Wat is een seriële poort precies?

Seriële communicatie is een veelgebruikt communicatieprotocol in het ontwerp van vermogenselektronica. Maar wat is een seriële poort precies? Een seriële poort is een computercommunicatie-interface, meestal gebruikt voor gegevensoverdracht tussen een computer en andere apparaten (zoals modems, sensoren, printers, enz.).

Een seriële poort gebruikt een protocol genaamd het seriële communicatieprotocol om de gegevensoverdracht te beheren. Het seriële communicatieprotocol regelt de gegevensstroom tijdens de gegevensoverdracht, inclusief databits, baudrate, pariteitsbit en stopbit. De communicatiesnelheid van een seriële poort is meestal laag, maar in sommige specifieke toepassingen, zoals bij communicatie met sensoren met lage snelheid, is de seriële poort nog steeds een belangrijke communicatie-interface. Een seriële poort bevat over het algemeen de volgende elementen:

Datalijn:Er is meestal slechts één seriële datalijn voor het verzenden van gegevens.
Controllijnen:De seriële poort bevat ook enkele controllijnen voor het regelen van de gegevensoverdracht, zoals Request To Send (RTS), Data Set Ready (DSR), Data Terminal Ready (DTR) en Data Carrier Detect (DCD).
Baudrate:De baudrate van een seriële poort verwijst naar de snelheid van de gegevensoverdracht, meestal gemeten in het aantal bits dat per seconde wordt verzonden, zoals 9600, 19200, 38400, enz.
Databits:De databit verwijst naar het aantal bits dat voor elk teken wordt gebruikt. Over het algemeen kan de databit 5, 6, 7 of 8 bits zijn.
Pariteitsbit:De pariteitsbit wordt gebruikt om de nauwkeurigheid van de gegevensoverdracht te controleren. Veelvoorkomende pariteitsmethoden zijn oneven pariteit, even pariteit en geen pariteit.
Stopbit:De stopbit is een bit dat aan het einde van elke tekenoverdracht wordt verzonden. Meestal is de stopbit 1 of 2 bits.

De typen seriële poorten worden meestal onderscheiden door hun fysieke verbindingsmethoden en elektrische kenmerken. De volgende zijn veelvoorkomende typen seriële poorten:

RS-232 seriële poort

De RS-232 seriële poort is het meest voorkomende type seriële poort. Het is een standaard seriële communicatie-interface, veel gebruikt voor gegevensoverdracht tussen computers en andere apparaten. RS-232 is een standaard geformuleerd door het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), die de elektrische en mechanische specificaties in seriële communicatie definieert, inclusief gegevensoverdrachtsnelheid, databits, pariteitsbit, stopbit, controlesignalen, enz.
De RS-232 seriële poort gebruikt meestal een DB9- of DB25-connector en de transmissieafstand overschrijdt over het algemeen niet 50 voet (ongeveer 15 meter).
De RS-232 seriële poort gebruikt drie verschillende signaallijnen: een transmissielijn, een ontvangstlijn en een aardingslijn. De transmissielijn wordt gebruikt om gegevens van de computer naar externe apparaten te verzenden, de ontvangstlijn wordt gebruikt om gegevens van externe apparaten naar de computer te ontvangen en de aardingslijn wordt gebruikt om de gemeenschappelijke aarde van het circuit te verbinden.
De RS-232 seriële poort bevat ook enkele controlesignalen, zoals Data Terminal Ready (DTR), Request To Send (RTS), Data Set Ready (DSR) en Clear To Send (CTS). Deze controlesignalen kunnen worden gebruikt om de richting van de gegevensstroom, het begin en einde van de transmissie, enz. te regelen.

Dit type seriële poort komt voor in de volgende modellen van ons bedrijf: X30G-3805U, X31G-i3 4010U, enz.

RS-485 seriële poort
De RS-485 seriële poort is een standaard seriële communicatie-interface, meestal gebruikt voor gegevensoverdracht over lange afstanden. RS-485 is een standaard geformuleerd door het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), die de elektrische en mechanische specificaties in seriële communicatie definieert, inclusief gegevensoverdrachtsnelheid, databits, pariteitsbit, stopbit, controlesignalen, enz.
De RS-485 seriële poort gebruikt differentiële signaaloverdracht. Het gebruikt twee signaallijnen (A-lijn en B-lijn) om gegevens te verzenden en verzendt informatie door het spanningsverschil op de twee signaallijnen te vergelijken. Anders dan de RS-232 seriële poort, kan de RS-485 seriële poort meerdere apparaten ondersteunen die op dezelfde bus zijn aangesloten en kan multi-point communicatie realiseren. Het kan tot 32 apparaten ondersteunen om tegelijkertijd te communiceren.
De RS-485 seriële poort kan een langere transmissieafstand ondersteunen, tot 1200 meter, en de transmissiesnelheid is ook relatief snel, tot 10 Mbps. Bovendien ondersteunt de RS-485 seriële poort ook half-duplex en full-duplex werkmodi, die kunnen worden ingesteld op basis van de werkelijke toepassingsvereisten.
Om de kwaliteit van de gegevensoverdracht te waarborgen, is het meestal noodzakelijk om hulpapparaten zoals eindweerstanden en signaalisolatoren op de RS-485-bus te gebruiken. Vanwege de voordelen van lange transmissieafstand, snelle transmissiesnelheid en ondersteuning voor multi-point communicatie, wordt de RS-485 seriële poort veel gebruikt in industriële besturing, automatiseringsbesturing, beveiligingsbewaking en andere gebieden.

Dit type seriële poort komt voor in de volgende modellen van ons bedrijf: X30-J6412, X31G-I7-4600U, enz.

TTL seriële poort
De TTL seriële poort verwijst naar een seriële communicatie-interface die TTL (Transistor-Transistor Logic) logische niveaus gebruikt, meestal gebruikt voor gegevensoverdracht tussen een single-chip microcomputer en externe apparaten. Anders dan de RS-232 en RS-485 seriële poorten, is de specificatie niet geformuleerd door een standaardisatieorganisatie, maar wordt deze geformuleerd door elke chipfabrikant op basis van hun eigen behoeften.
De TTL seriële poort gebruikt een enkele signaallijn (TX-lijn en RX-lijn) voor gegevensoverdracht, waarbij de TX-lijn wordt gebruikt voor de single-chip microcomputer om gegevens te verzenden en de RX-lijn wordt gebruikt voor de single-chip microcomputer om gegevens te ontvangen. De gegevensoverdrachtsnelheid van de TTL seriële poort is relatief snel, meestal tot tientallen kbps of zelfs honderden kbps, maar de transmissieafstand is kort, over het algemeen niet meer dan tientallen meters.
Het logische niveau van de TTL seriële poort is meestal 0V en 5V, waarbij 0V logisch "0" vertegenwoordigt en 5V logisch "1" vertegenwoordigt. In praktische toepassingen, aangezien de logische niveaus van externe apparaten en de single-chip microcomputer verschillend kunnen zijn, is het meestal noodzakelijk om de matching van logische niveaus te realiseren via een level converter of andere methoden.

USB seriële poort
De USB seriële poort verwijst naar een seriële communicatie-interface die wordt gerealiseerd via een USB (Universal Serial Bus) interface, meestal gebruikt om traditionele seriële poortapparaten (zoals RS-232, RS-485 seriële poorten) aan te sluiten op een computer of andere USB-hosts. De USB seriële poort wordt ook wel een USB-naar-seriële poort of USB-naar-RS-232/RS-485 genoemd. De USB seriële poort kan ook worden gevoed via de USB-bus zonder externe voeding, wat handig is om te dragen en te gebruiken.
De USB seriële poort moet meestal worden gerealiseerd via een USB-naar-seriële poortchip. De chip bevat intern functies zoals een USB-interfacecontroller, een seriële poortcontroller en een gegevensbuffer. Door gegevensconversie tussen de USB-interface en de seriële poortcontroller kan gegevensoverdracht tussen USB en de seriële poort worden gerealiseerd.
De USB seriële poort wordt meestal gebruikt om verschillende seriële poortapparaten aan te sluiten, zoals seriële poortprinters, seriële poortkaartlezers, seriële poortcamera's, seriële poortfoutopsporingshulpmiddelen, enz. Vanwege de brede toepassing en het gemak van de USB seriële poort, is het een standaardconfiguratie geworden voor veel embedded systemen en industriële besturingsapparaten.

Ethernet seriële poort
De Ethernet seriële poort is een seriële poort die het TCP/IP-protocol ondersteunt en gegevens verzendt via een netwerkverbinding. Deze seriële poort kan worden gebruikt voor gegevensoverdracht over lange afstanden en met hoge snelheid. De Ethernet seriële poort is een technologie die seriële poortapparaten (zoals sensoren, controllers, enz.) verbindt met een computer of andere netwerkapparaten via Ethernet. Het converteert traditionele seriële poortcommunicatie naar Ethernet-gegevensstromen om bewaking en controle op afstand te realiseren.
De Ethernet seriële poort moet meestal speciale hardware-apparaten (zoals een Ethernet seriële poortserver) en software gebruiken om te realiseren. De Ethernet seriële poortserver is een speciaal apparaat dat seriële poortapparaten verbindt met het Ethernet en een virtuele seriële poortinterface biedt. Deze virtuele seriële poortinterface kan door een computer of andere netwerkapparaten worden benaderd als een lokale seriële poort, waardoor toegang en controle op afstand mogelijk zijn.
Met behulp van Ethernet seriële poorttechnologie kan beheer en controle op afstand van traditionele seriële poortapparaten worden gerealiseerd zonder configuratie en bediening ter plaatse. Bovendien kan de Ethernet seriële poort ook functies bieden zoals toegangscontrole op afstand en gegevensverzameling, wat handig is voor bewaking en beheer.
De Ethernet seriële poort wordt meestal gebruikt in industriële automatisering, bewaking op afstand, gegevensverzameling en andere gebieden. In de industriële automatisering moeten bijvoorbeeld apparaten zoals sensoren en controllers vaak op afstand worden bewaakt en bestuurd. Ethernet seriële poorttechnologie kan deze apparaten verbinden met het Ethernet om toegang en controle op afstand te realiseren, waardoor de productie-efficiëntie wordt verbeterd en de kosten worden verlaagd.

Bluetooth seriële poort
De Bluetooth seriële poort is een draadloos seriële communicatieprotocol gebaseerd op Bluetooth-technologie. Het kan draadloze seriële communicatie realiseren, dat wil zeggen, het traditionele seriële communicatieprotocol (zoals RS-232) via Bluetooth verbinden met een ander apparaat, zoals een smartphone, een tabletcomputer of een computer.
Via de Bluetooth seriële poort kan draadloze gegevensoverdracht worden gerealiseerd. De gegevensoverdrachtsnelheid is over het algemeen ongeveer 1 Mbps, die kan worden gebruikt voor communicatie over korte afstanden, en de communicatieafstand is over het algemeen ongeveer 10 meter. Bovendien heeft Bluetooth-technologie ook de voordelen van een laag stroomverbruik en zelfnetwerken, en kan deze worden toegepast op veel apparaten met een laag stroomverbruik.
Voordat u de Bluetooth seriële poort gebruikt, moet een Bluetooth seriële poortadapter in het seriële poortapparaat worden gestoken en vervolgens wordt de adapter gekoppeld met een ander apparaat (zoals een mobiele telefoon, een tabletcomputer of een computer). Zodra het koppelen is gelukt, kunnen de twee apparaten communiceren zoals traditionele seriële poortapparaten.
De Bluetooth seriële poort wordt meestal gebruikt voor gegevensoverdracht en controle van verschillende draadloze apparaten, zoals Bluetooth seriële poortprinters, Bluetooth seriële poortsensoren, Bluetooth seriële poortafstandsbedieningen, enz. In slimme huizen kan Bluetooth seriële poorttechnologie bijvoorbeeld apparaten zoals sensoren en actuatoren verbinden met smartphones om draadloze afstandsbediening en bewaking te realiseren. Op medisch gebied kan Bluetooth seriële poorttechnologie worden gebruikt om medische apparaten aan te sluiten op mobiele apparaten om draadloze bewaking en controle op afstand te realiseren.

Verschillende typen seriële poorten hebben hun eigen voor- en nadelen in verschillende toepassingsscenario's. Bij het kiezen van een seriële poort is het noodzakelijk om een keuze te maken op basis van de werkelijke behoeften.