测控网络与数字通信技术之2

1、7,测控网络与数字通信技术,?,7.1,数字通信基础,?,7.2,数字信号的传输,?,7.3,总线通信技术,授课教师：王,翥,1,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.1,并行与串行通信,1.,并行通信：,可以多位数据同时传输、速度快、占用资源多。,分：数据总线,DB,、控制总线,CB,、地址总线,AB,2.,串行通信：,一位一位数据传输、速度慢、占用资源少。,是现在的主流通信技术。,授课教师：王,翥,2,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.2,串行通信的基本概念,1.,同步技术,（,a,）同步通信,（,b,）异步通信,授课教师：王,翥,3,7,测控网

2、络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.2,串行通信的基本概念,1.,同步技术,（,a,）同步通信,USRT,同步收发器,同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只,传送一帧信息，这里的信息帧通常含有若干个数据字符。,采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符,可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开,始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为,同步传输不允许有间隙。接收端识别同步字符，当检测到有一串,数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此,后的数位作为实际传输信息来处理。,授课教师：王,翥,4,7,测控网络与数字通信

3、技术,7.3,总线通信技术,7.3.2,串行通信的基本概念,1.,同步技术,UART,异步收发器,（,b,）异步通信,每个字符都是以起始位开始、停止位结束的一桢数据，如下,图数据格式。,发送数据由低位到高位，无数据发送时，电平始终保持停止位状,态（即：高电平状态）,授课教师：王,翥,5,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.2,串行通信的基本概念,1.,同步技术,（,b,）异步通信,如图，在无数据状态（即：停止位状态），接收端时刻检查,是否有保持,8,或,9,个连续的时钟脉冲（,TC,），以此确定是否为起始,位。这样，既可以克服时钟误差，又可以噪声干扰。确定的时刻,基本就是

4、起始位的中点。再以此为时间基准，每隔,16,个,TC,进行一,次采样，并作为判断数据的依据，直至下一个停止位。,授课教师：王,翥,6,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.2,串行通信的基本概念,2.,数据传输速率、误码率,（,1,）数据传输数率,bps,1,）比特率：每秒传输的二进制数据位数叫做比特率。单位：,bit/S,2,）波特率：每秒传输数据位和控制位（泛指二进制信号）的总数,叫做波特率。,例如：每秒传输,120,字节数据，每个字节,8,位数据、,1,位起始位、,1,为停止位。数据总数为：,960,位，数据位,+,控制位总数为：,1200,位。,则：比特率为,960

5、bit/S,，波特率为：,1200bit/S,。,（,2,）数据传输误码率,反应信号传输的正确性，包括误比特率、误码元率。,授课教师：王,翥,7,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,1,）,IEEE-488,标准（,GP-IB,标准）,该标准是为可程控仪器仪表设计的，便于构成自动测控系统。,GPIB,标准包括,接口,与,总线,两部分。,接口部分由各种逻辑电路组成，,与各仪器装置安装在一起，用于对传送的信息进行发送、接收、,编码和译码,；,总线部分是一条无源的多芯电缆，用作传输各种消,息,。,授课教师：王,翥

6、,8,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,2,）基本特性,1,）可挂接仪器容量,15,台设备；,2,）总线长度,20m,；,3,）最大传输速率,1MBYT/S,；,4,）总线上传输的消息采用负逻辑：,低电平（,0.8V,）为逻辑“,1”,，高电平（,2.0V,）为逻辑“,0”,；,5,）地址容量：单字节地址：,31,个讲地址，,31,个听地址；双字节地,址：,961,个讲地址，,961,个听地址；,授课教师：王,6,）一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。,翥,9,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总

7、线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,3,）系统构成,将具有,GPIB,接口的仪器用,GPIB,总线连接起,来的标准接口总线系统如图所示。,授课教师：王,翥,10,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,4,）总线构成,挂,钩,线,接,口,管,理,线,DAV,NRFD,NDAC,ATN,IFC,REN,SRQ,EOI,8,条数据线,3,条挂钩线,5,条管理线,数据有效线,未准备好接收数据线,未接收到数据线,注意线,控者使用,接口清除线,控者使用,远控可能线,控者使

8、用,服务请求线,控者以外使用,结束或识别线,通用,授课教师：王,翥,11,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,5,）系统功能的三要素,GPIB,标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有,讲者、听者、控者三类仪器装置。,讲者,是通过总线发送仪器消息的仪器装置,(,如测量仪器、数据,采集器、计算机等,),，在一个,GPIB,系统中，可以设置多个讲者，,但在某一时刻，只能有一个讲者在起作用。,听者,是通过总线接收由讲者发出消息的装置,(,如打印机、信号,源等,),，在一个,GPIB,系统中，可以设置多个听

9、者，并且允许多个,听者同时工作。,控者,是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备,进行寻址或允许“讲者”使用总线等，控者通常由计算机担任。,授课教师：王,翥,12,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,5,）系统功能的三要素,GPIB,系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。控,者、讲者、听者被称为系统功能的三要素，对于系统中的某一台,装置可以具有三要素中的,1,个、,2,个或全部。,GPIB,系统中的计算机,一般同时兼有讲者、听者与控者的功能。,授课教师：王,翥,13,7,测控网络与数字通信技术

10、,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,6,）三线连锁挂钩原理,为了保证,GPIB,总线能够正确地、有节奏地传输数据，必须对,数据总线的时序加以控制，其主要方式是利用,DA,V,、,NRFD,、,NDAC,三条挂钩联络线进行联络，这种方式称为三线连锁挂钩原,理。在这种方式中，源为,(,讲者,),向受方,(,听者,),传输消息的每一个过,程都要受到,DA,V,、,NRFD,、,NDAC,三条线上消息的制约，每传递,一个数据字节信息，不论是仪器消息还是接口消息，源方,(,讲者与,控者,),与受方,(,听者,),之间都要进行一次三线挂钩过程,

11、握手。,授课教师：王,翥,14,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,6,）三线连锁挂钩原理,假定地址已发送，听者和讲者均己受命。三线挂钩过程如下：,1,）听者使,NRFD,呈高电平，表示己做好接收数据的准备（,*,总,线上所有的听者是“线或”连接至,NRFD,线上，,只要有一个听者未做,好准备,，,NRFD,就呈低电平）；,授课教师：王,翥,15,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,6,）三线连锁挂钩原理,2,）讲者发现

12、,NRFD,呈高电平后，就把数据放在,DIO,线上，并令,DA,V,为低电平，表示,DIO,线上的数据已经,稳定且有效。,授课教师：王,翥,16,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,6,）三线连锁挂钩原理,3,）听者发现,DA,V,线呈低电平后，就令,NRFD,也呈低电平，表,示准备接收数据。在接收数据的过程中，,NDAC,线一直保持低电平，,直至每个听者都接收完数据，方上升为高电平,（,*,所有听者也,是“线或”接到,NDAC,线上）；,授课教师：王,翥,17,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信

13、技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,6,）三线连锁挂钩原理,4,）当讲者检测出,NDAC,为高电平后，就令,DA,V,为高电平，表,示总线上的数据不再有效。听者检测出,DA,V,为高电平,，就令,NDAC,再次变为低电平，以准备进行下一个循环过程。,三线挂钩技术,可以协调快慢,不同的设备可,靠地在总线上,进行信息传递。,授课教师：王,翥,18,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,GPIB,标准把实现自动测量和控制所必须具有的全部

14、逻辑功能概,括为,10,种接口功能：,如前所述的,控者功能,(C),、,讲者功能,(T),和,听者功能,(L),是一个,自动测试系统中必不可少的主种最基本的功能。除此之外，为了,使系统传递的每一个数据字节都能做到准确、可靠、无误，除了,需要进行前述的三线挂钩，又设置了：,源挂钩功能,(SA),：为讲者功能和控者功能服务；,受者挂钩功能,(AH),：主要为听者功能服务。,授课教师：王,翥,19,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,源挂钩功能,利用,DA,V,控制线向受者挂钩

15、功能表示发送的数据,是否有效；,受者挂钩功能,则利用,NRFD,和,NDAC,控制线向源挂钩功能表示,是否已经接收到数据。,以上,5,种基本接口功能为系统提供了在正常工作期间使数据准,确可靠传送的能力。但仅此还是不够的，为了处理测试过程中可,能遇到的各种问题，,GPIB,又增加了,5,种具有相应管理能力的接口,功能。,授课教师：王,翥,20,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,1,）控者功能,(C),、,2,）讲者功能,(T),、,3,）听者功能,(L),、,4,）源,挂

16、钩功能,(SA),、,5,）受者挂钩功能,(AH),5,种基本接口功能为系统提,供了在正常工作期间使数据准确可靠传送的能力。,GPIB,还有,5,种具有相应管理能力的接口功能,:,6,）服务请求功能,(SR),；,7,）并行点名功能,(PP),；,8,）远控本控功能,(R/L),；,9,）装置触发功能,(DT),；,10,）装置消除功能,(DC),；,授课教师：王,翥,21,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,1,）控者功能,(C),、,2,）讲者功能,(T),、,3,）

17、听者功能,(L),、,4,）源,挂钩功能,(SA),、,5,）受者挂钩功能,(AH),。,6,）,服务请求功能,(SR),：,指当系统中某一装置在运行时遇到某些情,况时,(,例如测量己完毕、出现故障等,),，能向系统控者提出服务请求,的能力；,7,）,并行点名功能,(PP),：,是系统控者为快速查询请求服务装置而设,置的并行点名功能，配备,PP,功能的装置才能对控者的并行点名作,出响应；,授课教师：王,翥,22,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,1,）控者功能,(C),

18、、,2,）讲者功能,(T),、,3,）听者功能,(L),、,4,）源,挂钩功能,(SA),、,5,）受者挂钩功能,(AH),、,6,）服务请求功能,(SR),、,7,）,并行点名功能,(PP),。,8,）,远控本控功能,(R/L),：,用来选择远地和本地,2,个工作状态之一；,9,）,装置触发功能,(DT),：,使装置能从总线接收到触发信息，以便进,行触发操作或同步操作,装置的接口中必须设置,DT,功能；,10,）,装置消除功能,(DC),：,能使仪器装置接收清除信息并返回到初,始状态。系统控者通过总线命令使那些配置有此功能的装置同时,或有选择地被清除而回到初始状态。,授课教师：王,翥,23,

19、7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,7,）,GP-IB,总线系统的功能,实际上,并非,每台装置都必须具有这,10,种接口功能。,例如一台,数字电压,表一方面要接收程控命令，另一方面又要,发送测量数据，因而一般应,配置除控者之外的其他,9,种功能,。,一台,打印机,只需“听”。所以通常,只需配置受者挂钩功能,（,AH,）、听者功能（,L,）、远控本控功能（,R/L,）和装置触发功,能（,DT,）,等接口功能。,很显然，除了作为控者的其他所有装置都无须配置控着功能,功能（,C,）功能。,授课教师：王,翥,24,

20、7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,8,）,GP-IB,总线接口消息与编码,按用途来分,可分为,接口消息和仪器消息,两大类。,按传递的途径来分,，可分为,本地消息和远地消息,两种。,远地消息是经总线传递的消息，它可以是仪器消息也可以是,接口消息，用,3,个大写英文字母表示，如,MLA(,我的听地址,),。,本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息，用,3,个小,写英文字母表示，如,pon(,电源开,),。,按使用信号线的数目来分,，可分为,单线消息和多线消息,两种。,用两条或两条以上信号线传递的消息称

21、为多线消息，例如各,种通令、指令、地址数据等。通过一条信号线传送的消息称为单,线消息，例如,ATN,、,IFC,等。,授课教师：王,翥,25,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,下面以一个简单的自动测试系统来说明,GPIB,标准接口系统,运行的大致过程。,系统的测试目标,是测试设备各部分的压力，数百个压力传感,器安置在被测设备的各测试点上，在计算机的控制下，,扫描器,将,顺序采集到的传感器输出信号送往,A/D,转换器，,A/D,转换器将输出,的信号送给数字电压表去显

22、示，数字电压表又将数据送给计算机,处理，最后由打印机将处理后的结果打印出来。,压力传感器,A/D,数字电压表,计算机,打印机,授课教师：王,翥,26,7,测控网络与数字通信技术,7.3,总线通信技术,7.3.3,几种常用的通信总线,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,压力传感器,A/D,数字电压表,计算机,打印机,A/D,授课教师：王,翥,27,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,1,）控制器通过,C,功能发出远控（,REN,）消息，使系统中所有,装

23、置都处于控者的控制之下；,2,）控制器通过,C,功能发出,接口清除（,IFC,）,消息，使系统,中所有装置都处于初始状态；,A/D,授课教师：王,翥,28,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,3,）控制器发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；,4,）控制器通过,讲（,T,）,功能向扫描器发出一个程控命令，使扫,描器选择一个指定的传感器；,5,）控制器发出通令,UNL,（不听），取消扫描器的听受命状态；,A/D,授课教师：王,翥,29,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,

24、并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,6,）控制器发出,A/D,转换器的听地址，,A/D,转换器接收寻址成为,听者后就接收由选定传感器送来的数据；,7,）控制器发出通令,UNL,，取消,A/D,转换器的听受命状态控制器,发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；,A/D,授课教师：王,翥,30,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,8,）控制器发出,A/D,转换器的讲地址，使,A/D,转换器成为讲者；,又发出数字电压表听地址，使数字电压表成为听者。于是数字

25、,电压表便听取电桥送来的测量数据；,9,）控制器又发出通令,UNL,，取消听受命状态；,A/D,授课教师：王,翥,31,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,10,）控制器又发出数字电压表的讲地址，,A/D,转换器讲者资,格自动取消，数字电压表成为讲者；,11,）控制器使自己成为听者,于是数字电压表的测量结果就,送至计算机；,A/D,授课教师：王,翥,32,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,10,）,GP-IB,总线接口系统的运行,系统的工作流程如下：,12,）计

26、算机处理完测量数据后，它又作为控者清除接口，并发,出打印机的听地址；,13,）打印机打印计算机送来的数据；,14,）打印机打印完数据后，控制器又选择下个压力传感器，开,始新的循环。,A/D,授课教师：王,翥,33,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,11,）,GP-IB,总线接口设计,为了简化接口设计，目前已有些厂家将,GPIB,标准规定的全,部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如,Intel,公司的,8291,听、讲者芯片,等。,这些芯片使用时必须置于微处理器总线,上，用面向标准接口功能的驱动软件来管理它们的操作,，另外,还需要些支持电路，如总线收发器

27、等。,芯片已经封装了组建,GPIB,系统所需的绝大部分功能，所以,只需要单独使用某芯片如,8291,就可以为智能仪器组成功能相当,齐全的,GPIB,接口。,授课教师：王,翥,34,7,测控网络与数字通信技术,1.,GP-IB,标准接口,并行接口,（,11,）,GP-IB,总线接口设计,4-4-3,示出了国产,A,V2781,智能,LCR,测,试仪,GPIB,接口原理,图。仪器控制采用,8031,单片机，接口,电路选用,8291,接口,芯片与,4,片母线收,/,发器,MC3448,相连,构成。,授课教师：王,翥,35,7,测控网络与数字通信技术,2. GP-IB,标准接口,并行接口,（,11,）

28、,GP-IB,总线接口设计,为了简化接口设计，目前已有些厂家将,GPIB,标准规定的全,部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如,Intel,公司的,8291,听、讲者芯片,等。,这些芯片使用时必须置于微处理器总线,上，用面向标准接口功能的驱动软件来管理它们的操作,，另外,还需要些支持电路，如总线收发器等。,芯片已经封装了组建,GPIB,系统所需的绝大部分功能，所以,只需要单独使用某芯片如,8291,就可以为智能仪器组成功能相当,齐全的,GPIB,接口。,授课教师：王,翥,36,7,测控网络与数字通信技术,2.,串行外设接口,SPI,是一种三线同步串行总线。,?,时钟线,SCK,：由主机控

29、制；,?,主机输入,/,从机输出线,MISO,；,?,主机输出,/,从机输入线,MOSI,。,授课教师：王,翥,37,7,测控网络与数字通信技术,2.,串行外设接口,SPI,授课教师：王,翥,38,7,测控网络与数字通信技术,3.,串行单总线接口,I,2,C,是一种两线同步串行总线。,?,时钟线,SCL,：由主机控制；,?,双向数据线,SDA,。,授课教师：王,翥,39,7,测控网络与数字通信技术,3.,串行总线接口技术,I,2,C,是一种两线同步串行总线。,?,时钟线,SCL,：由主机控制；,?,双向数据线,SDA,。,授课教师：王,翥,40,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技

30、术,1-Wire,（,1,）,1-Wire,概述,1-Wire,单总线是,Maxim,全资子公司,Dallas,的一项专利技术，采,用的单总线既传输时钟、且传输双向数据。,授课教师：王,翥,41,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,1,）写操作,单总线通信协议中存在两种写时隙：写“,0,”写“,1,”。,主机采用写“,1,”时隙向从机写入“,1,”，而写“,0,”时隙向从,机写入“,0,”。所有写时隙至少要,60us,，且在两次独立的写时隙之,间至少要,1us,的恢复时间。两种写时隙均起始于主机拉低数据总线。,写“,0,”时隙的方

31、式：在主机拉低后，只需要在整个时隙间保持,低电平即可（至少,60us,）；写“,1,”时隙的方式：主机拉低总线后，,接着必须在,15us,之内释放总线，由上拉电阻将总线拉至高电平。,在写时隙开始后,1560us,期间，单总线器件采样总电平状态。,如果在此期间采样值为高电平，则逻辑“,1,”被写入器件；如果为,“,0,”，写入逻辑“,0,”。,授课教师：王,翥,42,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,1,）写操作,写时隙：,60uS120uS,；,两次“写”恢复时间：,1us,；,两种写时隙均起始于主机拉低数据总线；,写“,0,”

32、时隙的方式：拉低后，整个时隙间保持低电平；,写“,1,”时隙的方式：拉低后，必须在,15us,之内释放总线，由上拉,电阻将总线拉至高电平；,写开始后,1560us,期间，如果在此期间采样值为“,1,”，则逻辑“,1,”,被写入器件；如果为“,0,”，写入逻辑“,0,”。,授课教师：王,翥,43,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,2,）读操作,单总线器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数据。所,有主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便从机能够,传输数据。所有读时隙至少需要,60us,，且在两次独立的读时隙之,间至少需要,

33、1us,恢复时间。每个读时隙都由主机发起至少拉低总线,1us,。在主机发出读时隙后，单总线器件才开始在总线上发送,1,或,0,。,若从机发送,1,，则保持总线为高电平；若发出,0,，则拉低总线。,当发送,0,时，从机在读时隙结束后释放总线，由上拉电阻将总,线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保,持有效时间,15us,，因此主机在读时隙期间必须释放总线，并且在,时隙起始后的,15us,之内采样总线状态。,授课教师：王,翥,44,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,2,）读操作,授课教师：王,主机发出读数据命令后，马

34、上产生读时隙，读时隙至少需要,60us,；,两次独立的读时隙之间至少需要,1us,恢复时间；,每个读时隙都由主机发起至少拉低总线,1us,；,若从机发送,1,，则保持总线为高电平；若发出,0,，则拉低总线；,从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间,15us,；,主机在读时隙期间必须释放总线，并且在时隙起始后的,15us,之内,采样总线状态。,翥,45,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,3,）单总线通信的初始化,单总线上所有的通信都是以初始化序列开始的，初始化序列,包括主机发出的复位脉冲及从机的应答脉冲，这一过程如图所示，,黑

35、色实线代表系统主机拉低总线，灰色实线代表从机拉低总线，,而黑色的虚线则代表上拉电阻将总线拉高。,授课教师：王,翥,46,7,测控网络与数字通信技术,4.,串行总线接口技术,1-Wire,（,2,）,1-Wire,的操作,3,）单总线通信的初始化,主设备发出复位脉冲是一个,480960us,的低电平，然后释放总线进,入接收状态，时间约为,1560us,，接受端设备开始检测,IO,引脚上的,下降沿以及监视脉冲的到来，主设备处于这种状态下的时间至少,480us,；从设备接收到主设备发出的复位脉冲后，向总线发出一个,应答脉冲，表示从设备已准备好，可根据各种命令发送或接收数,据。通常情况下，器件等待,1

36、560us,即可发送应答脉冲。,授课教师：王,翥,47,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,1,）,CAN,总线技术,CAN,是控制器局域网络,(Controller Area Network, CAN),的简,称，由研发和生产汽车电子产品著称的德国,BOSCH,公司开发并最,终成为国际标准，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串,行通信网络。,特点：,1,）多主控制：总线空闲时，所有单元都可以发送消息。最先访问,总线的单元可获得发送全（,CSMA/CA,），多个单元同时开始发送,时，发送最高级别,D,消息的单元可获得发送权；,授课教师：王,翥,48,7,测控网

37、络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,1,）,CAN,总线技术,特点：,2,）系统的柔软性：与总线连接的单元没有类似于地址的消息，所,以当总线增加单元时，连接在总线上的其他单元软硬件及应用层,不需要改变；,3,）通信速度与通信距离：一个系统中的所有单元通信速度要一直，,CAN,通信距离可达到,10km,，但是要与通信速度匹配；,4,）总线单元个数：理论上讲，可连接的单元个数没有限制，但是,个数受通信速度、电气负载、时间延迟限制。,授课教师：王,翥,49,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,仪表总线（,Meter,Bus,，,MB

38、us,）是一种新型总线结构，,MBus,主要特点是两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据，而各,个子站（以不同的,ID,确认）并联在,MBus,总线上。,将,MBus,用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统中时，,可对相关数据或信号进行采集并传递至集中器，然后再通过相应,的接口传至主站。利用,MBus,可大大简化住宅小区，办公场所等能,耗智能化管理系统的布线和连接，且具有结构简单、造价低廉、,可靠性高的特点。由,MBus,构成的能耗智能化管理系统由终端数,据或信号采集子站及其,MBus,收发电路、,MBus,总线、主站及其,MBus,转换器等组成。,授课教师：王,翥,50,7,测控网络与

39、数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,仪表总线中的接收发送机制：,对于主从式通信系统，因从机之间不能直接交换信息，只能,通过主机来转发，此时采用,Mbus,解调器实现对从机的相关数据的,采集，并传递至集中器，然后再传递至总站。它由主机、从机和,两线制总线组成。,MBus,总线是一种半双工通信总线，可以通过集中器实现给终,端仪表远程供电。,授课教师：王,翥,51,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,1,）,MBus,总线向下传输的数据位定义如下：,由集中器向终端仪表终端传输的信号采用电压值的变化来表,示，即,M-Bu

40、s,主机（集中器）向从机（终端仪表）发送的数据码,流是一种电压脉冲序列。用,Vmark,（如：,+36V,）表示逻辑“,1,”,（,mark,），用,Vmark-12V,（如：,+24V,）表示逻辑“,0,”，总线电,流不变。在稳态时线路将保持“,1,”状态。如图所示。,授课教师：王,翥,52,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,1,）,MBus,总线向下传输的数据位定义如下：,由于总线电缆阻抗的原因，从机总线上的实际电压将小于,36V,，,这个值的大小决定于从机和主机的距离以及线缆的电阻，它可能,是,2142 V,之间的任意值。为使接收和距离无

41、关，所以从机不能检,测绝对电压值来确定数据，从站通过检测,总线电压的变化值,来确,定接收到的数据，这就要求总线接口电路应具有动态电平识别的,接收逻辑。,授课教师：王,翥,53,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,2,）,MBus,总线向上传输的数据位定义如下：,从终端仪表向集中器传输的信号采用电流值的变化来表示，,即由终端仪表向集中器发送的数据码流是一种电流脉冲序列，通,常用,1.,5,mA,的电流值表示逻辑,“1”,，当传输,“0”,时，由终端仪表,控制可使电流值增加,11,20,mA,。,授课教师：王,翥,54,7,测控网络与数字通信技术,5.,其他总线技术及总线协议简介,（,2,）,MBUS,2,）,MBus,总线向上传输的数据位定义如下：,在稳态时，线路上的值为持续的,“1”,状态。当终端仪表接收,信号时，其电流应处于稳态,“1”,，在接收信号时，其电压值的变化,所导致的电流变化不应超过,0.,2,%/,V,。