通信接口

一般機箱有兩個，新機箱有可能只有一個。筆記本電腦有可能沒有。

有很多工業儀器將它作為標準通信端口。通信的內容與格式一般附在儀器的用户説明書中。

計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以採用串行通訊和並行通訊二種方式。由於串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛採用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都採用一個標準接口，使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串行通訊的標 準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間 串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規定採用一個25個腳的 DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信 號的電平加以規定。

（1）接口的信號內容 實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。

（2）接口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關係。即：邏 輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號作為邏輯“1”。

(3) 接口的物理結構 RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設備與PC機連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以採用DB-9的9芯插頭座，傳輸線採用屏蔽雙絞線。

（4）傳輸電纜長度 由RS-232C標準規定在碼元畸變小於4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用户是按碼元畸變10-20%的範圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺，美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為10%而得出的實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.N.9107723 內有三對雙絞線，每對由22# AWG組成，其外覆以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為9105856-04是22#AWG的四芯電纜。

1.232-C是美國電子工業協會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，採用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用於20m以內的通信。

2.RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛採用RS-485 串行總線標準。RS-485採用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分佈式系統，其允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。 ^[1] 

在工業現場能夠選擇的通訊接口非常多，常見的是如下幾種：串口232、485、以太網、GPIB、USB、無線、光纖等。

1、標準串口（RS232）

232通訊線路簡單，只要一根交叉線即可與PC主機進行點對點雙向通訊。線纜成本低，但傳輸速度慢、不適於長距離通訊。消費類PC機也逐漸取消了該接口，多存在於工控機及部分通信設備中。

工控機在安裝完系統及必要的驅動後，其串口便可直接使用，網上也有許多流行的串口調試工具可用於測試儀器。用户二次開發通訊程序也相對簡單。

2、GPIB

GPIB最大的特點是可用一條總線連接若干個儀器，組成一個自動測試系統。該通訊速率較低，常用於發送控制類命令，適用於電氣干擾輕微的實驗室或生產現場。由於普通的PC機及工控機較少提供GPIB接口，所以需要購買專用的控制卡、安裝驅動程序後才能與儀器通訊。

3、以太網

大多數設備都配有LAN網絡接口，俗稱“水晶頭”，該特點是可靈活組網、多點通訊、傳輸距離不限、高速率等優點，使其成為主流的通訊方式。

該接口本身的作用主要是用於路由器與局域網進行連接。但是，局域網類型是多種多樣的，所以這也就決定了路由器的局域網接口類型也可能是多樣的。不同的網絡有不同的接口類型，常見的以太網接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，還有FDDI、ATM、光纖接口，這些網絡都有相應的網絡接口。在儀器行業或者系統集成行業，大多的工程師也會選擇通過網口寫入命令對儀器做控制。

4、USB

作為最最常用的接口，USB只有4根線，兩根電源兩根信號，信號是串行傳輸的，因此USB接口也稱為串行口，接口的輸出電壓和電流是+5V 500mA 實際上有誤差，最大不能超過+/-0.2V 也就是4.8-5.2V 。

USB接口的4根線一般是下面這樣分配的：黑線：gnd 紅線：vcc綠線：data+ 白線：data- USB的主要作用是對設備內的數據進行存儲或者設備通過USB接口對外部信息進行讀取識別；除此以外，USB也是做二次開發的有效接口。雖然USB3.0的技術已經在筆記本電腦等領域應用的非常成熟，但是在儀器領域，受處理速度和架構的影響，多見的還是USB2.0的技術。

5、無線

除了常見的通訊接口外，無線連接也是一種非常重要的通訊方式，它的特點是：無實體線連接，傳輸速率快，有很多儀器設備內部都直接內置了802.11無線接口。

可以將儀器與無線路由相連接，或連接到手機的WIFI熱點形成組網。

6、多機同步接口

其實多機同步接口不同於上文提到的USB、LAN等常見通訊接口，而是功率分析儀類的設備為保證同時測量得到通道數加多設計的接口。通過線纜連接兩台儀器即可同時測試多路型號，保證了信號測試的同步性。 ^[2] 

以往，PC與智能設備通訊多借助RS232、RS485、以太網等方式，主要取決於設備的接口規範。但RS232、RS485只能代表通訊的物理介質層和鏈路層，如果要實現數據的雙向訪問，就必須自己編寫通訊應用程序，但這種程序多數都不能符合ISO/OSI的規範，只能實現較單一的功能，適用於單一設備類型，程序不具備通用性。在RS232或RS485設備聯成的設備網中，如果設備數量超過2台，就必須使用RS485做通訊介質，RS485網的設備間要想互通信息只有通過“主（Master）”設備中轉才能實現，這個主設備通常是PC，而這種設備網中只允許存在一個主設備，其餘全部是從（Slave）設備。而現場總線技術是以ISO/OSI模型為基礎的，具有完整的軟件支持系統，能夠解決總線控制、衝突檢測、鏈路維護等問題。 ^[3]