测控总线与仪器通信技术复习ppt课件

1、整理课件1简述什么叫基带传输、载带传输与宽带传输？简述什么叫基带传输、载带传输与宽带传输？答：答：基带传输基带传输-凡按数字信号原码进行的传输成为基带传输。基带传输中传凡按数字信号原码进行的传输成为基带传输。基带传输中传输的是一系列方波电脉冲信号。载带传输输的是一系列方波电脉冲信号。载带传输-在一条物理信道上，把要传输的在一条物理信道上，把要传输的一路数字信号依附在另一载波信号上进行传输，这样的传输方式称为载带传一路数字信号依附在另一载波信号上进行传输，这样的传输方式称为载带传输。宽带传输输。宽带传输-在一条物理信道上按顺序传输多路数字信号，每种要传输的在一条物理信道上按顺序传输多路数字信号，

2、每种要传输的数字信号依附在指定频率的载波信号上，用不同频率段进行多路数字信号的数字信号依附在指定频率的载波信号上，用不同频率段进行多路数字信号的传输。传输。简述什么叫帧和帧同步？简述什么叫帧和帧同步？ 答：帧是通信的最小基本单位，按通信协议规定的格式组成。在不同的交答：帧是通信的最小基本单位，按通信协议规定的格式组成。在不同的交换方式下，帧有不同的定义。在报文交换方式中，一帧表示一个完整的报文，换方式下，帧有不同的定义。在报文交换方式中，一帧表示一个完整的报文，而在报文分组交换方式中，一帧则表示一个报文分组，数帧才表示一个报文。而在报文分组交换方式中，一帧则表示一个报文分组，数帧才表示一个报文

3、。 帧同步就是研究帧的识别问题，也就是在通信时，接收端如何识别数据流帧同步就是研究帧的识别问题，也就是在通信时，接收端如何识别数据流中一个帧的首尾标志，不允许把一帧信息从中间分割开来，为了实现帧同步，中一个帧的首尾标志，不允许把一帧信息从中间分割开来，为了实现帧同步，一般在帧信息的首部尾部设置标志符。这样，接收方可通过识别首尾标志符一般在帧信息的首部尾部设置标志符。这样，接收方可通过识别首尾标志符来实现帧同步。来实现帧同步。整理课件2.6.3 报文分组交换方式的实现方法报文分组交换方式的实现方法 简述报文分组交换方式的实现方法有哪些？简述报文分组交换方式的实现方法有哪些？答：报文分组交换方式的

4、实现方法有虚电路法和数据报法。答：报文分组交换方式的实现方法有虚电路法和数据报法。（1）虚电路法虚电路是建立在通信双方之间的一条逻辑信道。虚电路方法是通信双方的）虚电路法虚电路是建立在通信双方之间的一条逻辑信道。虚电路方法是通信双方的数据交换在虚电路上完成。虚电路建立过程如下：首先由发送方发送一个呼叫请求分组，数据交换在虚电路上完成。虚电路建立过程如下：首先由发送方发送一个呼叫请求分组，按照某种路径选择原则，分组从一个节点转到另一个节点，并做好路径标识，最后到达按照某种路径选择原则，分组从一个节点转到另一个节点，并做好路径标识，最后到达接收站。若接收站已准备好接受发送方的数据传输请求，则发回一

5、个呼叫接受分组，该接收站。若接收站已准备好接受发送方的数据传输请求，则发回一个呼叫接受分组，该分组沿原路径返回发送站。这样就在通信双方之间建立起一条逻辑信道，这就是虚电路。分组沿原路径返回发送站。这样就在通信双方之间建立起一条逻辑信道，这就是虚电路。（2）数据报的方法。在数据方法中，分组又称为数据报。数据报方法和虚电路方法不同，）数据报的方法。在数据方法中，分组又称为数据报。数据报方法和虚电路方法不同，在发送前双方不需要建立逻辑连接。在数据报方式中，每个分组的传送是被单独自理的。在发送前双方不需要建立逻辑连接。在数据报方式中，每个分组的传送是被单独自理的。每个分组被称为一个数据报，每个数据报自

6、身携带足够的地址信息，一个节点接收到数每个分组被称为一个数据报，每个数据报自身携带足够的地址信息，一个节点接收到数据报原样地发送到下节点。接收站接收到的数据报的次序被打乱，接收站必须对接收到据报原样地发送到下节点。接收站接收到的数据报的次序被打乱，接收站必须对接收到的数据报进行重新排序，以便恢复原来的顺序。的数据报进行重新排序，以便恢复原来的顺序。整理课件.CRC校验码是网络通信中普通采用的形式，假设待发送的消息为校验码是网络通信中普通采用的形式，假设待发送的消息为1000100101，生，生成多项式选用成多项式选用G=X5+X4+X2+1，CRC校验码为多少，发送方发出的信息为什么？校验码为

7、多少，发送方发出的信息为什么？例：发送的数据消息为：例：发送的数据消息为：1000100101，生成多项式选用，生成多项式选用G=X5+X4+X2+1，报文多，报文多项式：项式：P=X5（X9+X5+X2+1）使用模）使用模2除法求除法求P/G的余式。的余式。整理课件3.3 简单接口通信的连接方式简单接口通信的连接方式测控系统采用简单接口通信方法的物理连接有主从结构、测控系统采用简单接口通信方法的物理连接有主从结构、星型结构、总线结构等。星型结构、总线结构等。3.3.1主从式结构主从式结构整理课件1.主主系统系统向从向从系统系统传送传送信息信息的通的通信过信过程程整理课件2.从系从系统向统向主

8、系主系统传统传送信送信息息整理课件3.3.4 总线型结构总线型结构1.概述概述复杂总线包含地址线，数据线、控制线等。复杂总线包含地址线，数据线、控制线等。整理课件2总线型多微机智能仪表总线型多微机智能仪表整理课件l主机开机，用指令使主机开机，用指令使Sele=1。l从机开机，用指令使从机开机，用指令使SRDYB=1，SRDY=0。l主机读得主机读得SRDYB=1后，主机用指令使后，主机用指令使MRDY=1。l各从机读得各从机读得MRDY=1后，用指令输出后，用指令输出SRDY=1，SRDYB=0。l主机通过读取并测试主机通过读取并测试SRDY=1确认所有从机已准备就绪，主机确认所有从机已准备就

9、绪，主机把呼叫的从机编号（把呼叫的从机编号（4位）送上位）送上M/S数据通道，并置数据通道，并置MRDY=0。l各从机收到各从机收到MRDY=0后，立即从后，立即从M/S数据通道读取前数据通道读取前4位从机位从机编号。编号。整理课件l采用同样的办法再广播后四位从机编号。主机发送完后，令采用同样的办法再广播后四位从机编号。主机发送完后，令Sele=0；从机收到编号后，使；从机收到编号后，使SRDYB=1，SRDY=0。l各从机收到各从机收到Sele=0后，立即把刚收到的地址与自己的从机号比后，立即把刚收到的地址与自己的从机号比较，在比较前，置较，在比较前，置SRDY=1，SRDYB=0。l主机接

10、收到主机接收到SRDY=1，表明各从机没有故障，全响应了，于是，表明各从机没有故障，全响应了，于是主机置主机置MRDY=1。l各从机比较结果，没有对上编号的从机立即退出。被选中的主各从机比较结果，没有对上编号的从机立即退出。被选中的主机读得机读得MRDY=1后，用指令使后，用指令使SRDY=0。SRDYB=0；l主机读得主机读得SRDY=0后，则用指令置后，则用指令置MRDY=0。这时，。这时，SRDY=0，MRDY=0，SRDYB=0。则从机选择完成。则从机选择完成。整理课件4.由一台由一台IBM-PC与多台与多台MCS-51组成的总线型多微机组成的总线型多微机SIO系统系统由一台由一台IB

11、M-PC或其兼容机作为主机，多台或其兼容机作为主机，多台MCS-51单片机作为从单片机作为从机，通过机，通过RS-422或或RS-232总线互连成的主从式总线型多微机总线互连成的主从式总线型多微机SIO系统。系统。1）系统的硬件结构）系统的硬件结构整理课件lIBM-PC/XT通过机内的异步通信适配器挂在总线上，异通过机内的异步通信适配器挂在总线上，异步通信适配器的核心是步通信适配器的核心是8520芯片，其功能相当于串行接口芯片，其功能相当于串行接口芯片。芯片。l每台每台MCS-51都是经过串行口经过驱动转换器后挂在总线都是经过串行口经过驱动转换器后挂在总线上。上。l系统串行总线只提供数据通道，

12、没有握手联络通道。系统串行总线只提供数据通道，没有握手联络通道。2）主机）主机IBM-PC/XT中的通信软件中的通信软件（1）对）对8250进行初始化进行初始化l设定波特率设定波特率整理课件4.2.2 信箱结构信箱结构信箱式共享存储区把信箱式共享存储区把各微处理机专用存储各微处理机专用存储区和共享存储区划分区和共享存储区划分开来，仅建立一块较开来，仅建立一块较小的共享存储区供通小的共享存储区供通信使用，而且对共享信使用，而且对共享存储区作了细分，建存储区作了细分，建立了类似邮政信箱格立了类似邮政信箱格式的分格式逻辑结构。式的分格式逻辑结构。整理课件l采用信箱式逻辑结构，使共享存储区的管理变采用

13、信箱式逻辑结构，使共享存储区的管理变得相当简单；得相当简单；l每个分格只能被两台微机访问，且只能一读一每个分格只能被两台微机访问，且只能一读一写。写。l信箱结构共享存储区虽然管理方便，但所需的信箱结构共享存储区虽然管理方便，但所需的存储区单元且较多。存储区单元且较多。4.2.3通信池结构通信池结构l采用通信池结构，共享存储区中每个存储单元采用通信池结构，共享存储区中每个存储单元作用一样、功能单一，共享存储区本身比较简单；作用一样、功能单一，共享存储区本身比较简单；整理课件4.4 双端口存储器及其应用双端口存储器及其应用4.4.1 双向传输的双端口存储器双向传输的双端口存储器整理课件双向端口控制

14、器构图双向端口控制器构图整理课件P1向向P2发送数据或发送数据或P2向向P1发送数据统一表示为发送数据统一表示为Pi向向Pj发送数据（发送数据（i=1，j=2或或i=2，j=1）。）。Pi向向Pj发送数据发送数据的过程如图所示：的过程如图所示：整理课件lPi运行发送程序，把数据写入双端口存储器；运行发送程序，把数据写入双端口存储器；lPi发送结束，将本身标志单元发送结束，将本身标志单元FSi置置1，其最后一条指令，其最后一条指令ENi有效，这将使有效，这将使ESj变负，从而向变负，从而向Pj提出中断请求；提出中断请求；lPi发出发送请求信号发出发送请求信号MSi，RSi触发器置触发器置1；l如

15、果如果Pi为最高优先者，且为最高优先者，且BUSY，MS为高电平，则使为高电平，则使ESi置置1，开放端口，开放端口MP中的中的MPi部分，与此同时部分，与此同时ESi信号信号向向Pi微机发中断请求（接微机发中断请求（接INT）告知可发送数据；如果）告知可发送数据；如果Pi不是最高优先者，只要此时没有其他微机请求发送则不是最高优先者，只要此时没有其他微机请求发送则上述过程继续进行；上述过程继续进行；整理课件5. 总线标准与标准总线总线标准与标准总线总线是一束公用线，在这束公用线中，必须规定每根总线是一束公用线，在这束公用线中，必须规定每根线的功能，它们之间的相互配合和位置关系，如此等线的功能，

16、它们之间的相互配合和位置关系，如此等等必须人为地做出规定，才能依据这些规定使用总线，等必须人为地做出规定，才能依据这些规定使用总线，设计电路。这一系列有关总线的规定就成为设计电路。这一系列有关总线的规定就成为总线标准总线标准。包括，机械规程、电气规程，功能规程和过程规程。包括，机械规程、电气规程，功能规程和过程规程。那些受到国际组织承认、推荐，为许多国家、行业、那些受到国际组织承认、推荐，为许多国家、行业、用户所公认的总线才称为用户所公认的总线才称为标准总线标准总线。整理课件（6）共用线，包括地址线）共用线，包括地址线8根，电源线根，电源线14根，保留根，保留2根根以及以及INIT，初始化启动

17、；，初始化启动；CCLK，固定时钟。，固定时钟。5.3.2 数据传送过程数据传送过程Multibus 总线采用异步方式实现总线握手，因此可兼容各总线采用异步方式实现总线握手，因此可兼容各种不同速率的设备，其数据传输过程如下：种不同速率的设备，其数据传输过程如下：（1）读操作过程读操作过程主模块发出地址，继而发出读命令主模块发出地址，继而发出读命令MRDC或者或者IORC，然后从模块把数据置于数据总线上，随后从模块发出响然后从模块把数据置于数据总线上，随后从模块发出响应信号应信号XACK。整理课件（2）写操作过程写操作过程主模块首先发出地址，同时还把数据置于数据总线上。主模块首先发出地址，同时还

18、把数据置于数据总线上。主模块发出写命令主模块发出写命令MWTC或或IOWC。从模块从数据线。从模块从数据线上读取数据，随后发出响应信号上读取数据，随后发出响应信号XACK。整理课件5.3.5 总线仲裁总线仲裁（1）串行判优）串行判优Multibus总线支持多微处理机系统，在总线上可以挂接总线支持多微处理机系统，在总线上可以挂接数块多主模块。数块多主模块。Multibus的总线握手采用的总线握手采用异步方式异步方式，为，为了进行总线仲裁，要求这数块多主模块内的总线仲裁器了进行总线仲裁，要求这数块多主模块内的总线仲裁器必须同步运行，因而应当设置总线时钟必须同步运行，因而应当设置总线时钟BCLK供各

19、主模供各主模块中的总线仲裁器使用。块中的总线仲裁器使用。 整理课件40 2223 33n总线时钟周期-+整理课件（2）并行判优）并行判优整理课件工作过程：系统中所有的多主模块的总线仲裁器皆接入工作过程：系统中所有的多主模块的总线仲裁器皆接入总线时钟总线时钟BCLK，以便同步。在，以便同步。在BCLK下降沿之后下降沿之后35ns，请求使用总线的多主模块发出请求使用总线的多主模块发出BREQ总线请求信号，送总线请求信号，送到到74LS148。当有两个或两个以上。当有两个或两个以上BREQ总线请求时，优总线请求时，优先权编码译码电路也只有一个输出信号（低电平），把先权编码译码电路也只有一个输出信号（

20、低电平），把该信号送到优先权高的多主模块的该信号送到优先权高的多主模块的BPRN端，使端，使BPRN=0，而其他的而其他的BPRN=1，于是优先权高的主模块取得了总线，于是优先权高的主模块取得了总线控制器权，但还要求在该时钟周期结束前的控制器权，但还要求在该时钟周期结束前的22ns内把内把BPRN=0信号送到优先权高的多主模块，否则仲裁失败。信号送到优先权高的多主模块，否则仲裁失败。由此可见，并行判优延时主要由由此可见，并行判优延时主要由74LS148与与8205引起。引起。整理课件整理课件8.1.2 GPIB三线挂钩技术三线挂钩技术GPIB系统采用广播通信。系统采用广播通信。讲者知道所有讲者

21、知道所有听者准备好接听者准备好接收数据收数据把数据放在数把数据放在数据线上据线上宣布数宣布数据有效据有效接收数接收数据据接收完毕，通接收完毕，通知讲者。知讲者。讲者把数据撤讲者把数据撤除。除。整理课件整理课件讲者工作过程讲者工作过程听者工作过程听者工作过程整理课件8.2 GPIB的消息编码格式的消息编码格式一、一、 逻辑组成模型逻辑组成模型 设备功能区：设备功能区： 完成器件所担负的测控功能。产生器件消息（完成器件所担负的测控功能。产生器件消息（Device Dependent Message）通过接口编码送上通过接口编码送上Bus；同时也接受由接口译码的别的器件发出的器件消息。；同时也接受由

22、接口译码的别的器件发出的器件消息。接口功能区：接口功能区： 实现器件间的匹配连接（机械、电气、功能，运行）用以管理和控制器件消实现器件间的匹配连接（机械、电气、功能，运行）用以管理和控制器件消息的传递。息的传递。 接口消息：由接口功能接受，并据之改变状态的消息（接口消息：由接口功能接受，并据之改变状态的消息（Interface Massages） 远地接口消息：经由远地接口消息：经由GPIB总线传递总线传递 本地接口消息：在器件功能与接口功能之间传递本地接口消息：在器件功能与接口功能之间传递整理课件二二 系统消息的分类系统消息的分类整理课件l设备消息：设备消息：通过总线，在两台设备的设备功能之

23、间传递的消息称为通过总线，在两台设备的设备功能之间传递的消息称为设备消息。例如程控命令、数据测量、状态字节等。设备消息。例如程控命令、数据测量、状态字节等。l接口消息：接口消息：通过总线，在两台设备的接口功能之间传递的消息称为通过总线，在两台设备的接口功能之间传递的消息称为接口消息。接口消息用来管理接口本身的操作，使接口功能状态发生接口消息。接口消息用来管理接口本身的操作，使接口功能状态发生变迁。接口消息又分为单线接口消息与多线接口消息。变迁。接口消息又分为单线接口消息与多线接口消息。l远地消息：远地消息：凡通过总线传来的消息称为远地消息。设备消息与接口凡通过总线传来的消息称为远地消息。设备消

24、息与接口消息都属于远地消息。规定用三个大写字母表示。消息都属于远地消息。规定用三个大写字母表示。l本地消息：本地消息：在一台内部的设备功能与接口功能之间传递的消息称为在一台内部的设备功能与接口功能之间传递的消息称为本地消息。分为两种，一种由设备发往接口功能的本地消息（本地消息。分为两种，一种由设备发往接口功能的本地消息（IEC-625对这类本地消息作了规定）。还有一种是由接口功能发往设备功对这类本地消息作了规定）。还有一种是由接口功能发往设备功能的消息（没有作规定）。能的消息（没有作规定）。整理课件4）命令的传递和译码 图表示机箱控制器将一个命令N(i)A(j)F(k)传递到组件的例子。该命令由系统控制器(一般