首先,不要被生澀的文字嚇到了,通訊在我們日常中通訊是無處不在的,三種通訊方式也是隨處可見。下面分別舉例說明三種方式的不同之處以及在工業和電子設備上常用的一些案例。
1
單工通訊
我們知道收音機的工作原理是由廣播塔發射電波,然后在收音機上經過處理播放聲音。
其中,廣播塔單方向給收音機發送信息,而收音機不向廣播塔返回信息,這種工作方式就叫做單工通訊。其他的例子還有海上的燈塔,以及高級電子手表的自動校時。
在工業和電子行業中常見的例子就是紅外遙控,遙控器單方向發射有規律的紅外光。常用的 NEC 脈沖寬度調制協議(PWM),即利用兩種不同長度的占空比波形來表示數字 0、1信息,設備通過解析紅外接收器的信號收到來自遙控器的指令,從而得知用戶的操作。
單工通訊的特點:使用方便,構造簡單,實現成本低,而且非常容易實現一對多的廣播。但由于設備間發送端和接收端的身份是固定的,所以接收端不能返回任何信息給發送端,發送端就無法確定接收端設備是否接收到信息,在實際使用中就可能造成不穩定的情況。
2
半雙工通信
對講機的使用方式,是一人說話,另一人收聽,但不能2人同時說話。也就是在進行信息交互時,同一時刻,只能一方在講話。
半雙工通信可以實現雙向的通信,但不能在兩個方向上同時進行,必須輪流交替地進行。
半雙工通信在工業中我們最常見到的就是RS485總線。
RS 485最少可以只使用兩根線就可以在設備之間進行通訊,兩根線的,兩根線之間的正反電壓代表0和1,總線在實際中的傳輸距離達到了千米級別。由于其接線方便,抗干擾能力強,支持多設備級聯等優點,在工業上廣泛使用。
在多設備級聯時,由于采用的是半雙工通信,所以連線的所有設備中,在同一時刻最多只能有一個作為發送端,其余的所有設備作為接收端。這時,往往在發送數據時攜帶設備地址,用以區分一條總線上的各個設備,在接收端收到數據時,可以知道是那個設備發送的。
而且,在一般的應用中,多采用 唯一主站-多從站 方式,主站主動的去根據設備地址詢問從站信息,從站接收到數據后返回數據,這樣就避免了一條總線多個設備同時發送造成沖突的可能。
半雙工通信的特點:結構簡單,穩定可靠,成本低,支持多設備之間的互相通信,但由于總線同時只能有一個發送端發送數據,所以多設備通訊時,難以實現任意兩設備之間進行靈活的交互數據。
3
全雙工通信
打電話就是最常見的雙工通信了,電話雙方隨時能聽到對方說話,雙方也隨時可以講話,即同一時刻信息可以互相傳遞。
在工業和電子行業最常見的全雙工通信就是互聯網了,以電腦網線接口為例
我們日常使用的網線接口的其中DTE端(對應的另一端是DCE,現代電腦設備一般都能自動識別轉換)定義如上所示,以圖示接法為百兆網。其中1、2兩根線為發送,3、6兩根線為接收。可以看出,發送和接收分別單獨走線,這樣在數據傳輸時,發送數據和接收數據互不影響,這也是互聯網全雙工的基礎。
RS 232 由于協議定義了針腳,所以目前市面上的所有RS232接口設備都按照此標準設計,RS232的串口線也都是直接看公/母接口即可。其實RS232 在使用時,最少可只接2、3、5這三根線,2-5為一路發送/接收,3-5為一路接收/發送。
RS 422 和RS 485 有類似的電氣特性,一般最大傳輸距離都是千米級別。注意在串口針腳定義時,RS 422 和RS 485各個廠家均有不同,需要注意接線的方式需要參考廠家提供的手冊。RS 422最少使用4根線纜通訊,兩根線為發送,兩根線作為接收,但由于和RS 485 總線電氣特性相同,RS 422 可以通過簡單的轉換即可實現RS 485 的協議,多數工業設備都支持直接通過接線的更改實現RS 422轉RS485。但仍需注意轉換后單雙工與全雙工的區別。
雙全工通訊的特點:可以在網絡上實現任意設備之間的點對點,點對多,多對多的通訊,發送接收互不干擾,數據傳輸靈活。雙全工通訊也造就了當今網絡設備的發達,實現了鋪天蓋地的電子設備的數據交互。但同時,雙全工通訊的數據協議一般比較復雜,在硬件實施方面也通常比其他通訊方式成本要高。
總結
三種數據通訊的方式就介紹到這里,生活和工業上的通訊都離不開這三種方式進行數據通訊,各位應該能對通訊的基礎和三個名稱有所了解了。
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