第2章 智能仪器的标准数据通信接口

1、文华学院机电学部 第2章 智能仪器的标准数据通信接口 引言引言2.1 2.1 RS-232RS-232标准串行接口总线标准串行接口总线 2.2 2.2 SPISPI总线标准总线标准 2.3 2.3 I I2 2C C标准总线标准总线 2.4 2.4 USBUSB总线标准总线标准2.5 2.5 CANCAN总线总线2.6 2.6 GP-IBGP-IB接口总线接口总线2.7 2.7 PTR2000PTR2000无线数据传输无线数据传输文华学院机电学部 引言文华学院机电学部 引言文华学院机电学部 甲发乙收(a)甲发乙收(b)发收甲发乙收(c)发收回顾51单片机的串行接口知识文华学院机电学部 D00/

2、1DnD1D010数据位奇偶位起始位一字符帧空闲位下一字符帧停止位起始位0文华学院机电学部 同 步字 符 1数 据字 符 1数 据字 符 2数 据字 符 3数 据字 符 nCRC1CRC2(a )同 步字 符 1数 据字 符 1数 据字 符 nCRC1CRC2同 步字 符 2数 据字 符 2(b )文华学院机电学部 智能设备Modem数字信号数字信号Modem智能设备1 000111 00011101010模拟信号文华学院机电学部 文华学院机电学部 。波特率波特率 = 2= 2SMODSMOD（T1T1溢出率）溢出率）/ 32/ 32）（波特率波特率初值初值T125612322SMODoscf

3、 波特率）波特率）初值初值 12322256T1SMODoscf文华学院机电学部 文华学院机电学部 串行口初始化编程格式：串行口初始化编程格式： MOV SCON，#控制状态字；写方式字且控制状态字；写方式字且TI=RI=0 (MOV PCON，#80H) ；波特率加倍；波特率加倍 ( MOV TMOD，#20H ) ；T1作波特率发生器作波特率发生器 ( MOV TH1，#X ) ；选定波特率；选定波特率 ( MOV TL1，#X ) ( SETB TR1) ( SETB EA) ；开串行口中断；开串行口中断 ( SETB ES)文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院

4、机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 DTE(计算机或终端)22RIDCE(Modem或其他远程通信设备)20DTR8DCD7GND6DSR5DTS4321222087654321RTSRxDTxD保护地文华学院机电学部 7GND智能设备1RxDTxD7GND智能设备2RxDTxD332220DTR计算机或智能设备8DCD7GND6DSR5CTS4RTS321RxDTxD保护地20DTR计算机或智能设备8DCD7GND6DSR5CTS4RTS321RxDTxD文华学院机电学部 智能设备17有线(无线)ModemGND6DSR4RTS3RxD2TxD电台智能设备27有线(无线)Modem

5、GND6DSR4RTS3RxD2TxD电台(无线)(有线)文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 图图6 6 (a) RS-423A(a) RS-423A电路连接；电路连接； (b) RS-422A(b) RS-422A电路连接电路连接 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 RtEDDEEDDEEDDERt文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 特性参数特性参数RS-232CRS-232CRS-423RS-423RS-422RS-422RS-485RS-485工作模式工作模式单端发单端发 单端收单端收单端发单端发

6、双端收双端收双端发双端发 双端收双端收双端发双端发 双端收双端收在传输线上允许的在传输线上允许的驱动器和接收器的驱动器和接收器的数目数目一个驱动器一个驱动器一个接收器一个接收器一个驱动器一个驱动器1010个接收器个接收器一个驱动器一个驱动器1010个接收器个接收器3232个驱动器个驱动器3232个接收器个接收器最大电缆长度最大电缆长度15m15m1200m(1kbit/s)1200m(1kbit/s)1200m(90kbit/s)1200m(90kbit/s)1200m(100kbit/s)1200m(100kbit/s)最大数据率最大数据率20kbit/s20kbit/s100kbit/s(

7、12m)100kbit/s(12m)10Mbit/s(12m)10Mbit/s(12m)10Mbit/s(12m)10Mbit/s(12m)驱动器输出驱动器输出（最大电压值）（最大电压值）25v25v6v6v6v6v-7v-7v+12v+12v驱动器输出驱动器输出（信号电平）（信号电平）5v5v（带负载）（带负载）15V15V（未带负载）（未带负载）3.6v3.6v（带负载）（带负载）6v6v（未带负载）（未带负载）2v2v（带负载）（带负载）6v6v（未带负载）（未带负载）1.5v1.5v（带负载）（带负载）5v5v（未带负载）（未带负载）驱动器负载阻抗驱动器负载阻抗3k7k3k7k4504

8、501001005454驱动器电源驱动器电源开路电流（高阻状开路电流（高阻状态）态）Vmax/300Vmax/300（开路）（开路）100A100A（开路）（开路）100A100A（开路）（开路）100A100A（开路）（开路）接收器输入接收器输入电压范围电压范围15v15v10v10v12v12v-7v-7v+12v+12v接收器输接收器输入灵敏度入灵敏度3v3v200mv200mv200mv200mv200mv200mv接收器输入阻抗接收器输入阻抗2k7k2k7k4kmin4kmin4kmin4kmin12kmin12kmin文华学院机电学部 11010210310310510410610

9、7波特率 / (b/s)距离 / m文华学院机电学部 B光电隔离DC / DC5 V5 VA光电隔离DC / DC5 V5 VDEDR文华学院机电学部 文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 SPI总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准启动和停止信号文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部

10、I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 I2C总线标准文华学院机电学部 USB总线标准文华学院机电学部 即插即用，可热插拔；具级联方式，并可智能识别链上外围设备的插拔；提供电源；节省硬件资源；易于连接，主板上提供26个USB接口，通过集线器最多可支持127个外设能进行错误校验和控制，且由硬件实现主板已集成USB接口；设备端的USB接口控制芯片很便宜不工作时能够自动进入休眠状态，并能

11、自动恢复USB总线标准文华学院机电学部 UBUSDDGNDUBUSDDGNDUSB总线标准文华学院机电学部 主机主机根集线器根集线器Hub端口端口USB设备设备HubUSB总线标准文华学院机电学部 Hub上行端口端口#1端口#2端口#3端口#4端口#7端口#6端口#5USB总线标准文华学院机电学部 USB总线标准客户USB主机USB接口功能模块USB设备USB接口主机设备消息数据包位流文华学院机电学部 USB总线标准客户软件USB驱动程序（USBD）USB接口主控制器驱动程序（HCD）USB主机软件USB主机主机文华学院机电学部 PIDUSB地址(7位) 端点号CRCPID数据(1-1023字

12、节)CRC标识包数据包PID: 包的类型编号PID应答D2H：ACK5AH：NAKC3H：偶数包4BH：奇数包USB总线标准文华学院机电学部 USB总线标准文华学院机电学部 USB总线标准文华学院机电学部 GP-IB接口总线文华学院机电学部 文华学院机电学部 123456789101112131415161718192021222324DIO1DIO2DIO3DIO4DIO5DIO6DIO7DIO8EOIDAVNRFDNDACIFCSRQATN屏蔽RENGNDGNDGNDGNDGNDGND信号地文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 文华学院机

13、电学部 文华学院机电学部 文华学院机电学部 8291A8个读寄存器1234567891011121314151617181920USSD7D6D5D4D3D2D1D0INTCLOCKRESETTRIGDREQ1R/T2R/TDACKCSRDWR总线收发器GP-IB总线管理与挂钩(8)接口功能SHAHTELESRRLPPDCDL控制R/T(2)信息译码数据总线(8)8291A内部数据线8个写寄存器微处理器总线4039383736353433323130292827262524232221UCCEOINDACNRFDDAV8DIO7DIO6DIO5DIO4DIO3DIO2DIO1DIOSRQATNRENIFCR