第五章 总线接口技术

1、第五章第五章 总线接口技术总线接口技术 为什么要用总线接口？P4集成主板集成主板COM1COM1、2 282558255并口并口声卡声卡游戏接口游戏接口USBMOUSEMOUSE键盘键盘PCI总线总线RAMCPU座座主板控制芯片主板控制芯片 总线接口的数据传输方式总线接口的数据传输方式n直接传输方式直接传输方式n程序查询方式程序查询方式n定时中断查询方式定时中断查询方式n中断传输方式中断传输方式nDMA方式方式总线接口的功能n地址译码和设备选择n定时和协调，选择传输方式n提供寄存和缓冲，速度匹配n提供一定的驱动能力n进行数据格式的转换，串/并转换n电平转换n总线仲裁发 送 器接 收 器发 送

2、器图 11-2 串 行 通 信 的 三 种 制 式发 送 器接 收 器接 收 器发 送 器接 收 器发 送 器接 收 器(a) 单 工 通 信(c) 全 双 工 通 信(b) 半 双 工 通 信甲甲乙乙乙乙乙乙甲甲甲甲 三种通信制式三种通信制式 图 1 0 -1 0 串 行 异 步 通 信 的 信 息 帧 格 式0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /10D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6起始位奇偶校验位停止位空 闲 位0起始位M A R K1M A R K第 n 帧 传 输 方 向七 位 数 据111第 n + 1 帧 异步通信同步通信

3、串行同步通信信息帧格式校验字符第 n帧第n+ 1帧同步字符同步字符数据块调制和解调发发送送装装置置接接收收装装置置MODEMMODEM数字信号数字信号模拟信号000001111数字信号(a)调幅(b)调频 (c)调相按数字信号按数字信号的值改变载的值改变载波信号的幅波信号的幅度度按数字信号按数字信号的值改变载的值改变载波信号的频波信号的频率率按数字信号按数字信号的值改变载的值改变载波信号的相波信号的相位位差错控制n自动请求重发(ARQ)n前向纠错方式(FEC)n混合纠错方式(HEC) TTLTTL IN +12V +5V -12V IN OUT M C1488 M C1489 TTL OUT

4、RS-232 C 图10-15 M C1488/M C1489发 送 /接 收 示 意 图TTL输 入TTL输 出RS-232C输 入RS-232C输 出T1INT1OUTR1OUTR1IN12345678161514131211109C1+C1_V+C2+C2_V_TUO2TNI2RCCVGNDTUO1TNI1RTUO1RNI1TNI2TTUO2RMAX232MAX232图 10-16 MAX232芯 片 引 脚 及 发 送 /接 收 示 意 图连接器的机械特性 符号符号2525针引脚针引脚9 9针引脚针引脚信号流向信号流向功能功能TxDTxD2 23 3输出输出发送数据发送数据RxDRxD

5、3 32 2输入输入接收数据接收数据RTSRTS4 47 7输出输出请求发送请求发送CTSCTS5 58 8输入输入清除发送清除发送DSRDSR6 66 6输入输入数据装置准备好数据装置准备好GNDGND7 75 5信号地信号地DCDDCD8 81 1输入输入数据载体检测数据载体检测DTRDTR20204 4输出输出数据终端准备好数据终端准备好RIRI22229 9输入输入振铃指示振铃指示 常用的常用的RS-232总线接口信号总线接口信号M C 1 4 8 8 M C 1 4 8 9M C 8 T 1 3 M C 3 4 8 6M C 3 4 8 7M C 3 4 8 6( a ) R S -

6、 2 3 2 C 单端驱动非差分接收电路( b ) R S - 4 2 3 A 单端驱动差分接收电路( c ) R S - 4 2 2 A 平衡驱动差分接收电路图1 0 - 2 1 R S - 2 3 2 C / R S - 4 2 3 A / R S - 4 2 2 A 接口电路TxD使能RxDRxD使能TxD(a) RS-485连接电路TxDRxD使能使能RxDTxD(b) RS-422连接电路图10-22 RS-485与RS-422总线的数据传送方式图 10-24 单片机系统中的RS-485接口电路P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P

7、2.3P2.4P2.5P2.6P2.7RDWRPSENALE/PTXDRXDAT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7EA/VPXTAL1XTAL2RESETINT0T0T1INT1RODEDIABVCCGNDRERD12348765MAX487ERS-232C、RS-422A、RS485比较 接接 口口性性 能能RS- -232CRS- -422ARS- -485操作方式操作方式单端单端差动方式差动方式差动方式差动方式最大距离最大距离/ /m15(24kb/s)1200(100kb/s)1200(100kb/s)最大速率最大速率200kb/s10Mb/s1

8、0Mb/s最大驱动器数目最大驱动器数目1132最大接收器数目最大接收器数目11032接收灵敏度接收灵敏度3V200mV200mV驱动器输出阻抗驱动器输出阻抗30060k120k接收器负载阻抗接收器负载阻抗37 7k4k12k负载阻抗负载阻抗37 7k10060 对共用点电压范围对共用点电压范围/ / V2525-0.25+6+6-71212D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0S2S1EPPENL2L1B2B100 同步方式同步方式01 异步方式（异步方式（X1）10 异步方式（异步方式（X16）11 异步方式（异步方式（X64）00 字符长度为字符长度为5位位01 字符长度为字符长度

9、为6位位10 字符长度为字符长度为7位位11 字符长度为字符长度为8位位1 带奇偶校验带奇偶校验0 不带奇偶校验不带奇偶校验1 偶校验偶校验0 奇校验奇校验异步异步00无效无效011位停止位位停止位101.5位停止位位停止位112位停止位位停止位同步同步111个同步字符，外同步，个同步字符，外同步，SYNDET为输入为输入101个同步字符，内同步，个同步字符，内同步，SYNDET为输出为输出012个同步字符，外同步，个同步字符，外同步，SYNDET为输入为输入002个同步字符，内同步，个同步字符，内同步，SYNDET为输出为输出D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EHIRRTSERS

10、BRKRXEDTRTXEN1 进入搜索方式进入搜索方式1 内部复位内部复位1 允许发送允许发送1 数据终端准备好数据终端准备好1 允许接收允许接收1 发送中止字符发送中止字符0 正常工作正常工作1 清除错误标志清除错误标志1 请求发送请求发送 8251A的操作命令控制字的操作命令控制字I2C现场总线将分散的有通信能力的测量控制设现场总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，共同完成自控任务的控制网络共同完成自控任务的控制网络现场总线系统是企业的底层网络现场总线系统是企业的底层网络Infranetintranet-interne

11、tInfranetintranet-internet局域网NT 服务器Internet监控工作站其它工作站现场总线接口差压变送器调节阀差压变送器差压变送器温度变送器企业管理层（数据网络）过程监控层（数据网络）现场控制层（控制网络）现场总线网段网络集成式控制系统1999 User Training 2 1999 Fieldbus Foundation减少了接线与安装减少了接线与安装传统的传统的4-20 mA仪表接线方式仪表接线方式,对每一设备，均需配置一个本安栅，一对接线对每一设备，均需配置一个本安栅，一对接线4-20 mAISISISIS多台设备可以共用一个本安栅，一对接线多台设备可以共用一个本安栅，一对接线ISFieldbusCANCAN 速率：5kbps (10km)1Mbps(40 m)节点数 110个报文发送方式：点对点一点对多点全局广播多主机，优先级CRC ,自动关闭等功能第三代第三代LonWorksLonWorks技术应用系统技术应用系统 （智能楼宇、连锁店）（智能楼宇、连锁店） 速率：78kbps (2700m)1.25Mbps(130 m)节点数： 32000个