工业一体机都有哪些接口，这些接口都有什么用？今天我们来介绍一些工业一体机常用的接口。

工控一体机主要使用在工业环境，连接传感器、控制器以及各种开关、灯光，外部设备各式各样，所以，工控一体机通常有多种接口。

今天就工控一体机的各种接口做一下介绍，也算是一个基础科普，大家感兴趣或者有任何疑问，请关注联智通达公众号，我们将定期更新各种工业相关的技术资讯。

显示接口：

1、VGA：

VGA是视频图形阵列的意思，从CRT显示器时代至今一直在使用，不过VGA因为支持的分辨率一般只到1080P，所以，逐步被HDMI所取代。

2、HDMI：

HDMI是高清多媒体接口的意思，比较常见，现在一般的电脑主机都有，电视机也有HDMI，HDMI有标准、高速、超高速三个版本，一般认为HDMI1.4以下的版本为标准版本，1.4开始支持4K视频（30帧/秒），2.0开始支持真4K（60帧/秒），2.1版本传输速率达到48Gbps，支持8K视频，也可以传输10K视频。

HDMI是复合型传输标准，可以同时传输音视频，当然具体要看视频源是否带音频。

在购买HDMI数据线时，不能只看价格，要看具体应用场景，看输出和输入设备支持什么标准，高版本向下兼容，所以，不缺预算时可以买高版本的HDMI线。

3、DP接口：

DisplayPort跟HDMI很像，也可以同时传输音频和视频，采用微报文的方式进行传输，最新版本可以达到80Gbps，是HDMI2.1的1.6倍，是目前常用显示技术最高的，目前在工业领域用的比较少。

4、雷电接口

雷电接口（Thunderbolt）是Intel公司推的一种高速双向传输接口，特点是双向速度可以达到10Gbps，雷电接口也有光纤版本，速度可达到100Gbps，不过电缆版本的可以同时向外供电，最高10W负载。

最新的雷电接口已经改用Type-C接口，雷电接口一般用在笔记本等产品，用于高速数据传输，目前也很少用在工业领域。

5、其他板内显示接口

工业主板上还有一些内置的显示接口，如：LVDS、EDP、MIPI等，这些接口主要针对板间连接的，或者说连接一体机显示屏的，对于工业触控一体机来说，属于内部接口，在此不再赘述。

工控一体机通信接口

以太网接口（RJ45）大家都很熟悉，不是本文要讲的内容，本文根据联智通达工业触控一体机的产品规范，讲述工业控制中常用的数据接口。

1、TTL：

先普及一下最基础的常识，TTL就是晶体管和晶体管逻辑的简称，换句话说就是计算机运行的最基础的逻辑（计算机实际上就只认识1和0），在此基础上，芯片与芯片之间、设备与设备之间等数字化系统都采用的基础逻辑，现在要说的TTL指的是设备对外接口的基础电平，一般5V表示1，0V表示0。一般PCB内部会使用3.3和1.8V作为电源，逻辑电平也会因此调整，芯片内部电平会更低，但逻辑都一样，高电平表示1，低电平表示0。

在逻辑1和逻辑0的基础上，延申出来各种通信方式和通信标准，可以简单分为并行和串行通信的方式，一次传1位叫串行通信，简称串口，多条线同时传，每次可以传多位，叫并行通信，简称并口。

这里有一个有意思的问题：并行通信和串行通信方式哪个方式速度更快呢？为什么？

这个问题欢迎在评论区留言，下次视频会解答这个问题，想知道这个问题结论，请关注联智通达公众号。

串行通信基本原理：

并行通信基本原理：

2、GPIO：

GPIO是通用型输出输出接口，GPIO一般采用TTL电平输入和输出信号，该信号通常作为一些开关信息的输入和输出，可以理解为按位控制的接口，比如GPIO输出一位信号，默认为5V，表示1，对地短路后电平为0，表示0，也可以说是表示两种状态。GPIO一般用来输出状态标志或者接收外部设备的状态信号，建议电平用5V，最低不低于3.3V。

3、继电器输出：

继电器输出开关信号，继电器采用电压控制弹片吸合状态来控制开关，继电器有多种，原理一样，最常见的就是单刀双掷继电器，当继电器没有通电时，金属弹片和NC脚短路，当继电器通电时，金属弹片被吸附到NO这一边，则COM口和NO口短路，COM口和NC口断开，所以，单刀双掷继电器由三线输出，常闭（NC）、公共端（COM）、常开（NO），使用时根据需要来使用。

继电器主要参数为驱动电压、负载能力，驱动电压由主板电路确定，负载能力根据需要选择。

4、TTL串口：

TTL串口是芯片对外的主要的一种通信方式，主要用于板内和板间通信。

几乎所有的可编程芯片都带TTL串口，TTL串口就是基于TTL电平的串行通信接口，通常由发送端、接收端以及地线构成，发送数据时按位一位一位的发送，发送和接收独立，并可以同时进行，所以，也是全双工工作模式。

TTL串口可以通过芯片转换成其他串口或者其他通信方式，如：RS232、RS485/RS422等。

由于受通信材质、环境干扰等影响，传输距离都是有限的，所以，衍生了各种有利于长距离传输的通信标准，如RS232可以传30米左右，RS485可以传1200米左右。

5、RS232串口：

RS232串口是上世纪70年代制定的标准，一直沿用至今，232串口用-5~-15V表示逻辑1，+5~15表示逻辑0，这么简单理解为232采用了负压表示1，正压表示0，同时驱动电压更高，所以传输距离更远，最远可以传30米左右。

标准的232接口，原本是有25芯信号的，除了接收端（RxD）和发送端（TxD）外，还有很多其他控制信号，后来被优化成9芯信号，但实际工业应用中，基本只会用到接收端（RxD）、发送端（TxD）以及地线（GND）。

6、RS485串口：

尽管RS232串口将传输距离延长至30米，实际应用中，还是有很多场景无法满足，RS485接口采用了A、B两条线进行差分信号传输，接收端以两线之间的电平差值判断电平高低，+（2-6V）表示1，-（2-6V）表示0，在传输过程中，一旦线路受到干扰，则两条线都会受干扰，理论上AB两线的电平差值不会变化，所以，抗干扰能力强，事实上，在1200米距离下还能达到100Kbps的速度。

RS485串口采用主从模式通信，一主多从，理论上可以接128个设备甚至更多，主要取决于驱动芯片和信号质量。联智通达的工业触控一体机，至少带有一个RS485接口，一般还可以扩展多个，可以根据需要定制。

RS485在工业领域应用广泛，对RS485总线的应用，也常常出现各种各样的问题，网上有各种不同的说法，比如材质、接地线（GND）等，联智通达的工控产品经历过各种环境考验，总结了非常多的现场经验，我们会专门录制关于485总线的视频，讨论在使用中的各种问题以及解决方案，关注联智通达公众号，方便收看后续节目。

7、CAN总线：

控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通信总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN总线的基本原理和RS485有点像，差分传输、半双工形式工作，但又不是主从方式，采用帧格式传输，每一帧数据都包含数据和控制信息，总线上的每一个设备都可以主动发起数据，传输过程中的竞争机制是靠数据帧协议完成的。

CAN总线的设备数量一般在32个以内，主要取决于信号质量，如果信号质量好，还可以接更多设备。

需要注意的是，一般X86主板上不带CAN总线输出，ARM主板一般都带CAN总线接口。

8、音频接口

工控机上的音频接口和一般电脑的音频接口差不多，就不再赘述，但可以说一下音频相关的接口差异。

²  Line-in：线性输入，一般音响使用的接口，输入阻抗10KΩ；

²  Line-out：线性输出，对应线性输入；

²  MIC-in：麦克风输入；

²  MicPhone：耳机接口，也叫EP（EarPhone），一般EP接口包括输入和输出。

Line-in和MIC的区别：Line-in/out是用于功放的，其信号没有经过放大器放大，很难直接驱动无源耳机，一般连接有源设备；MicPhone或EP则是可以直接驱动耳机和一些小功率无源喇叭的。简单理解就是两种信号的强弱不一样。

9、接地端子（GND）

对于工控产品来说，良好的接地非常重要！

我们知道静电对设备伤害很大，特别是干燥的冬天，更容易产生静电，工业环境更容易产生静电，静电释放时会产生较大的感应电压，这种电压如果接触到设备电路板，容易烧坏电路板上的元件，所以，需要通过接地进行保护，良好的接地可以避免设备主板被烧坏。

联智通达的所有工业产品，都设计了接地端子，要求用户在使用时必须接地，联智通达的所有工业触控一体机都能满足接触4KV/空气8KV的静电冲击，良好接地可以实现接触8KV静电冲击，产品的高标准不是工程施工简化的理由，所以，项目实施必须按照安规标准执行。

关于静电问题也是一个值得专题讨论的话题，我们会在后面专门录制相关视频，关注我们，帮你解决现场应用的技术问题。