工控机常用接口

1.、PCI接口

PCI是Peripheral Component Intereonnect（外围设备互连）的缩写，它是目前工控机中使用最为广泛的接口，几乎所有的工控主板耀彩网登录产品上都带有这种插槽。

PCI是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插人的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲，使之能支持10种外设，并能在高时钟频率下保持高性能，它为显卡、声卡、网卡、MODEM和各种输人输出卡提供了连接接口，其工作频率为33MH/66MHz。

最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到了132MB/s(33MHz × 32bits/8)，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，1993年提出了64bits的PCI总线，后来又提出把PCI总线的频率提升到66MHz。目前工控机广泛采用的是32bits、33MHz的PCI总线，64bits、66MHz的PCI总线主要应用于服务器产品。由于PCI总线具有132MB/s的带宽，工控机中一般在高速和大流量数据输入输出时采用PCI总线接口卡。图1.1所示是一块PCI高速A/D采集卡，支持8路差分信号或16路单端模拟信号输入，

具有16bits的分辨率，500kHz的采样频率，支持大容量数据的高速实时输入。

耀彩网登录一般PCI接口卡分为多通道模拟输人卡、多通道模拟输出卡和多通道数字输入／输出卡三类。

耀彩网登录2. RS-232接口

RS-232接口，又称EIA RS-232-C(C是版本号）。它是1970年由美国电子工业协会(EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通信的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”，该标准规定采用一个25引脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。

（1）接口的信号内容

实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通信中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容如表1.1所示。

（2）接口的电气特性

耀彩网登录在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”为-5~-15V ;逻辑“0”为+5V~＋15V。噪声容限为2V，即要求接收器能识别低至＋3V的信号作为逻辑“0",高到-3V的信号作为逻辑“1”。

耀彩网登录（3）接口的物理结构。

RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座，通常插头在DCE端，插座在DTE端。一些设备与计算机连接的RS-232-C接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”，所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。

（4）传输电缆长度

耀彩网登录由RS-232-C标准规定，在码元畸变小于4％的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4％的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99％的用户是按码元畸变10％-20％的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺。由于串行通信方式具有使用线路少、成本低的特点，特别是在远程传输时，有效避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。

由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：

①接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容，故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

②传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。

③接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模于扰，所以抗噪声干扰性弱。

④传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。

3. RS-485接口

针对RS-232-C的不足，不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点。

(l)RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为＋2~＋6V表示；逻辑‘, 0”以两线间的电压差为-2~-6V表示。接口信号电平比RS-232-C低，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

(2)RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

(3)RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。

(4)RS-485接口的最大传输距离标准值为4 -000英尺，实际上可达3-000米。另外，RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上允许连接多达128个收发器，即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口更加方便地建立起设备网络。RS-485接口因具有良好的抗噪声干扰性、长的传输距离和多站能力等优点而成为首选的串行接口。

由于RS-485接口组成的半双工网络，一般只需两根连线，所以RS-85接口均采用屏蔽双绞线传输。RS-485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS-485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口采用DB-9（针）。RS-485总线最多可挂接256个RS-85模块，不带中继总线可达1.2km。