串行通信解决方案(四)串口光纤转换器FTS1219及其在工业通讯中的应用
光纤激光器接口与光纤总线传输技术研究及案例应用探究
摘 要 ：应 用Ｇｌｉｎｋ总线 ，研 究 了光纤 总线 与 光 纤激 光器 接 口之 间的传 输技 术 ，按 照 实 时性 要 求
使 Ｇｌｉｎｋ子栈 设备 控 制 时序 严格 同步 。在 控 制光 纤激 光 器接 口操 作 中 ，本 文论 述 了光 纤 激光 器接
口模 式和 内容 ， 以及 光 纤 总线 的传 输方 式 ，通 过ＦＰＧＡ编 程 来 实现 其接 口驱 动 的开发 ，并在数 控
光振荡 输 出 【ｌ】。 目前 ，光 纤 激 光 器 应 用 范 围非 常广 泛 ，其 中
ＩＰＧ公 司 是全 球 高功 率 光纤激 光 器和放 大 器 的领 导 者 ， 由它 生产 的 高效 光 纤 激 光 器 、 光 纤放 大 器 正 在 进 行 着 不 断 的性 能 革 新 与 突 破 ，并被 广 泛 应 用 于 材料 加 工 、通信 、医疗 等领 域 中［２］。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐｐｌｉｎｇＧｌｉｎｋｂｕｓ，ｔｏｓｔｕｄｙｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｂｕｓ ａｎｄ ｆ ｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ． Ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅａｌ·－ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ ｍ ａｋｅｓ Ｇｌｉｎｋ ｓｕｂ··ｓｔａｃｋ ｓｔｒｉｃｔ ｔｉｍｉｎｇ ｓｙｎｃｈｒＯｎｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍ ｏｄｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｂｕｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ＦＰＧＡ ｐｒｏｇｒａｍ ｍ ｉｎｇ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｉｔｓ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ－ ｄｒｉｖｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｍ ｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｋｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：Ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂ ｕｓ；ＦＰＧ Ａ ；Ｎ ｕｍ ｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
RS232RS485RS422CANPROFIBUS转光纤
FIB-485A-SFIB-485A-SRS485/422/232 到单模光纤转换器使用说明书串口光纤传输以其可靠性高、安全性和保密性好等优点，由于光纤的传输距离与速率无关，解决了铜线传输的远距离高速通信的矛盾，同时由于采用光纤作为通信传输介质，从根本上彻底解决了电磁干扰、地线环路干扰和雷电破坏等难题，已越来越多的应用于工业自动化、分布式数据采集、智能交通、电力、水力、银行等诸多领域，成为通信传输首选方案。
FIB-485A-S 是四星电子生产的一款工业级RS485/422/232 到光纤的转换器，实现一路RS485 或RS422 或RS232 （TXD 、RXD 、GND ）信号在光纤上的透明传输，无需改动原有的通信协议和软件，即插即用直接替代铜线导体传输。
产品特性和主要技术指标•工作电压：9 ～40VDC 宽电压供电或5VDC 供电任选，产品内部经DC/DC 隔离模块将外接电源与接口信号隔离，功耗：<1W•电接口：RS232 ：DB 9M 针式插座标准DTE 接口，使用TXD 、RXD 、GND 三线，带± 15kV ESD保护和齐纳管浪涌保护RS485 ：D+ 、D- 接线端子，带500W TVS 防雷保护和± 15kV ESD 保护RS422 ：TXD+ 、TXD- 、RXD+ 、RXD- 接线端子，带± 15kV ESD 保护和浪涌保护•通信速率：RS232 ：0 ～230Kbps 自适应；RS485/422 ：0 ～500Kbps 自适应•适用光纤：单模9/125 、10/125 、8.3/125um•波长：1310nm•发射光功率：-6dBm•接收灵敏度：-22dBm•传输距离：0 ～20km （最大可到60km 或120km ，需声明，标配FC 接头）•光纤接口：标配ST 接头，可选配SC 、FC 接头•工作温度：-40 ～+ 85 ℃•相对湿度：0 ～95% （不冷凝）•外形尺寸：85 × 55 × 25 （长×宽×高），标准导轨安装兼带螺栓安装孔•重量：100 克产品外形结构DB9M 针座RS232 插座信号排列RS485/422 接线端子信号排列指示灯：PWR 电源红色常亮TXD 数据发送黄色往光纤发送数据时闪烁RXD 数据接收绿色从光纤接收数据时闪烁FIB 断纤指示红色光纤中断时点亮在光纤接头Rx 旁边有一个贴片发光二极管指示灯FIB ，当光纤断纤、光纤未连接或对方的光纤转换器掉电时，收到无光信号而被点亮，十分便于用户判断通信故障。
爱华COD说明书
串口通信方法
串口通信基本接线方法(RS232串口通信原理)目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25），通信距离较近时(<12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM）。
最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，本文只涉及到最为基本的接法，且直接用RS232相连，以回答前段网友的咨询。
1.DB9和DB25的常用信号脚说明9针串口（DB9）25针串口（DB25）针功能说明缩写针号功能说明缩写号1 数据载波检测DCD 8 数据载波检测DCD2 接收数据RXD3 接收数据RXD3 发送数据TXD 2 发送数据TXD4 数据终端准备DTR 20 数据终端准备DTR5 信号地GND 7 信号地GND6 数据设备准备好DSR 6 数据准备好DSR7 请求发送RTS 4 请求发送RTS8 清除发送CTS 5 清除发送CTS9 振铃指示DELL 22 振铃指示DELL2.RS232C串口通信接线方法（三线制）首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连；两个不同串口（不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口）9针－9针25针－25针9针－25针2 3 3 2 2 23 2 2 3 3 35 5 7 7 5 7上面表格是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼些交叉，信号地对应相接，就能百战百胜。
3.串口调试中要注意的几点：不同编码机制不能混接，如RS232C不能直接与RS422接口相连，市面上专门的各种转换器卖，必须通过转换器才能连接；线路焊接要牢固，不然程序没问题，却因为接线问题误事；串口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果；强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏。
串行连接解决方案 在工业中的应用
串行连接解决方案在工业中的应用以串行连接解决方案在工业中的应用在工业生产中，为了提高生产效率和优化生产流程，通常需要在不同设备之间进行数据传输和通信。
而串行连接解决方案便是一种常见且有效的通信方式。
本文将介绍串行连接解决方案在工业中的应用。
串行连接解决方案可以用于工业自动化系统中的传感器和执行器之间的通信。
在自动化系统中，各种传感器用于感知环境和设备状态，而执行器则用于控制和操作各种工业设备。
这些传感器和执行器通常需要与主控制器或上位机进行通信，以实现数据的采集和控制指令的传递。
通过串行连接解决方案，可以将传感器和执行器与主控制器进行可靠的数据传输，实现对设备状态的实时监测和控制。
串行连接解决方案还可以应用于工业网络中的设备之间的通信。
在现代工业生产中，各种设备需要进行数据交换和共享，以实现生产过程的协调和优化。
通过串行连接解决方案，可以将不同设备连接在一起，通过串行通信协议进行数据传输。
这样，各个设备之间可以进行高效的数据交互，实现生产过程的信息化和智能化。
串行连接解决方案还可以应用于工业自动化控制系统中的远程监控和远程操作。
在某些工业场景中，由于设备的位置分散或工作环境的限制，无法直接进行现场操作和监控。
通过串行连接解决方案，可以远程连接到设备，通过串行通信协议进行数据传输和指令下发。
这样，操作人员可以在远程地点对设备进行监控和操作，提高工作效率和安全性。
串行连接解决方案还可以应用于工业自动化系统中的数据采集和存储。
在工业生产中，各种设备和传感器会产生大量的数据，这些数据可以用于生产过程的分析和优化。
通过串行连接解决方案，可以将各个设备和传感器连接到数据采集设备，通过串行通信协议进行数据传输。
这样，可以实现对生产数据的实时采集和存储，为后续分析和决策提供基础。
串行连接解决方案在工业中有着广泛的应用。
它可以用于工业自动化系统中的传感器和执行器之间的通信，用于工业网络中的设备之间的通信，用于工业自动化控制系统中的远程监控和远程操作，以及用于工业自动化系统中的数据采集和存储。
课程学习PPT8
SN75176， MAX485 ：TTL电平/RS-485电平转换芯片。
9
RS-485串行通信接口
RS-485双机通信接口电路
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RS-485串行通信接口
PC机与多片单片机串行通信接口电路
11
串行通信设计需要考虑的问题 1 由数据传输速率确定采用的串行通信接口标准； 2 确定通信的波特率； 3 确定通信协议； 4 通信线建议选双绞线。
二对双绞线
RS-485 半双工 差分 10M bit/s 1219m 强 一对双绞线
TTL电平通信接口
如果两个单片机相距较短（在1.5m之内），串口可直接相连
RS-232C双机通信接口
RS-232C标准： 规定电缆长度限定在≤15m 最高数传速率为20kbit/s。 逻辑“1”： -3～-15V； 逻辑“0”： ＋3～＋15V。 如双机通信距离在1.5m ~15m之间时，且传输速率不高， 可用RS-232C标准接口实现点对点的双机通信 。
常用串行通信接口标准
Harbin Institute of Technology
主讲人 赵光权
1
常用串行接口比较
性能 功能
接口 RS-232C 全双工
RS-422A 全双工
传输方式 最大速率
单端 20K bit/s
差分 10M bit/s
最大距离
15m
抗干扰能力 弱
1219m 强
传输介质
扁平或 多芯电缆
4
RS-232C双机通信接口
RS-232C双机通信接口电路
5
RS-232C双机通信接口
MAX232A的引脚
MAX232A的内部结构及外部元件 6
RS-422A通信接口
工区光纤接入交换配置
标题：工区光纤接入交换配置引言：随着信息技术的快速发展，光纤接入交换成为现代工区网络建设中不可或缺的一环。
本文将介绍工区光纤接入交换配置的基本原理、设备选择、网络拓扑结构以及关键配置步骤，帮助读者全面了解和掌握这一技术。
一、光纤接入交换配置的基本原理光纤接入交换是指通过光纤作为传输介质，将外部网络信号接入到工区内部网络的过程。
其基本原理是将光纤信号转换为电信号，并通过交换机进行数据交换和路由转发。
通过光纤接入交换配置，工区用户可以实现高速、稳定的网络连接，满足日常办公和生产需求。
二、设备选择在进行光纤接入交换配置时，需要选用适合的设备。
以下是几个关键设备的介绍：1. 光纤收发器（Transceiver）：负责将光纤信号转换为电信号，通常采用SFP（Small Form-factor Pluggable）模块，具有插拔式设计，方便维护和升级。
2. 交换机（Switch）：作为光纤接入交换的核心设备，负责数据交换和路由转发。
在选择交换机时，需要考虑端口数量、转发速率、QoS（Quality of Service）支持等因素，以满足工区网络的需求。
3. 光纤跳线（Patch Cord）：用于连接光纤收发器和交换机之间的光缆，一般采用单模光纤或多模光纤，长度根据实际距离进行选择。
三、网络拓扑结构工区光纤接入交换配置的网络拓扑结构应根据实际需求进行设计，以下是几种常见的拓扑结构：1. 星型拓扑：将光纤收发器和交换机集中放置于一个中心位置，通过光纤跳线连接各个终端设备。
该结构适用于小规模工区，具有易于管理和维护的优势。
2. 环形拓扑：将光纤收发器和交换机按环形排列，通过光纤跳线连接相邻设备。
该结构适用于大规模工区，能够提供高可靠性和冗余容错能力。
3. 树状拓扑：将光纤收发器和交换机通过多级连接组成树状结构，形成多层次的网络。
该结构适用于工区内部分区域较大的情况，能够实现灵活的网络管理和资源分配。
四、关键配置步骤在进行光纤接入交换配置时，需要按照以下步骤进行操作：1. 确定网络需求：根据工区的规模和业务需求，确定所需的端口数量、转发速率以及QoS策略等。
串口转光纤转换器原理
串口转光纤转换器原理
串口转光纤转换器是一种用于实现串行通信与光纤通信之间互连的设备。
该转换器具备对串口信号进行转换和光纤传输的功能。
其工作原理可分为以下几个步骤：
1. 串口信号转换：首先，串口转光纤转换器接收来自串口设备的串行数据信号，该信号通常是以电压的高低表示0和1的二进制数。
转换器通过内部的电路将串口信号转换为光电信号。
2. 光电转换：转换器将转换后的信号传输给光电转换模块，该模块负责将电信号转换为光信号。
通常情况下，光电转换模块包括LED和光电双向转换芯片。
LED将电信号转换为光信号，光电双向转换芯片将光信号转换为电信号。
3. 光纤传输：转换后的光信号通过光纤进行传输。
光纤由光纤芯和光纤鞘组成，其中光纤芯负责传输光信号，光纤鞘则用于保护光纤芯。
光信号在光纤中以全内反射的方式传导，不会因为传输距离的增加而发生信号损失。
光纤传输带宽高、干扰少，适用于长距离传输。
4. 光电转换：接收器端的光电双向转换芯片将光信号转换为电信号。
光电双向转换芯片会将光信号转换为与原串口信号相同的电信号，以便传输给目标接收设备。
5. 串口信号还原：转换后的电信号通过内部电路进行电平转换
和信号恢复，以使其符合串口设备的接收标准。
最后，将还原后的串口信号传输给目标接收设备，实现串口设备与光纤通信之间的互联。
总之，串口转光纤转换器通过将串口信号转换为光信号，并通过光纤进行传输，再将光信号转换回串口信号，实现串口设备与光纤通信之间的转换。
这种转换器广泛应用于需要远距离传输串行数据的场合，如工业自动化、通信网络等。
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１～８ Ｄ ２ ４ Ｖ Ｃ接 线 端 子供 电或 １Ｖ Ｃ 电 ２Ｄ
源 供 电。 ８ 壁 挂 和 ＤＩ— ａｌ 轨 式 安 、 Ｎ Ｒ ｉ导 装 。 、 易 的 Ｄ ＥＤ ９简 Ｔ ／ ＣＥ切 换 。 Ｏ 尺 寸 紧 １、
也很短 ，在需要对 串 口数据进 行远距离 传送 时 ，串 口光纤 转换 器是其 中一个 既 经济又 可靠的解决 方案。在发送 端利用 转换器将串 口信号（ Ｓ ２ ２４ ２４ ５ 转 Ｒ 一 ３ ／２ ／８ ）
所示。
源 丰富等优点 ，在最 近短短 的二十年 中
能 得 以迅 猛 的发 展 。
为 避 免 电气 干 扰 和 浪 涌 （ 波 ）闪 电 或 化 突 ， 学腐蚀 的点对点 连结 Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２信 号 传 输 应 用 提 供 了一 个 完 美 的 解 决 方 案 ，外 型
如 ｌ １所示 。
由于完 全避免 了模式 色散 ，使得 单模 光
纤 的传 输 频 带 很 宽 ， 因而 适 用于 大 容 量 ，
Ｆ Ｓ１ １ Ｔ ２ ９的基 本 特点
１ 延伸 Ｒ 一 ３ 、 Ｓ ２ ２传 输距 离 ， 单模 光
纤 达 ４ ｍ （ Ｔ １ １ ： 多 模 光 纤 达 ０ｋ Ｆ Ｓ ２ ９）
（５ ｎ １ ０ ｎ ， 多个模 式在 光纤 中 ８ ０ ｍ／３ ０ ｍ）有
传 输 ， 于 色 散 或 像 差 的 原 因 ， 种 光 纤 由 这 的 传输 性 能 较 差 ， 带 较 窄 ， 输 容 量 也 频 传
（ 波）保 护与 ２５ Ｖ光 电隔 离保 护 （ 突 ．ｋ 可 选） ４ 波特率高达 ４ ０ ｂ ｓ并有波特率 。 、 ６Ｋｐ
研发的工业 级 Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２串 口转光纤双 向 转换器 。该产 品在单模光 纤状 态下通 过
点 对 点 的连 接延 伸 了 Ｒ 一 ３ 串 口 的 传 Ｓ ２２
酵 毫 Ｉ
｛ Ｂ Ｊ
系
芷
１ ９
输距离达 到 ４ｋ ０ ｍ，传 输 速 率 可 达 到
筻 期
维普资讯
建浪涌 （ Leabharlann 波） 和光 电隔离保 护功 能 ， 提 并
供 导 轨 ／ 挂 装 配 ， 部 接 线 端 子 电源 输 壁 外
入 （２ ４ Ｖ ） Ｄ ＥＤ Ｅ 切 换 开 关 。 １ ～ ８ ＤＣ 和 Ｔ ／ Ｃ
Ｆ Ｓ ２ ９的技术 指标 Ｔ １１
Ｆ Ｓ ２ ９的 技 术 参 数 如 附 表 Ｔ １１
的信息进行 采集 ， 并传 输到控 制中心 ， 进 附表 串口通讯
接口 信 号 Ｄ ＥＤ Ｅ切 换 Ｔ ／Ｃ Ｄ ９Ｍａ Ｂ ｌ ｅ Ｒ ＸＧ ｘＴ ， ＮＤ Ｒ 一 ３ Ｔ ／Ｃ Ｉ Ｓ ２ ２Ｄ ＥＤ ＥＤ Ｐ开 关切 换
行统一 的处理 ，而这 些数据 的处理 中心
自动 检 测 功 能 。 ５ 避 免 电路 老 化 或 者 化 、 学 腐 蚀 。 ６ 电源 反 极 性 保 护 。 ７ 外 部 、 、
比较小 ， 距离比较短。 串口通讯是指一条信息 的各数据位
逐 位 按 顺 序 传 送 的通 讯 方 式 。 这 种 通 讯 方 式成 本低 ， 传 输 速 度 慢 ， 输 的距 离 但 传
光纤通讯按其传输模式分为单模光
纤 和 多 模 光 纤 。单模 光 纤 只 传输 主模 ， 也 就 是说 光线只 沿光 纤 的内芯进 行传 输 。
Ｆ Ｓ１ １ Ｔ ２ ９的典型 应用
我 们 在 首 钢 集 团某 下 属 公 司 的 通 讯 控 制 系 统 中 ，成 功 地 应 用 了 Ｆ Ｓ ２ ９转 Ｔ １１ 换 器 ， 具体 方 案 如 图 ２所 示 。 其 该 公 司 在 控 制 系 统 现 场 有 大 量 的 通 讯 设 备 ，需 要 这 些 分 散 的 通 讯 设 备产 生
维普资讯
光 ． ｌ １ 蕨： 工 逢 啦晦 甩 绊 换 鑫Ｆｒ ２ ９ 英 愚 幂 Ｓ 讯ｊ
北 京 海 华 联 机 电 技 术公 司 原 振 军 光 纤 通 讯 是 利 用 光 导 纤 维 传 送 信 号
的 一种 通 讯 手 段 ， 它是 以 光 波 为 载 频 ， 以
波特率 浪涌（ 突波） 保护 光 电隔离保护
４０ｂｓ ６ Ｋ ｐ 。是特别 为严 格要求稳定 ， 可靠
操 作 在 苛 刻 的环 境 应 用 而 设 计 的 。 它 内
凑， 即插 即用 。
光 导纤 维为传 输媒 介 的一种 通信 方 式。 具 有传 输 频 带 宽 、 讯 容 量 大 ， 号 损 耗 通 信 低 ， 受 电磁 波 干 扰 ， 径 细 、 量 轻 ， 不 线 重 资
２ ｍ（ Ｔ １ １ Ｍ ） 、 ｋ Ｆ Ｓ ２ ９ 。２ 自动 配 置 功 能 ． 可
长距离 的光纤通讯 ，单模 光纤使 用的光
波长 为 １１ ｎ 或 １５ ｎ ３ Ｏｍ ５ ０ ｍ。 多 模 光 纤 是 在 一 定 的 工 作 波 长 下
以 自动 设 置 串 口参 数 。 、 ５ Ｖ Ｅ Ｄ浪 涌 ３ １ｋ Ｓ
换 成 光 纤 信 号 ， 光 缆 进 行 传 输 ， 接 收 经 在
■●●
…
： ． ～
量度感应器
端再用转换器 将光纤信号 转换成 串 口信 号送入接收 设备 ，从而完成 串口数据 的 远距 离传 输。
Ｆ Ｓ ２ ９是 台 湾 Ｓ ＮＩ － Ｔ １１ Ｕ Ｘ（ －泰） 司 公
■—●
却 是 位 于 几 公 里 以 外 。因 此 ， 存 在 了远 便
距 离采集 、 传输数 据 的技术难题 ， 同时对 传 输数据 的高 速率 ，高度准 确及稳定 性
提出了极高的要求。 通 讯 设 备 源 源 不 断 地 产 生 大 量 的 监 测 数 据 （ Ｓ ２ ２信 号 ）经 过 Ｆ Ｓ ２ ９ Ｒ 一３ ， Ｔ １ １ 转 换 成 光 纤 信 号 ，通 过 光缆 传 输 到 远 距