第五章總線接口技術(shù)

1、第五章第五章 總線接口技術(shù)總線接口技術(shù) 為什么要用總線接口？P4集成主板集成主板COM1COM1、2 282558255并口并口聲卡聲卡游戲接口游戲接口USBMOUSEMOUSE鍵盤鍵盤PCI總線總線RAMCPU座座主板控制芯片主板控制芯片 總線接口的數(shù)據(jù)傳輸方式總線接口的數(shù)據(jù)傳輸方式n直接傳輸方式直接傳輸方式n程序查詢方式程序查詢方式n定時中斷查詢方式定時中斷查詢方式n中斷傳輸方式中斷傳輸方式nDMA方式方式總線接口的功能n地址譯碼和設(shè)備選擇n定時和協(xié)調(diào)，選擇傳輸方式n提供寄存和緩沖，速度匹配n提供一定的驅(qū)動能力n進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，串/并轉(zhuǎn)換n電平轉(zhuǎn)換n總線仲裁發(fā) 送 器接 收 器發(fā) 送

2、器圖 11-2 串 行 通 信 的 三 種 制 式發(fā) 送 器接 收 器接 收 器發(fā) 送 器接 收 器發(fā) 送 器接 收 器(a) 單 工 通 信(c) 全 雙 工 通 信(b) 半 雙 工 通 信甲甲乙乙乙乙乙乙甲甲甲甲 三種通信制式三種通信制式 圖 1 0 -1 0 串 行 異 步 通 信 的 信 息 幀 格 式0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /1 0 /10D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6起始位奇偶校驗位停止位空 閑 位0起始位M A R K1M A R K第 n 幀 傳 輸 方 向七 位 數(shù) 據(jù)111第 n + 1 幀 異步通信同步通信

3、串行同步通信信息幀格式校驗字符第 n幀第n+ 1幀同步字符同步字符數(shù)據(jù)塊調(diào)制和解調(diào)發(fā)發(fā)送送裝裝置置接接收收裝裝置置MODEMMODEM數(shù)字信號數(shù)字信號模擬信號000001111數(shù)字信號(a)調(diào)幅(b)調(diào)頻 (c)調(diào)相按數(shù)字信號按數(shù)字信號的值改變載的值改變載波信號的幅波信號的幅度度按數(shù)字信號按數(shù)字信號的值改變載的值改變載波信號的頻波信號的頻率率按數(shù)字信號按數(shù)字信號的值改變載的值改變載波信號的相波信號的相位位差錯控制n自動請求重發(fā)(ARQ)n前向糾錯方式(FEC)n混合糾錯方式(HEC) TTLTTL IN +12V +5V -12V IN OUT M C1488 M C1489 TTL OUT

4、RS-232 C 圖 10-15 M C1488/M C1489發(fā) 送 /接 收 示 意 圖TTL輸入TTL輸出RS-232C輸入RS-232C輸出T1INT1OUTR1OUTR1IN12345678161514131211109C1+C1_V+C2+C2_V_TUO2TNI2RCCVGNDTUO1TNI1RTUO1RNI1TNI2TTUO2RMAX232MAX232圖 10-16 MAX232芯片引腳及發(fā)送/接收示意圖連接器的機械特性 符號符號2525針引腳針引腳9 9針引腳針引腳信號流向信號流向功能功能TxDTxD2 23 3輸出輸出發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)RxDRxD3 32 2輸入輸入接收數(shù)據(jù)

5、接收數(shù)據(jù)RTSRTS4 47 7輸出輸出請求發(fā)送請求發(fā)送CTSCTS5 58 8輸入輸入清除發(fā)送清除發(fā)送DSRDSR6 66 6輸入輸入數(shù)據(jù)裝置準備好數(shù)據(jù)裝置準備好GNDGND7 75 5信號地信號地DCDDCD8 81 1輸入輸入數(shù)據(jù)載體檢測數(shù)據(jù)載體檢測DTRDTR20204 4輸出輸出數(shù)據(jù)終端準備好數(shù)據(jù)終端準備好RIRI22229 9輸入輸入振鈴指示振鈴指示 常用的常用的RS-232總線接口信號總線接口信號M C 1 4 8 8 M C 1 4 8 9M C 8 T 1 3 M C 3 4 8 6M C 3 4 8 7M C 3 4 8 6( a ) R S - 2 3 2 C 單端驅(qū)動非

6、差分接收電路( b ) R S - 4 2 3 A 單端驅(qū)動差分接收電路( c ) R S - 4 2 2 A 平衡驅(qū)動差分接收電路圖1 0 - 2 1 R S - 2 3 2 C / R S - 4 2 3 A / R S - 4 2 2 A 接口電路TxD使能RxDRxD使能TxD(a) RS-485連接電路TxDRxD使能使能RxDTxD(b) RS-422連接電路圖10-22 RS-485與RS-422總線的數(shù)據(jù)傳送方式圖 10-24 單 片 機 系 統(tǒng) 中 的 RS-485接 口 電 路P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P

7、2.4P2.5P2.6P2.7RDW RPSENALE/PTXDRXDAT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7EA/VPXTAL1XTAL2RESETINT0T0T1INT1RODEDIABVCCGNDRERD12348765MAX487ERS-232C、RS-422A、RS485比較 接接 口口性性 能能RS- -232CRS- -422ARS- -485操作方式操作方式單端單端差動方式差動方式差動方式差動方式最大距離最大距離/ /m15(24kb/s)1200(100kb/s)1200(100kb/s)最大速率最大速率200kb/s10Mb/s10Mb

8、/s最大驅(qū)動器數(shù)目最大驅(qū)動器數(shù)目1132最大接收器數(shù)目最大接收器數(shù)目11032接收靈敏度接收靈敏度3V200mV200mV驅(qū)動器輸出阻抗驅(qū)動器輸出阻抗30060k120k接收器負載阻抗接收器負載阻抗37 7k4k12k負載阻抗負載阻抗37 7k10060 對共用點電壓范圍對共用點電壓范圍/ / V2525-0.25+6+6-71212D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0S2S1EPPENL2L1B2B100 同步方式同步方式01 異步方式（異步方式（X1）10 異步方式（異步方式（X16）11 異步方式（異步方式（X64）00 字符長度為字符長度為5位位01 字符長度為字符長度為6位

9、位10 字符長度為字符長度為7位位11 字符長度為字符長度為8位位1 帶奇偶校驗帶奇偶校驗0 不帶奇偶校驗不帶奇偶校驗1 偶校驗偶校驗0 奇校驗奇校驗異步異步00無效無效011位停止位位停止位101.5位停止位位停止位112位停止位位停止位同步同步111個同步字符，外同步，個同步字符，外同步，SYNDET為輸入為輸入101個同步字符，內(nèi)同步，個同步字符，內(nèi)同步，SYNDET為輸出為輸出012個同步字符，外同步，個同步字符，外同步，SYNDET為輸入為輸入002個同步字符，內(nèi)同步，個同步字符，內(nèi)同步，SYNDET為輸出為輸出D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EHIRRTSERSBRK

10、RXEDTRTXEN1 進入搜索方式進入搜索方式1 內(nèi)部復(fù)位內(nèi)部復(fù)位1 允許發(fā)送允許發(fā)送1 數(shù)據(jù)終端準備好數(shù)據(jù)終端準備好1 允許接收允許接收1 發(fā)送中止字符發(fā)送中止字符0 正常工作正常工作1 清除錯誤標志清除錯誤標志1 請求發(fā)送請求發(fā)送 8251A的操作命令控制字的操作命令控制字I2C現(xiàn)場總線將分散的有通信能力的測量控制設(shè)現(xiàn)場總線將分散的有通信能力的測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，連接成能相互溝通信息，備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，連接成能相互溝通信息，共同完成自控任務(wù)的控制網(wǎng)絡(luò)共同完成自控任務(wù)的控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線系統(tǒng)是企業(yè)的底層網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線系統(tǒng)是企業(yè)的底層網(wǎng)絡(luò)Infranetintranet-internetIn

11、franetintranet-internet局域網(wǎng)NT 服務(wù)器Internet監(jiān)控工作站其它工作站現(xiàn)場總線接口差壓變送器調(diào)節(jié)閥差壓變送器差壓變送器溫度變送器企業(yè)管理層（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）過程監(jiān)控層（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場控制層（控制網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場總線網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)集成式控制系統(tǒng)1999 User Training 2 1999 Fieldbus Foundation減少了接線與安裝減少了接線與安裝傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的4-20 mA儀表接線方式儀表接線方式,對每一設(shè)備，均需配置一個本安柵，一對接線對每一設(shè)備，均需配置一個本安柵，一對接線4-20 mAISISISIS多臺設(shè)備可以共用一個本安柵，一對接線多臺設(shè)備可以共用一個本安柵，一對接線ISFieldbusCANCAN 速率：5kbps (10km)1Mbps(40 m)節(jié)點數(shù) 110個報文發(fā)送方式：點對點一點對多點全局廣播多主機，優(yōu)先級CRC ,自動關(guān)閉等功能第三代第三代LonWorksLonWorks技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng) （智能樓宇、連鎖店）（智能樓宇、連鎖店） 速率：78kbps (2700m)1.25Mbps(130 m)節(jié)點數(shù)： 32000個