizzato nella vita quotidiana. Esistono molti standard di interfaccia di comunicazione seriale, tutti basati sullo standard di interfaccia RS232. Il primo standard RS232 risale agli anni '60, negli Stati Uniti. Promulgato dall'azienda, questo standard prevede alcuni requisiti per la velocità di trasmissione e alcune istruzioni per le apparecchiature collegate all'interfaccia di comunicazione seriale.
Attualmente, questa interfaccia è ampiamente utilizzata. Le regole per le caratteristiche del dispositivo, i livelli logici e le funzioni delle linee di segnale sono le seguenti: su RTS, CTS, DTR, DSR e altre linee di controllo, se è 3V-15V, significa che il segnale è valido; se è -3V a -15V, significa che il segnale è valido. Se è scollegato, il segnale non è valido. Non esiste un'indicazione chiara nella RS232C, ma esistono vari tipi di connettori. Il connettore DB-9 non supporta l'interfaccia del loop di corrente 20mA e può essere collegato solo alle interfacce COM1 e COM2.
Circuito di interfaccia tra RS232 e microcontrollore
Esistono differenze evidenti tra il segnale della porta seriale del microcontrollore e quello della RS232, pertanto è necessaria una conversione per garantire la coerenza dei livelli. Il convertitore più utilizzato è il MAX232. La sua fonte di alimentazione principale è l'alimentazione a 5 V, che può essere facilmente ottenuta. Dopo aver configurato la sorgente, il segnale diventa TXD dopo la conversione e può essere collegato direttamente al PC. Dopo una ricerca sulla composizione, il convertitore è composto principalmente da tre parti.
Il circuito della pompa di carica comprende 4 condensatori e i pin 1, 2, 3, 4, 5 e 6, in grado di garantire il funzionamento continuo del livello. Il canale di conversione dei dati comprende i pin da 7 a 14. La parte che va dai pin 11 a 14 è il primo canale di dati, mentre quella che va dai pin 7 a 10 è il secondo canale di dati. L'ingresso può avvenire dal pin 10 e l'uscita dal pin 14 dopo la conversione. Naturalmente la RS232 presenta anche molti difetti, come la distanza di trasmissione insufficiente. La distanza di trasmissione può essere di soli 50 m durante il funzionamento, quindi non può soddisfare i requisiti corrispondenti.
La velocità massima di trasmissione è di 19200B, quindi la velocità è notevolmente ridotta. La forma di trasmissione è principalmente la trasmissione a terra comune. In questo processo, la trasmissione è facilmente interferita da altri fattori, con conseguenti ripercussioni sull'effetto.
Riassumere
In sintesi, è stata analizzata l'applicazione della comunicazione tramite porta seriale RS232 nella comunicazione tra PC e microcontrollore. Si può notare che la comunicazione tramite porta seriale RS232 svolge un ruolo molto importante nella trasmissione tra microcontrollore e PC. È il metodo principale di trasmissione delle informazioni. L'hub può completare la trasmissione dei dati. Naturalmente, ci sono anche molte carenze. I ricercatori hanno bisogno di ulteriori analisi e pratiche per trovare soluzioni e fornire un maggiore aiuto per il lavoro futuro in questo settore.