智能仪表与设计数据传输技术

1、智能仪表与设计智能仪表与设计智能仪表通信技术智能仪表通信技术 1 1、并行通信和串行通信、并行通信和串行通信一、相关知识一、相关知识 总结总结- - 并行通信速度快、实时性好，但由于占用并行通信速度快、实时性好，但由于占用 口线多，不适合小型化产品。口线多，不适合小型化产品。 串行通信虽然速率低，但在数据通信吞吐串行通信虽然速率低，但在数据通信吞吐 量不大的微处理电路中更加简易、方便、灵活量不大的微处理电路中更加简易、方便、灵活。 2 2、串行通信基本方式、串行通信基本方式 串行通信串行通信-将构成字符的每个二进制数位，将构成字符的每个二进制数位，依照一定的顺序（规则）逐位进行传输的通信方式。

2、依照一定的顺序（规则）逐位进行传输的通信方式。 同步通信同步通信 异步通信异步通信 串行通信串行通信3 3、总线传输方向、总线传输方向单工、半双工、全双工单工、半双工、全双工单单 工工 方方 式式 半半 双双 工工 方方 式式全全 双双 工工 方方 式式4 4、数据传输速率、数据传输速率波特率（波特率（Baud rateBaud rate） 单位时间内传送的信息量，以每秒串行发送单位时间内传送的信息量，以每秒串行发送或接收的二进制位数（或接收的二进制位数（bitbit）来表示，单位为）来表示，单位为BaudBaud，即，即 1 Baud = 11 Baud = 1位位/ /秒秒 二、总线二、总

3、线 内部总线内部总线-芯片一级的互联芯片一级的互联 系统总线系统总线-插件板一级的互联插件板一级的互联 外部总线外部总线-设备一级的互联设备一级的互联总线的分类总线的分类 PHILIPS PHILIPS公司上世纪公司上世纪8080年代推出，近年来在微年代推出，近年来在微电子控制领域广泛采用的一种新型总线标准。电子控制领域广泛采用的一种新型总线标准。 特点：特点：同步传输，接口线少，控制方法简化，同步传输，接口线少，控制方法简化，器件封装形式小，通信速度较高。器件封装形式小，通信速度较高。 1 1、I I2 2C C总线总线 内内 部部 总总 线线常用术语常用术语说明说明发送器发送器把数据发送至

4、总线的器件把数据发送至总线的器件接收器接收器从总线接收数据的器件从总线接收数据的器件主器件主器件启动传送、产生时钟信号、终止传送的器件启动传送、产生时钟信号、终止传送的器件从器件从器件被主器件寻址的器件被主器件寻址的器件多主器件多主器件多主器件可以同时企图控制总线而不破坏总线信息多主器件可以同时企图控制总线而不破坏总线信息I I2 2C C总线常用术语总线常用术语典型的典型的I I2 2C C总线结构总线结构 开始和结束信号开始和结束信号传输协议传输协议-开始和结束信号开始和结束信号 有效数据传送有效数据传送传输协议传输协议有效数据传送有效数据传送 数据传送格式数据传送格式传输协议传输协议数据

5、传送格式数据传送格式举例举例-AT24C02-AT24C02在单片机中的应用在单片机中的应用 引脚图引脚图 接口图接口图AT24C02的地址格式的地址格式SDASCLAT24C02写写N个字节的操作格式个字节的操作格式AT24C02读读N个字节的操作格式个字节的操作格式 2 2、SPISPI总线总线 MotorolaMotorola公司推出的一种三线制同步串行接口。公司推出的一种三线制同步串行接口。 特点：硬件功能很强，相关软件则比较简单，特点：硬件功能很强，相关软件则比较简单，这样可以让这样可以让CPUCPU有更多的时间来处理其他事务。有更多的时间来处理其他事务。 如：如：MAX7219MA

6、X7219MAX7219MAX7219引脚图引脚图MAX7219MAX7219接口图接口图MAX7219MAX7219时序图时序图 3 3、1-WIRE1-WIRE单总线单总线 DALLASDALLAS公司的专有技术，采用单根信号线，公司的专有技术，采用单根信号线，既传输时钟信号，又传输数据，而且数据传输是既传输时钟信号，又传输数据，而且数据传输是双向的。双向的。 特点：节省特点：节省I/OI/O口线，结构简单，便于维护；口线，结构简单，便于维护； 时序复杂。时序复杂。 代表产品：代表产品：DS18B20 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器DS18B20外形外形DS18B20接口

7、电路接口电路 ISAISA总线总线-IBMIBM公司公司19841984年为推出年为推出PC/ATPC/AT机机而建立的系统总线标准，有而建立的系统总线标准，有9898个引脚。个引脚。 EISAEISA总线总线-COMPAQCOMPAQ等九家公司推出的总线等九家公司推出的总线标准，在标准，在ISAISA总线基础上使用双层插座，兼容总线基础上使用双层插座，兼容ISAISA总线。总线。 PCIPCI总线总线-INTELINTEL推出的目前最流行的总推出的目前最流行的总线之一。主板插槽比线之一。主板插槽比ISAISA还小，并且功能有很还小，并且功能有很大改善，同时支持多组外围设备。大改善，同时支持多

8、组外围设备。系系统统总总线线ISAISA扩展槽扩展槽PCIPCI扩展槽扩展槽 外部总线外部总线 1、RS232CRS232C串行总线串行总线 目前最常用的一种串行通讯接口。在目前最常用的一种串行通讯接口。在19701970年由美国年由美国电子工业协会（电子工业协会（EIAEIA）联合贝尔系统、）联合贝尔系统、 调制解调器厂家、调制解调器厂家、及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。 RS-RS-recommended standardrecommended standard（推荐标准）（推荐标准） 232- 232- 标识号标识号 C

9、-C-修改次数修改次数9针式RS232C接口25针式RS232C接口（1 1）总线描述）总线描述引脚号引脚号信号名称信号名称方方 向向信信 号号 功功 能能8 8DCDPC机机仪器仪器PC机收到远程信号（载波检测）机收到远程信号（载波检测）3 3RXDPC机机仪器仪器PC机接收数据机接收数据2 2TXDPC机机仪器仪器PC机发送数据机发送数据2020DTR PC机机仪器仪器PC机准备就绪机准备就绪7 7GND- - 信号地信号地6 6DSRPC机机仪器仪器仪器准备就绪仪器准备就绪4 4RTSPC机机仪器仪器PC机请求发送数据机请求发送数据5 5CTSPC机机仪器仪器仪器允许发送仪器允许发送22

10、22RIPC机机仪器仪器通知通知PC机，线路正常（振铃指示）机，线路正常（振铃指示）（2 2）常用系统连接）常用系统连接 全双工标准系统连接全双工标准系统连接 全双工最简系统连接全双工最简系统连接（3 3）电平转换）电平转换单片机与单片机与PC通信通信RS-232C、RS-422A、RS485性能比较 接口性能接口性能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/s10Mb/s最大驱动器数目最大驱动

11、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25V25V-0.25+6V+6V-712V12VRS232c通信电路通信电路RS422通信电路通信电路2 2、USBUSB通用串行总线通用串行总线 UniversalUniversal Serial Serial BusBus（1 1）特）特 点点统一了各种接口设备的连接头统一了各种接口设备的连接头 即插即用即插即用（plug-and-playplug-and-play），连接灵活），连接灵活“热插拨热插拨“（hot attach &hot attach &detachdetach）最多可以连接最多可以连接127127个接口设备，速度快个接口设备，速度快（2 2）USBUSB基本构架和数据传输过程基本构架和数据传输过程 VBUSDGNDD+VBUSD+DGNDUSBUSB电缆及信号传输电缆及信号传