シリアル通信の基本
分からなくても、何とかなるけれど
分かっていたら、もう少し何とかなる
今一ピンと来ない通信を、シーケンサからの視点で理解してみましょう
どうも！ズブです。今回はシリアル通信の基本
信号を配線してみよう
通信と聞くと、ちょっと身構えてしまいますよね。
なのでとりあえず、通信は横に置いときましょう。
いつもやっている、信号の取り合い を思い出して下さい。
きっと皆さん、ササッとつないで動かしているのではないでしょうか。
こんなイメージ
大抵は『 動けるよ 』『 動いてよ 』の ドライ信号 でのやり取りですよね。
少し行儀が悪いですが、共通コモン化 して ワイヤー本数 を減らしてみましょう
ワイヤー本数 ３本で、信号の取り合いができるようになりました。
信号を工夫してみよう
では、ちょっぴり複雑な装置で、動作が３パターン ある場合を考えてみましょう。
配線３倍にしちゃいますか？
ではでは、さらに複雑な装置で、動作が１０パターン ある場合は？
配線１０倍にしちゃいますか？
正直、キリがありませんね。
ダメ元で、最初の ３本の配線 でやりくり出来るかを、一緒に考えてみましょう。
とは言え、入力出力ともに１本ずつ しかありませんから、
ON か OFF ぐらいしか、やりようがないですね。
ん？ON か OFF？
ならば、立ち上がり で拾ったらどうでしょう？
立ち上がりの数で動作パターンを指示 する作戦、良さそうじゃないですか。
ですが、ただの ビット立ち上がり だと、どこからカウントして良いか分かりません 。
そこで、スタート時に長めのONで通知 してから、ビットを払い出す作戦はどうでしょう？
これなら、受け手もタイミングは掴めますね。
同じく、終了時も長めにON させて、お知らせしましょう。
これだと、スタートとエンドに挟まれた ビットの数１～４までをカウント出来るようになりました。
こうなると、少し欲が出てきます。
立ち上がりだけだと、幾つ入って来たかしかカウント出来ない ので、信号がONの場所とOFFの場所が数えられたら、便利そうじゃないですか？
スタートでタイミングを合わせて、お互いのクロックを同期 させてみましょう。
これだと、クロック毎にONかOFFが検査 できるので、立ち上がりビット だけで受けるよりも情報量が多くなり、信号が引っ付いていても判別できるようになりますね。
スタートタイミングの後、OFF-ON-OFF・・・と繰り返すので
受け取った順番通り、ビットに格納してみましょう。
ビットを表すとこうなります
『 ０１０１１０１０ 』
（入って来た順番に若番ですよ）
折角なので、４ビットずつ、１６進数で表記 して恰好良くしてみましょう。
今回の入力は『 ０１０１ １０１０ 』＝ H０５Ａ と表せますね。
こちらも参照BIN,H,BCD数値の扱い方
また、絵だと１６個のクロックに分かれていますので、１秒間にこれだけやり取りできるとすれば
１６ ビット / 秒 と表せます。
１６ bit percent second
即ち、16 bps のスピードという事になりますね
ドライ接点から始まって、随分いろんなパターンのやり取りができるようになってきましたよ。
シリアル通信を見てみよう
随分、前書きに時間を取ってしまいました。
シリアル通信と言えば、ほぼRS-232 なので、そちらをお手本に進めて行きますね。
配線
D-SUB９ピン や ２５ピンなどがありますが、関係ありません
本当のデータ送受信に使うケーブルはこれだけ
お互いの 送る場所と受ける場所を繋いであげる だけですね。
自分解釈でも構わない ので意味を頭の片隅に入れるようにします。
そうする事で、メーカーや規格が変わった場合でもピンとくるようになりますよ。
通信
三菱電機さんの、シリアルコミュニケーションユニットの取説から抜粋です
こういうデータパターンにすれば、データのやり取りは出来ますよという概念図ですね。
まとめ
配線といい、通信といい、どこかで似たような絵を見た事がありませんか？
はい、
いままでのワザとらしい前振りは、全てこの為でした(笑)
けれど、こう考えるとシリアル通信大した事ないでしょ？
所詮は 電圧のパルス列信号 なのです。
ですがご存知の通り、電圧信号はノイズに弱い
総延長１５M というのも、通信再興速度が20kbps というのもその辺りが原因です。
そこで、基幹ラインには ノイズに強い差動パルスで信号 でやり取りする RS485 が主流になっているのです。
そんなん使った事ない！って方は、エム・システム技研計装豆知識
これの通信の中身は知りませんが、物が同じなら中身も同じ
中身が同じなら、物理ラインの帳尻を合わせて、ボーレートを合わせ直しさえすれば、通信が通るのも道理
なので、複雑な変換もせずにRS-232とRS485のコンバート等も可能なのですね。
こんなの
調べたら沢山でてきます。
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