现场总线复习资料.doc

1、 选择题（每题1.5分，共15分）2、 填空题（每空1.5分，共30分）3、 名词解释（共15分）4、 简答题（20分）5、 计算题（共20分）1、国际电工委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（fieldbus）的定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制、室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。2、在现场总线控制系统中，总线设备主要分为几类，分别是什么？6类。变送器传感器；执行器；控制器；监控监视计算机；网桥网关/中继器/集线器/交换机/路由器；其他现场总线设备。3、现场总线的基本特征：1）开放互连网络 2）现场设备的互操作性与互换性 3）设备智能化 4）结构与功能高度分散的系统 5）现场通信网络 6）数字通信网络4、IEC61158第2版（ED2.0）有几种现场总线？8种现场总线。5、通信模型的三个要素？信源、信宿和信道6、 数据有模拟数据和数字数据，信号也有模拟信号与数字信号两种7、 不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况8、信道最大数据传输率？Nyquist 公式： C = 2W log2 M= Rbaud log2MC = 数据传输率，单位bit/s W = 带宽，单位HzM = 信号编码级数Rbaud =波特率Shannon公式：有限带宽高斯噪声干扰信道 C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪比9、数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的方式。按数据代码传输的顺序分：并行传输、串行传输按数据传输的同步方式分：异步传输、同步传输以传输的方向性来分：单工数据传输、双工数据传输、全双工数据传输按被传输的数据信号特点分：基带传输、频带传输、数字数据传输10、传输介质可分为： 有线介质(双绞线,同轴电缆,光纤) 无线介质(无线电,微波、红外线) 11模拟数据编码的三种编码方法：幅度键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK12 编码归零码（RZ）：归零码在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的编码。非归零码（NRZ）：非归零码在整个码元时间内维持有效电平。差分码：差分码用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”。 变化为“1” ，不变化为“0” 。曼彻斯特编码：码元本身分为两半，前半个时间段所传信号是该时间段传送比特值的反码，后半个时间段传送的是比特值本身。13、差错检测差错检验码有：奇偶检验码和循环冗余码。14、多路复用频分多路复用FDM和时分多路复用TDMFDM是用频率来区分同一信道上同时传输的信号，各信号在频域上是分开的，而在时域上是混叠在一起的。 TDM是在时间上区分同一信道上依次传输的信号，各信号在时域上是分开的，而在频域上是混叠在一起的。 15、网络协议主要由以下三个要素组成：语法用户数据与控制信息的结构与格式。语义需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。时序对事件实现顺序的详细说明。16、OSI参考模型共包括几个层次？OSI参考模型共包括七个层次，它们分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。17、接口两边的两层之间的关系OSI参考模型中，信息传送单元有：协议数据单元PDU、接口数据单元IDU、服务数据单元SDU。18、OSI规定每一层均可使用4个服务原语，这四种原语为：请求、指示、响应、确认。19、从通信的角度各层提供的服务有：面向连接服务和无连接服务20、局域网中使用的拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型、菊花链型和网状结构。21、媒体访问控制技术：p 受控访问n 集中控制方式，集中控制的代表是探询p 轮叫探询（roll-call polling）p 传递探询（hub polling）n 分散控制方式p 令牌环p 随机访问n 纯ALOHA、时隙ALOHA、预约ALOHA、载波监听多路访问（CSMA）、载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）p CAN的总线访问控制采用的是CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）方法。CSMA/CA边发送边监听，只要监听到有总线访问冲突，通过使用识别符的位形式仲裁解决这个冲突。22、CAN总线标准分为哪两层？其功能分别是什么？CAN总线标准分为数据链路层和物理层。数据链路层包括逻辑链路层LLC和媒体访问控制层MAC。逻辑链路子层LLC子层的主要功能是报文滤波、超载通知和恢复管理；媒体访问控制子层MAC子层的功能主要是：传送协议，亦即控制成帧，执行仲裁，错误检测，错误标注和故障界定。物理层的主要功能主要有位编码解码、位定时、同步和定义一些器件的电气特性。23、CAN总线定义了几种不同的帧用于总线通讯分别是什么？CAN总线定义了四种不同的帧,用于总线通讯，分别为：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。标准帧有11位标识符，扩展帧有29位标识符24、CAN总线标准数据帧含有几个位场，分别是哪几个？ 7个位场。帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、确认场、帧结束25、CAN总线访问（仲裁机制）CAN总线以报文为单位进行数据传送，报文的优先级结合在11位标识符中，具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。只有发送具有最高优先权帧的节点变为 总站主站。总线访问中的冲突可通过位仲裁解决。 仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果电平相同，则这个单元可以继续发送。如果发送的是一“隐性”电平(逻辑1)而监测到一“显性”电平(逻辑0)，那么该单元就失去了仲裁，必须退出发送状态。如果发送的是一“显性”电平(逻辑0)而监测到一“隐性”电平(逻辑1)，表明节点检测出位错误。26、CAN协议的错误检测机制有哪些？CAN协议的错误检测机制有监测、填充规则校验、帧校验、15位CRC检验、应答检验27、CAN总线中存在5种错误类型位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、确认错误。28、在CAN总线中，任何一个站可能处于下列三种故障状态： 错误激活、错误认可、总线关闭。29、位定时与同步位时间包含四个时间段：同步段（SYNC-SEG）、传播段（PROP-SEG）、相位缓冲段1（PHASE-SEG1）和相位缓冲段2（PHASE-SEG2）。位速率=1/位时间。CAN使用的两种同步方式：硬同步和重同步30、CAN控制器SJA10001、组成SJA1000主要由7部分组成：1.接口管理逻辑（IML）2.发送缓冲器（TXB）3.接收缓冲器（RXB，RXFIFO）4.接受过滤器（ACF）5.位流处理器（BSP）6.位定时逻辑（BTL）7.错误管理逻辑（EML）接口管理逻辑解释来自CPU的命令，控制CAN 寄存器的寻址，向主控制器提供中断信息和状态信息。发送缓冲器是CPU和位流处理器（BSP）之间的一个接口，能够存贮向CAN网络上发送的一个完整报文。接收缓冲器是接受过滤器和CPU之间的一个接口，用来存贮从CAN总线上被接收并接受的报文。接受过滤器将被接收的标识符与接受过滤器寄存器的内容相比较，并决定此报文是否应被接受。位流处理器是一个控制发送缓冲器、RXFIFO与CAN总线之间数据流的序列发生器。它还执行错误检测、仲裁、填充和CAN总线上的错误处理。位定时逻辑监视串行CAN总线和处理与总线有关的位定时。 EML负责媒体忙问控制子层上的错误界定。它接收来自BSP的错误报告，然后将错误统计量通知给BSP和IML2、工作模式：SJA1000的两种工作模式：基本模式(Basic CAN)和扩展模式（PeliCAN）3、工作状态：SJA1000的两种工作状态：复位状态和工作状态。4、P150-152，SJA1000位定时：SJA1000的位定时主要由总线定时寄存器0和总线定时寄存器1完成。总线定时寄存器0的内容确定波特率预设值（BRP）和同步跳转宽度（SJW）的值。波特率预设值（