自动测试系统课件第七章

自动测试系统课件第七章第一页，共三十二页，编辑于2023年，星期一1.发送时钟和接收时钟

（1）发送时钟：串行数据的发送由发送时钟控制，数据发送过程是：并行的数据序列被送入移位寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟进行移位（变成串行数据）输出，数据位的时间间隔可由发送时钟周期来划分。图7-1发送时钟示意图

第二页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（2）接收时钟：串行数据的接收由接收时钟检测及接收数据组成。数据接收过程是：把由传输线送来的串行数据序列由接收时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲，逐位装入移位寄存器；接收过程就是将串行数据序列逐位移入移位寄存器而装配为并行数据序列的过程。图7-2接收时钟示意图

第三页，共三十二页，编辑于2023年，星期一2.比特率、波特率及时钟频率与波特率

的关系

（1）比特率：串行通信时数据每秒传输的比特数（bps）。用比特率来作为速率的测量单位。（2）波特率：用来描述每秒内发生的二进制信号事件数，它与用来表示一个二进制数据位的持续时间有关，即波特率=1÷（二进制位持续时间）。在远程传输时，数字信号送上传输线前要调制为模拟信号。此时就用波特率作为速率的测量单位。比特率可以大于或等于波特率。第四页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（3）发送时钟频率与波特率的关系：

时钟频率=n×波特率，这时n可以是1，16，32等。第五页，共三十二页，编辑于2023年，星期一3.通信线路连接方式

图7-3通信线路的连接方式

第六页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（1）单工传输方式：数据只能按一个固定的方向传送，且是非交互式的。这种单向连接的用途很少，仅适用远程的串行口电传打印机与系统通信。（2）半双工传输方式：它允许通信双方既可发送又可接收，只是不能同时进行。可通过“收发”开关实现线路的切换。当然这种开关非实际的物理开关，而是通过半双工通信协议由软件控制的电子开关。（3）全双工传输方式：它允许通信双方同时进行发送和接收，即相当于将两个方向相反的单工传输方式组合在一起。第七页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.1RS-232接口标准

在串行通信中广泛应用的接口标准是RS-232C。它的规范标准收录在美国电子工业协会工程的建议标准第232号修改版C中，故称之为EIARS-232C。其正规名称是“数据终端设备和数据通信设备之间串行二进制数据交换的接口”。数据终端设备也称为DTE，是DataTerminalEquipment一词的缩写。数据通信设备也称为DCE是DataCommunicationsEquipment一词的缩写。通常，将通信线路终端一侧的计算机或终端称为DTE，而把连接通信线路一侧的调制调节器称为DCE。第八页，共三十二页，编辑于2023年，星期一图7-4DB-25型连接器外形

第九页，共三十二页，编辑于2023年，星期一表7-1用于异步通信RS-232C的引脚定义第十页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（1）保护地线（引脚1）：该引脚与设备的底板或外壳相连，以达到接地的目的（交流回路提供的地线）。（2）信号地线（引脚7）：该引脚提供整个线路的公共回路线，所有接口都必须与该线互连，并与保护地线短接，可防止设备在系统变压器失灵时造成的破坏。（3）请求发送（引脚4）、清除发送（引脚5）：RTS线路用于对MODEM的收发功能状态进行控制。当DTC要求发送数据或者从接收方式切换到发送方式时，该引脚为高电平。DTC不能在发出RTS信号后立即发送数据，因为MODEM不能在瞬间完成线路切换。仅当MODEM完成接收方就绪并向DTE发出CTS信号(清除发送）后，才可开始发送数据。第十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（4）数据设备就绪（引脚6）：该线路表明MODEM是否完成操作准备。当MODEM已与通信线路接通时，DRS变为高电平（即通状态），则DTE可通过MODEM和远程终端交换控制信号，并进一步交换数据。（5）数据终端就绪（引脚20）:

该线路为MODEM是否接收的主控信号。它表明DTE已经做好操作准备，允许MODEM与通信线路接通。一旦该线路处于低电平状态，MODEM必须与通信线路断开。第十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（6）载波检测（引脚8）：该信号又称为接收线路信号检测。当MODEM接收到远程载波信号时，使它有效并在线路接通期间持续保持高电平。（7）振铃指示（引脚22）：当通信线路上出现振玲期间，该引脚为高电平。在振玲间隔内，RI信号无效。（8）数据信号速率选择（引脚23）:该数据是双向的。由DTE发出DSRD有效信号，命令MODEM使用较高的传输速率（若有两个传输速率可选的话）；或由MODEM发出DSRD有效信号，表明已建立所选择的数据传输率。第十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期一（9）发送数据引脚（引脚2）:

DTE发送的数据通过该引脚输出到MODEM。在不发送数据和字符间隔期间，此线路保持低电平，只有在请求发送（RTS）、清除发送（CTS）、数据终端就绪（DSR）、数据终端就绪（DTR）等信号为高电平时，DTE才能发送数据。（10）.接收数据（引脚3）:该电路专门接收远程终端发送的由MODEM解调的信号。它不依赖于任何其他电路的功能。它的状态由接收信号确定，仅当没有载波信号或在半双工系统中，从发送方式向接收方式切换的短暂时间内，才处于传号状态（低电平）。第十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.1.2RS-232信号转换标准

名称电压范围逻辑表示MARKSPACE-24V~-3V+3V~+24V10表7-2RS-232信号标准

第十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.1.3RS-232在微机系统中的应用

图7-5串行通信接口的典型连接

第十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.1.4RS-422A接口标准

RS-422A标准是一种平衡方式传输。所谓平衡方式，是指双端发送和双端接收，所以，传送信号要用两条线AA`和BB`，发送端和接收端分别采用平衡发送器（驱动器）和差动接收器。这个标准的电器特性对逻辑电平的定义是根据两条传输线之间的电位差值来决定，当AA`线的电平比BB`线的电平高200mV时表示逻辑“1”；当AA`线的电平比BB`线的电平低于200mV时表示逻辑“0”。第十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期一RS-422A接口标准的电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载和接收器组成。它通过平衡发送器把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息传送；通过差动接收器，把电位差变成逻辑电平，实现终端的信息接收。RS-422A标准由于采用了双线传输，大大增强了抗共模干扰的能力。因此最大传输速率可达10Mb/s（传送15m时）。若传输速率降到90Kb/s时，最大距离可达1200m。该标准规定电路中只许有一个发送器，可有多个接收器。该标准允许驱动器输出为+(-)2~+(-)6V,接收器输入电平可以低到+(-)200mV。第十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.1.5RS-485接口标准

它与RS-422A标准一样，也是一种平衡传输方式的串行接口标准，它和RS-422A兼容，并且扩展了RS-422A的功能。两者主要差别是，RS-422A标准只许电路中有一个发送器，而RS-485标准允许在电路中可有多个发送器，因此，它是一种多发送器的标准。RS-485允许一个发送器驱动多个负载设备，负载设备可以是驱动发送器、接收器或收发器组合单元。RS-485的共线电路结构是在一对平衡传输线的两端都配置电阻，其发送器、接收器、组合收发器可挂在平衡传输线上的任何位置，实现在数据传输中多个驱动器和接收器共用同一传输线的多点应用。第十九页，共三十二页，编辑于2023年，星期一RS-485标准的特点有：1.由于RS-485采用差动发送/接收，所以，共模抑制比高，抗干扰能力强。2.传输速率高，它允许的最大传输速率可达10Mb/s（传送15m）。传输信号的摆幅小（200mV）。3.传送距离远（指无MODEM的直接传输），采用双绞线，在不用MODEM的情况下，当100Kb/s的传输速率时，可传送的距离为1.2km,若传输速率下降，则传送距离可以更远。4.能实现多点对多点的通信，RS-485允许平衡电缆上连接32个发送器/接收器对。RS-485标准目前已在许多方面得到应用，尤其是在多点通信系统中，如工业集散分布系统、商业POS收款机和考勤机的联网中用得很多，是一个很有发展前途的串行通信接口标准。7.1.6几种标准的比较

第二十页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.2通用串行总线接口USB

7.2.1USB连接的拓扑结构

图7-6USB集线器的星形拓扑结构

第二十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.2.2USB接口接头及引脚说明

USB接口插头采用方形插座插头，它有9针及4针两种形式。其插针的针脚定义如下：9针USB接口的引脚定义：1、+5V，2、DATA0-,3、DATA0+,4、GND,5、NONE,6、+5V,7、DATA1-,8、DATA1+，9、GND,10、NONE,

其中5脚和10脚未用。第二十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期一4针USB接口的引脚定义：1、+5V电源引（Vcc）2、数据输入/数据同步引脚（RD）3、信号地引脚（GND）4、数据输出/时钟同步引脚（TD）

图7-74针引脚的接头外形第二十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.2.3USB总线组成结构

图7-8通用串行总线（USB）系统功能结构图

第二十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期一1.客户驱动软件层位于微机上的该软件层用于与某一特定的USB设备进行通信，该客户软件通常作为操作系统的一部分或由USB设备制造商提供。2.USB驱动程序层:该层是某一特定操作系统中支持USB设备操作的USBD系统软件。第二十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期一3.主控制器驱动程序该驱动程序为USB主控硬件与USBD之间的软件层，用于USB硬件为USBD解释/建立帧列表等，用于主控器中的客户软件与USB设备进行点对点的数据通信。4.控制器:USB主控器由HCD进行管理，按HCD产生的指令列表进行执行。5.USB设备微机系统中用户的终端设备，通过USB的硬件层和软件层与计算机系统进行数据交换。第二十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期一7.2.4USB接口数据的传输方式

1.等时传输

2.中断传输3.控制传输

4.分块传输

1.等时传输其特点是USB设备与主控器之间的数据传输速率为常数，并且固定不变。采用等时传输的典型设备如音频数据流设备和电话设备，但这种传输不能绝对保证数据传输的完整性，传输失败后不再重新传输。第二十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期一2.中断传输用于支持传输数据量少但具有突发性的一类设备。主要用于支持要求一个可预测的中断传输服务时间片断，但不需要产生一个可预测的数据流的一类设备。因此中断传输只能用于数据输入一类的传输，通用用于键盘和位置点采集（如鼠标、数字化仪）等设备。这类设备并不要求因产生数据而占用USB总线一段较长的时间，只是它们要发送数据时，才必须尽快给予响应。第二十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期一3.控制传输

用于传输针对各设备控制、状态读取和配置写入等类型的信息。控制传输用于提供一条从主控制器到USB设备的控制通道，总是由一个建立相位和紧跟在一个状态相位之后的多个数据相位所组成，按先进先出（FIFO）行传输。4.分块传输

分块传输为客户与主控制器之间允许较大延迟的大容量数据传输提供传输途径，适应这种传输