JBT 5755-1991 工业异步通信数据链路层和物理层

57551991工业异步通信数据链路层和物理层1991布1992施中华人民共和国机械电子工业部     发 布主题内容与适用范围（1）2  引用标准（1）3  代号（1）4  数据传输速率（2）5  物理层（第一层）（2）6  数据链路层（第二层）（3）附录A  定时值（参考件）（11）附录B  半双工通信流程图（参考件）（12）附录C  使用37芯、25芯、15芯连接器的互连电路（参考件）（15）附录D  传输控制字符中英文对照表（参考件）（18）目    次1本标准参照采用国际标准86788工业异步通信数据链路层和物理层。1  主题内容与适用范围本标准规定了以串行异步方式传输数据的物理接口与通信协议，它支持全双工或半双工的通信方式。本标准适用于工厂主计算机与用计算机控制的自动化设备两点间点对点连接的通信。本标准对应于387（498）开放系统互连基本参考模型的物理层（第一层）和链路层（第二层）。2  引用标准988信息处理  信息交换用7位编码字符453信息处理  数据通信基本控制规程基本部分  基本型控制规程编码独立的信息传送控制规程  基本型控制规程全双向传输控制规程454信息处理  数据终端设备（数据电路终接设备（间的接口电路定义表455信息处理  非平衡双流接口电路的电器特性词汇09部分：数据通信107利用串行二进制数进行数据交换数据终端设备（数据电路终接设备（间的接口387信息处理  开放系统互连基本参考模型950数据通信  37芯952数据通信  15芯1014平衡型电压数字接口电路的电气特性1383信息处理  信息交换用八位代码结构和编码规则 9081信息处理  起止式同步传输的字符结构 9104数据通信  25芯代号3. 1  数据链路转义符. 2  询问它是发送站请求接收站给出应答时发送的传输控制字符序列，它在建立数据链路时发送；在传输阶段，请求对前一次询问的回答时，它要重发送；若在传输报文正文中，发送立即停止传输，所传信息作废，接收站用. 3  传输结束当发送站发送明传输结束或异常结束。此时发送站和接收站的传输同时被终止。机械电子工业部 1991准中华人民共和国机械行业标准工业异步通信数据链路层和物理层 575519911992施 5755199123. 4  否认当接收站不准备接收，或接收到不正确信息时，向发送站发送. 5  正文结束它用作结束正文的传输控制字符序列，在它后面为用作数据块检验的块检验序列. 6  正文开始以引出正文。它不属于数据检验范围。3. 7  0和1（或0和1）交替认可它们是接收站发给发送站作为认可应答的传输控制字符序列。在传输建立阶段发送0，进入正文传输阶段先发送1，而后交替发送0和1予以认可。3. 8  ；认可应答后等待它是接收站发送给发送站的认可应答（代替0和1），且表明接收站暂时不能接收信息，要求发送站暂停发送。3. 9  带中断的认可应答它是接收站发给发送站作为带中断的认可应答传输控制字符序列，它代替常规的0，送站要用. 10    数据传输速率数据传输接口的数据传输速率可选用110/300/600/1200/2400/4800/9600/19200位/秒等八种。5  物理层（第一层）5. 1  机械接口机械接口规定采用37芯连接器（见950）或15芯连接器（见952）或25芯连接器（见 9104）。5. 2  电气接口工业异步通信中，物理层电气接口根据信息传输距离、传输速率和工业现场干扰情况可选用107（S232C）或1014（S422）规定的通信接口电路。5. 3  电路互连107和1014规定的接口电路互连如图1和图2所示。37芯、25芯和15芯连接器各插针的定义和互连见附录C（参考件）。图1  107规定的电气接口的互连 575519913图2  1014规定的接口电路的互连5. 4  字符格式在主计算机和自动化设备之间传输数据时，传送的字符可以是任意的正文字符或定义的传输控制字符，字符格式如图3所示，它包含以下元素：a. 1个起始位b. 8个信息位正文字符，由任何八位二进制数组合构成。传输控制字符，按照453规定的八位格式。传输信息的最低位紧跟起始位。c. 1个或2个停止位（传输速率110位/秒时用2个停止位）图3  字符格式6  数据链路层（第二层）通信协议采用453的规定。在这里只用正文块，不带标题。差错防护也按照453的规定。6. 1  传输控制字符传输控制字符（表1中列出。表 1  传输控制字符代      号用列/行表示用十六进制表示061005040315 575519914续表1代      号用列/行表示用十六进制表示02；3/11 X3B1313103/303/12 X3C3/14 X3E6. 2  透明性能传输任意代码数据称为传输的透明性，采用453中编码独立的信息传送控制规程，可达到传输的透明性。6. 3  半双工通信数据链路协议6. 3. 1  报文传输数据链路协议包括以下三个阶段：a. 建立数据链路阶段；b. 数据传输阶段；c. 结束阶段。具体情况如表2所示，半双工通信流程见附录B（参考件）。表 2  报文传输 0 101据  传  输  阶  段结束阶段注：为接收站。6. 3. 1. 1  建立数据链路阶段a. 建立数据链路阶段前，两站都要处于空闲状态，两站均允许起动传输。b. 发送站发送求接收站接收正文，若接收站同意进入数据传输阶段，则发送发送站收到0就进入数据传输阶段。c. 若发送站接收到否认信号或超过期仍未收到认可信号，则发送站发多可重发4次，若最后发送站仍没收到0，则表明接收站不可能接收任何正文，发送站将发d. 优先权半双工通信时，由于两站同时发送生信号碰撞，故要确定优先权，规定主计算机具有低的优先权，拥有高优先权的站发送的主计算机站要取消自己的请求，并发送0予以认可应答。数据链路建立过程如图4所示。 575519915图4  数据链路建立过程注：1）在此期间，发送站只接收0和他信息均不予理睬。2）在此期间，全部传输停止。6. 3. 1. 2  数据传输阶段a. 发送站在发送收站接收到b. 发送的正文不带传输控制字符序列，正文块长度可变，最多可传512个字节，每一个字节由任意的八位二进制数码组成。c. 接收站开始发送1认可正确的接收块，而后交替发送0、1认可正确的接收块。d. 发送站收到有效的认可信号后，或发送下一正文块或进入结束阶段。e. 若接收站希望结束传输，在它正确接收正文后，要发送带中断的认可应答，发送站接收此信号后，进入传输结束阶段。f. 传输正文中出现在发送双收站要从接收的两个连续下的g. 接收站若检测到差错，则以等待接收正文。6. 3. 1. 3  结束阶段任何时候可用束传输时，接收站和发送站要同时终止传输。6. 3. 2  定时器与超时控制为了消除由于不正确的传输控制字符序列等原因造成的不确定状态，为此，设置下述定时器，利用超时控制，达到重新起动、恢复或结束传输过程。a. 接收定时器动接收定时器0值见附录A（参考件），若在接收站发送等待接收信息。b. 应答定时器起动应答定时器在发送站重发送最后传输的信息，最多可重发送4次。c. 空闲定时器 575519916接收站发送任一应答控制字符序列0、1、或起动空闲定时器在以是接收站恢复到空闲状态。6. 3. 3  差错处理6. 3. 3. 1  差错检测a. 按453规定，在数据传输过程中，对传输正文进行发送站发送正文后附加发送收站对接收的报文进行检验，以便发现差错。送站把串行传送的正文序列与以后除以（模2）生成多项式（12+），所得十六位余数为标记目的插入的b. 发送站在发送发送序发送两字节长的c. 接收站将收到的报文（不包括为一个数除以（模2）生成多项式（12+），如所得余数为0，表示传输无差错。6. 3. 3. 2  差错恢复a. 在数据链路建立阶段，发送站最多可重发4次共发5次），若第4次重发送送站仍没有收到有效的认可控制字符序列，则它要发使两站恢复到空闲状态。b. 在数据传输阶段，若发送站接收到否认控制序列它要重发送报文，最多重发送4次；若此时发送站仍没有接收到有效的认可信号，它则要发送多可重发送4次，若第5次询问均没有接收到有效的认可控制字符序列，则它要发送其恢复到空闲状态；当接收站收到要重发送最后的认可控制序列。6. 4  全双工通信数据链路协议6. 4. 1  概述本条规定了在采用全双工通信方式时，如何利用传输控制字符序列建立通信，传输报文和结束通信。6. 4. 1. 1  硬件环境硬件环境为：a. 异步串行传输；b. 交换或非交换链路；c. 全双工线；d. 点点连接。6. 4. 1. 2  软件环境软件环境为：a. 相关分块报文；b. 交错应答（传输之间应答）；c. d. 交替认可。6. 4. 1. 3  数据链路建立a. 起动建立过程以前，发送接收站和发送站的本地缓冲寄存器和标记复位，全双工线被清零。b. 建立过程发送站发送启动应答定时器，等待回答，接收站收到准备接 575519917收信息，则发，0。c. 数据链路建立接收站和发送站同时被启动，发送站即可开始发送报文。数据链路建立过程如图4所示。6. 4. 1. 4  数据传输阶段全双工通信数据链路建立以后，任一发送站均可给接收站发送报文，发送报文的格式如图5所示。图5  传输报文格式报文正文开始报文正文结束1块检验序列高字节，2块检验序列低字节。报文正文最长包含544个字符。接收站要用0、1（或0、1）、；或发送的报文正文中有要插入一附加的达到传输的透明性，但插入的不计算在报文正文长度内。发送2字符后要启动应答定时器。6. 4. 1. 5  应答a. 接收站应答接收站对接收的报文进行与半双工通信相同的检验无差错，则接收站交替发送1、0予以认可应答。若检验有差错，则接收站发求发送站重发报文。接收站最多可连续发4次接收站连续5次未收到有效的报文，则接收站发送b. 发送站应答发送站仅在应答定时器超时或收到有效应答之后，才能退出等待状态，并允许发送后续报文。若接收站以发送站要重发上一次的报文，如果4次连续重发送后，仍未收到有效认可信号，则发送站要发送c. 暂停发送状态的应答当接收站正常接收信息后，暂不接收另外的信息，则发送发送站予以认可应答，并要求发送站暂停发送。发送站收到停向接收站发送报文，并启动当送站发接收站还不能接收报文，则接收站仍发送以应答；若接收站能接收报文，则交替发送0、1予以认可应答。由于上次发送的报文接收站已正常接收，因此暂停状态的应答不改变0/1的应答次序，例如0  ；1。d. 收站以0应答报文传输过程中，若发送站发送接收站要重发上次的应答。在报文传输阶段，如果接收站在收站认为是传输差错，立即向发送站发送B/T 575519918在暂停发送状态，对. 4. 1. 6  恢复规程恢复规程适用于以下情况：a. 应答定时器（时当应答定时器超时时，发送站向接收站发求接收站重发上次的应答，最多可重发4次。b. 接收的0、1不匹配若发送报文的链路状态与接收到的0、1（或0、1）不匹配，则发送站发多发5次，如5次发送后，仍未接收到正确的0，或1（或0、1），则发送接收到的0、1（或0、1）与报文链路匹配，则应答有效，开始下一步传输。c. 接收接收的报文检验有差错，均向发送站发发送站接收到重发4次，若仍接收到否认信号，则发送应答有效，则开始下一步的传输，且无需改变应答1、0的交替顺序，例如，0、0。6. 4. 1. 7  传输结束接收站和发送站均可发送送收和发送站均终止传输。6. 4. 2  定时器6. 4. 2. 1  应答定时器在接收到无效应答信号或无应答信号时，发送站利用应答定时器保护系统。在发送站发送或2后，以初始值启动应答定时器，当发送站接收到有效应答控制字符序列，如0、1、止应答定时器的工作。当应答定时器超时动作时，发送站要发送多允许超时重发4次，若此时发送站仍未收到应答控制字符序列，则要发. 4. 2. 2  送站利用发送站从接收站接收到，以初始值启动送站要发送接收站可恢复传输，则要以0、1（或0、1）应答；若接收站仍不能恢复传输，则要发. 4. 3  差错恢复采用仅用于报文正文的传输，不可应用于应答控制字符序列。生成传输正文块的由于通信线路故障，应答1有可能产生下述差错：a. 误认为是0被接收；b. 以任何无意义的字符表示，不能被识别；c. 误认为是；被接收；d. 误认为是用定时器和报文链路状态，可检测出上述各种差错，定时器超时动作时给发送站一警告，告知应答丢失；若报文链路状态与0、1（或0、1）的标号不匹配，则表明发 575519919送站接收到的应答不正确。如果发送站确认接收到的1无效时，则要发送. 4. 4  数据链路控制协议举例下列举例中报文的格式为： 正文 | 1  2a. 起动通信链路站1或站2                           0注：任何一站均能启动通信链路，启动时，接收站和发送站同时被启动。b. 终止紧接着启动站1       （终止）站2接收站                                 0c. 特殊情况起动站1                           0接收站        （忽略）d. 两站同时启动站1  0发送站/接收站站2  0发送站/接收站e. 站1发送报文给站2站1发送站    报文 1    报文 2    报文 3    报文 4站2             1    0    1接收站f. 站2发送报文给站1站2      报文 1    报文 2    报文 3    报文 4发送站站1             1    0    1接收站 5755199110g. 站1发送报文给站2，同时站2发送报文给站1站11）报文 1  报文 2  1  报文 3  0  报文 4发送/接收站站21）1  报文  1  0  报文  2  1  报文  3发送/接收站注：1）本标准不允许应答与报文一起发送。h. 暂停发送发送站    报文 1     报文 2           报文 3接收站        1  ；             0       ；发送站           报文 4接收站    （续上）  ；    1  0i. 否认发送站     报文 1         报文 2              报文 2          报文 3接收站          1                    0j. 发送站终止传输发送站1）报文 1     报文 2                 1               0注：1）发送收站和发送站均终止传输。k. 接收站终止传输发送站1）报文 1     报文 2接收站1）1               ）发送收站和发送站均终止传输。l. 应答超时发送站     报文 1      报文 2     应答定时器超时动作     报文 2       1        无应答信号       0 5755199111附  录  本标准不定义具体定时值，只给出一个建议的方程式，可用来计算各定时器的值：T=NR（中：T定时器值，毫秒；传输字符数（半双工通信定为518，全双工通信为550）；每个字符的位数；数据传输速率，位/秒；N系统延迟系数。统延迟系数虑传输的透明性，传输包括考虑传输其他控制字符的时间。建议系统延迟系数例：如600位/秒180N=3T=3518101000/9600=1619（毫秒）（参考件）定   时   值 5755199112附  录  建立数据链路阶段（启动）流程图见图考件）半双工通信流程图 5755199113数据传输阶段流程图见图 5755199114发送一个数据块的恢复过程流程图见图 5755199115附  录  37芯连接器互连电路1  使用107规定的非平衡双流电路时，37芯连接器插针定义见表针连线图见图明插针号电路号说  明1屏蔽地24 104接收数据19 102信号地9 106发送准备好4 103发送数据27 106发送准备好6 104接收数据30 1082数据终端准备好图2  使用1014规定的平衡双流电路时，37芯连接器插针定义见表针连线图见图明插针号电路号说  明1屏蔽地7