微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課件-第5章

5.1總線技術(shù)概述在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，利用總線實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部、印刷電路板部件之間、機(jī)箱內(nèi)插件板之間、主機(jī)與外部設(shè)備之間或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接與通信?？偩€結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的功能及其數(shù)據(jù)傳播速度具有決定性的意義，總線設(shè)計(jì)直接影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能、可靠性、可擴(kuò)展件和可升級(jí)性。5.1.1總線的概念

總線是1組信號(hào)線的集合，是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，是系統(tǒng)中傳遞地址、數(shù)據(jù)和控制信息的公共通道，在物理結(jié)構(gòu)上，總線由1組導(dǎo)線和相關(guān)的控制、驅(qū)動(dòng)電路組成。計(jì)算機(jī)各部件間利用總線進(jìn)行各種數(shù)據(jù)和命令的傳送。在微機(jī)系統(tǒng)中總線常被當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的部件來(lái)看。5.1.2總線的分類

根據(jù)不同的規(guī)則總線有不同的分類方法，按傳送信息的不同總線可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；

按總線在微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中所處的不同層次位置可分為片內(nèi)總線、片間總線、系統(tǒng)總線和通信總線。1.片內(nèi)總線

片內(nèi)總線在集成電路芯片內(nèi)部，用來(lái)連接各功能單元的信息通路。2.片間總線

片間總線又稱為芯片總線，CPU的引腳信號(hào)就是片間總線。片間總線通常包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。5.1.3總線主要性能指標(biāo)1.總線位寬

總線位寬是指總線一次可同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，通常系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)同CPU外部數(shù)據(jù)總線的位數(shù)相同。2.總線的工作頻率

總線的工作頻率的單位是MHz

，它是衡量總線性能的一個(gè)重要指標(biāo)?？偩€工作頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就越大。

3.總線傳輸速率

總線傳輸速率又稱為總線的帶寬，是指每秒種總線所傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)總量，通常用MB/S為單位?？偩€傳輸速率=（總線位寬/8）×（總線工作頻率/總線周期時(shí)鐘數(shù)）3.系統(tǒng)總線

系統(tǒng)總線又稱內(nèi)總線或板級(jí)總線，也稱為微型計(jì)算機(jī)總線。它是指PC

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所特有的總線，用于模板級(jí)互連。這里的總線是指模塊式微型計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的底板總線，用來(lái)連接構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的各插板。常用的系統(tǒng)總線有STD總線、MULTIBUS總線、PC/XT總線等。32位系統(tǒng)總線有MCA總線、VME總線、EISA總線等。

4.通信總線

通信總線又稱外總線，它用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)如打印機(jī)、磁盤設(shè)備或微機(jī)系統(tǒng)和儀器儀表之間的通信通道。此類總線數(shù)據(jù)傳輸方式可以是并行的，也可以是串行的。其傳輸速率比系統(tǒng)總線低，不同應(yīng)用場(chǎng)合有不同的總線標(biāo)準(zhǔn)，例如串行總線RS-232、RS-485、USB、CAN、SPI和I2C等。5.1.4總線的操作周期

連接到總線上的方式有主控方式和從屬方式兩種。主控設(shè)備可以通過(guò)總線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送；從屬設(shè)備只能按主控設(shè)備要求工作。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種操作，諸如處理器內(nèi)部寄存器操作、處理器對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作、處理器對(duì)I/O端口的讀寫(xiě)操作、中斷操作、直接存儲(chǔ)器存取操作等，都是通過(guò)總線進(jìn)行信息交換的，其本質(zhì)上都是總線操作。其特點(diǎn)是任何時(shí)刻，總線上只能允許1對(duì)設(shè)備（主控設(shè)備和從屬設(shè)備）進(jìn)行信息交換。當(dāng)有多個(gè)設(shè)備要使用總線時(shí)，只能分時(shí)使用，即將總線時(shí)間分成若干段，每1個(gè)時(shí)間段完成設(shè)備間的1次信息交換，包括從主控設(shè)備申請(qǐng)使用總線到數(shù)據(jù)傳送完畢。這個(gè)時(shí)間段為1個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期或總線操作周期。1個(gè)總線操作周期分為總線請(qǐng)求、總線仲裁、尋址、傳送數(shù)據(jù)和傳送結(jié)束5部分。2.總線仲裁

總線仲裁是總線授權(quán)機(jī)構(gòu)，決定在下一個(gè)傳送周期由哪個(gè)請(qǐng)求源使用總線。3.尋址

尋址階段，獲取總線使用權(quán)的主模塊通過(guò)總線輸出當(dāng)前要訪問(wèn)從模塊的物理地址（存儲(chǔ)器或I/O接口）及有關(guān)命令，啟動(dòng)由譯碼器輸出選中的模塊開(kāi)始工作。1.總線請(qǐng)求

總線請(qǐng)求即請(qǐng)求總線使用權(quán)，執(zhí)行1次數(shù)據(jù)傳輸。由需使用總線的主模塊（一般是以CPU或DMAC為中心的邏輯模塊）向總線仲裁機(jī)構(gòu)提出請(qǐng)求，由總線仲裁機(jī)構(gòu)根據(jù)某種算法對(duì)申請(qǐng)者的請(qǐng)求進(jìn)行判別，確定下一個(gè)總線傳輸周期的使用權(quán)是否授給申請(qǐng)者。4.數(shù)據(jù)傳送

數(shù)據(jù)傳送即數(shù)據(jù)傳輸階段，主模塊和從模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。例如，當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)，源模塊（CPU）是總線的主控者，數(shù)據(jù)由源模塊輸出經(jīng)數(shù)據(jù)總線寫(xiě)入到目的模塊（存儲(chǔ)器或I/O接口）中；當(dāng)執(zhí)行讀操作時(shí)，源模塊是存儲(chǔ)器或I/O接口，目的模塊是總線的主控者（CPU）。5.傳送結(jié)束

數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，主從模塊均從總線上撤除有關(guān)信號(hào)，讓出總線控制權(quán)。對(duì)于總線只有一個(gè)主模塊的單處理器，對(duì)總線控制無(wú)需申請(qǐng)、分配和撤除。而對(duì)多主模塊或有DMAC的系統(tǒng)，就需有總線仲裁機(jī)構(gòu)，各個(gè)設(shè)備輪流分時(shí)地使用系統(tǒng)總線。5.1.5總線仲裁

總線仲裁的目的是當(dāng)多模塊同時(shí)使用總線時(shí)，由總線仲裁機(jī)構(gòu)按照某種算法合理地分配多模塊分時(shí)使用總線，確保在任意時(shí)間內(nèi)只有1個(gè)模塊控制總線輸出信息，其余模塊工作為高阻或接線狀態(tài)，杜絕多模塊因同時(shí)爭(zhēng)用總線導(dǎo)致總線沖突。1.集中仲裁（1）菊花鏈查詢法。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易擴(kuò)充，缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)性差，各設(shè)備請(qǐng)求使用總線的優(yōu)先級(jí)別由各設(shè)備到仲裁器的距離確定，不能更改。（2）獨(dú)立請(qǐng)求法。

每個(gè)設(shè)備都有相同的總線請(qǐng)求BR和總線響應(yīng)信號(hào)BG，因此各設(shè)備可獨(dú)立地申請(qǐng)使用總線。當(dāng)n個(gè)設(shè)備同時(shí)申請(qǐng)使用總線時(shí)，總線仲裁器在檢查總線不忙時(shí)，根據(jù)規(guī)定算法對(duì)各設(shè)備請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行判決，選擇當(dāng)前優(yōu)先級(jí)較高的設(shè)備。若此時(shí)總線為空閑狀態(tài)便對(duì)選中設(shè)備輸出總線允許信號(hào)BGi，此時(shí)被選中的設(shè)備便撤銷總線請(qǐng)求信號(hào)BRi，同時(shí)輸出表示當(dāng)前總線忙信號(hào)BBi。2.分布式仲裁

總線仲裁由每個(gè)設(shè)備自行完成，若設(shè)備0首先讀BR3~BR1判別當(dāng)前是否有請(qǐng)求使用總線的設(shè)備，當(dāng)判斷BR3信號(hào)有效時(shí)，既暫停訪問(wèn)總線。設(shè)備3在結(jié)束使用總線后，設(shè)備0再判斷BB和BR3~BR1信號(hào)無(wú)效后才可使用總線。同理，設(shè)備1在確定設(shè)備2和設(shè)備3沒(méi)有使用總線和BB無(wú)效時(shí)，才可使用總線。5.1.6總線數(shù)據(jù)傳輸方法

總線仲裁解決了系統(tǒng)了中各設(shè)備分時(shí)使用總線的技術(shù)問(wèn)題，總線數(shù)據(jù)傳輸方法主要解決掌握總線控制權(quán)的設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)主/從模塊數(shù)據(jù)的可靠傳輸。1.同步傳輸

同步傳輸是利用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，作為系統(tǒng)中各設(shè)備信息傳輸同步基準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)全部模塊在統(tǒng)一的系統(tǒng)時(shí)鐘控制下工作，由于所有協(xié)議預(yù)先統(tǒng)一規(guī)定，所以無(wú)需應(yīng)答，控制電路簡(jiǎn)單，總線傳輸速率高。目前CPU和主存儲(chǔ)器間均采用同步傳輸方法。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)中各設(shè)備必須以相同的速度工作，靈活性差，當(dāng)主設(shè)備和從設(shè)備相距較遠(yuǎn)時(shí)，設(shè)備間的總線長(zhǎng)度限制了系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率。2.異步傳輸

異步傳輸采用“應(yīng)答”方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，總線所連接的設(shè)備可根據(jù)實(shí)際工作速度自動(dòng)調(diào)整總線的數(shù)據(jù)傳輸速率。

異步傳輸沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)非互鎖、半互鎖和全互鎖3種握手方式實(shí)現(xiàn)收/發(fā)雙方數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健?/p>

非互鎖握手方式中，主設(shè)備將數(shù)據(jù)輸出到總線延遲Δt后，便輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備信號(hào)Ready，通知從設(shè)備數(shù)據(jù)總線上已有數(shù)據(jù)，從設(shè)備在接收到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)Ready后，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)讀取后，便輸出ACK信號(hào)通知主設(shè)備可撤銷當(dāng)前數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，執(zhí)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸。由于主/從設(shè)備是通過(guò)固定延時(shí)完成讀/寫(xiě)操作，因此非互鎖握手工作方式中當(dāng)系統(tǒng)中各設(shè)備工作速度差異較大時(shí)，不能完全確保接收方在規(guī)定的延時(shí)時(shí)間接收到握手信號(hào)，因此存在工作不可靠的問(wèn)題。

半互鎖握手工作過(guò)程和非互鎖握手方式相似，差異是主設(shè)備在輸出準(zhǔn)備好信號(hào)Ready后，只有在主設(shè)備接收到從設(shè)備輸出的ACK信號(hào)后，主設(shè)備才撤銷準(zhǔn)備好的信號(hào)Ready，這雖然解決了主設(shè)備輸出Ready信號(hào)寬度的問(wèn)題，但從設(shè)備輸出的ACK信號(hào)何時(shí)撤銷的問(wèn)題仍未解決。

全互鎖握手工作方式中，主設(shè)備將數(shù)據(jù)輸出到總線延時(shí)Δt后，便輸出Ready信號(hào)通知從設(shè)備接收數(shù)據(jù)，從設(shè)備在接收到Ready信號(hào)后，在完成讀取總線上的數(shù)據(jù)后，便輸出ACK回答信號(hào)通知主設(shè)備，同時(shí)仍繼續(xù)檢測(cè)Ready信號(hào)是否有效，主設(shè)備在接收到從設(shè)備輸出的回答信號(hào)ACK后，便使Ready信號(hào)失效，從設(shè)備在檢測(cè)到Ready信號(hào)失效后，便撤銷ACK信號(hào)。（1）被主設(shè)備選中的從設(shè)備（由AB確定）在接收到主設(shè)備輸出的Request信號(hào)后，便對(duì)主設(shè)備輸出回答信號(hào)ACK。

（2）當(dāng)主設(shè)備在接收到從設(shè)備輸出的ACK回答信號(hào)后，便從總線上撤銷Request和地址信號(hào)。（3）當(dāng)從設(shè)備檢測(cè)總線Request信號(hào)失效，便從總線上撤銷ACK信號(hào)。（4）從設(shè)備將主設(shè)備需要的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)總線上，同時(shí)輸出Ready信號(hào)通知主設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒。（5）主設(shè)備在接收到從設(shè)備輸出的Ready信號(hào)后，在執(zhí)行完讀數(shù)據(jù)操作的同時(shí)輸出ACK信號(hào)告訴從設(shè)備數(shù)據(jù)已取走。（6）從設(shè)備在接收主設(shè)備輸出ACK信號(hào)后，便使Ready信號(hào)失效，同時(shí)從總線上撤銷數(shù)據(jù)，釋放數(shù)據(jù)線。（7）主設(shè)備檢測(cè)到Ready信號(hào)失效后，便撤銷ACK信號(hào)。3.半同步傳輸

半同步傳輸是總結(jié)同步和異步優(yōu)點(diǎn)的混合傳輸方式，采用同步傳輸?shù)闹鲝脑O(shè)備均以系統(tǒng)時(shí)鐘作為標(biāo)準(zhǔn)，但為適應(yīng)系統(tǒng)中速度各異的設(shè)備，又采用了異步傳輸?shù)膽?yīng)答技術(shù)，使系統(tǒng)中的主設(shè)備或從設(shè)備在系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿產(chǎn)生對(duì)方所需要的信號(hào)，或訪問(wèn)對(duì)方信號(hào)是否有效，使各種操作的時(shí)間可以變化，同時(shí)又解決了異步傳輸對(duì)噪聲敏感的問(wèn)題。5.1.7總線標(biāo)準(zhǔn)

大多數(shù)的計(jì)算機(jī)都采用模塊化結(jié)構(gòu)，如顯示器適配卡、打印機(jī)適配卡、網(wǎng)絡(luò)適配器等，稱之為一個(gè)模塊或插件。這些模塊(插件)需要插入計(jì)算機(jī)主板的插槽里，并用總線進(jìn)行連接，才能實(shí)現(xiàn)模塊與CPU或模塊與模塊之間交換信息(數(shù)據(jù))。為了使各插槽間具有通用性、計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、靈敏和易于擴(kuò)展，這就要求把總線標(biāo)準(zhǔn)化。許多不同供應(yīng)商希望自己的產(chǎn)品能夠在別人產(chǎn)品的平臺(tái)上使用或互連、互換，給用戶更多的選擇，以獲得更為廣闊的市場(chǎng)，也強(qiáng)烈要求總線標(biāo)準(zhǔn)化。2.總線標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容總線標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容包括機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、功能標(biāo)準(zhǔn)化和電氣標(biāo)準(zhǔn)化。（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。模塊尺寸、總線插頭、總線接插件以及包裝尺寸均有統(tǒng)一規(guī)定；

（2）功能標(biāo)準(zhǔn)。總線每條信號(hào)線〔引腳的名稱)、功能以及工作過(guò)程要有統(tǒng)一規(guī)定；（3）電氣標(biāo)準(zhǔn)?？偩€每條信號(hào)線有效電平、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間、負(fù)載能力等有統(tǒng)一規(guī)定。（1）串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。串行通信標(biāo)準(zhǔn)有RS-232、RS-422、RS485、USB、IEEE1394、I2C、SPI、CAN、Ethnet等。RS-232、RS-422和RS485主要是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信；I2C、SPI主要用于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信；CAN和Ethnet主要完成遠(yuǎn)距離通信，是基于微型計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的熱點(diǎn)。

（2）并行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。并行通信總線標(biāo)準(zhǔn)分為系統(tǒng)內(nèi)并行總線標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)間總線標(biāo)準(zhǔn)。5.2.1通用串行總線USB1.USB概述

通用串行總線（UniversalSerialBus，USB）是2000年以來(lái)普遍使用的連接外圍設(shè)備和計(jì)算機(jī)的一種新型串行總線標(biāo)準(zhǔn)。USB由Intel、Compaq、Microsoft、Digital、IBM以及NorthernTelecom等公司共同提出。（1）支持即插即用（Plug-and-Play）。（2）可以使用總線電源。（3）硬件接插口標(biāo)準(zhǔn)化、小巧化。（4）支持多種速度和操作模式。2.USB系統(tǒng)的接口信號(hào)USB總線包括4條信號(hào)線，用來(lái)傳送信號(hào)和提供電源。其中，D+和D-為信號(hào)線，傳送信號(hào)，它們是一對(duì)雙絞線；另兩根是電源線和地線，提供電源。D+和D-連接的下拉電阻能夠保證兩條數(shù)據(jù)線在沒(méi)有設(shè)備接在端口的時(shí)候電壓值接近地。當(dāng)D+和D-的電壓都下降到直流0.8V以下并持續(xù)2.5μS以上時(shí)，說(shuō)明設(shè)備已經(jīng)斷開(kāi)連接。當(dāng)D+和D-的電壓都上升到直流2.5V以上并持續(xù)2.5μS以上時(shí)，說(shuō)明設(shè)備已經(jīng)連接到端口。當(dāng)一個(gè)設(shè)備開(kāi)始接到USB端口上的時(shí)候，它的一個(gè)數(shù)據(jù)線接近VCC，另一個(gè)接近地，這個(gè)狀態(tài)稱為J狀態(tài)，即空閑狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)，兩條數(shù)據(jù)線發(fā)生狀態(tài)切換，導(dǎo)致J狀態(tài)轉(zhuǎn)化為K狀態(tài)。5.2.2SPI總線串行外設(shè)接口(SerialPeripheralInterface，SPI)是Freescale公司推出的一種同步串行通訊接口，用于微處理器和外圍擴(kuò)展芯片之間的串行連接，現(xiàn)已發(fā)展成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。SPI是一種高速的、全雙工、同步的通信總線。（1）串行時(shí)鐘信號(hào)（SerialClock，SCLK）。（2）主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)（MasterInSlaveOut，MISO）。（3）主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)（MasterOutSlaveIn，MOSI）。（4）低電平有效的從機(jī)選擇信號(hào)（SlaveSelect，SS）。1.SPI總線簡(jiǎn)介2.SPI總線接口信號(hào)

在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信中，SPI接口不需要進(jìn)行尋址操作，且為全雙工通信，顯得簡(jiǎn)單高效。在多個(gè)從設(shè)備的系統(tǒng)中，每個(gè)從設(shè)備需要獨(dú)立的使能信號(hào)。SPI接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位，在主設(shè)備產(chǎn)生的從設(shè)備使能信號(hào)和移位脈沖作用下，按位傳輸，高位在前，低位在后。根據(jù)移位脈沖SCLK的時(shí)鐘極性(CPL)和采樣點(diǎn)時(shí)鐘相位(CPH)，可分為4種模式。5.2.3RS-232總線1．RS-232總線簡(jiǎn)介RS-232-C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（ElectronicIndustryAssociation）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě)，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和共模干擾不能抑制等問(wèn)題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。2．RS-232電氣特性

數(shù)據(jù)線TXD、RXD的電平使用負(fù)邏輯。對(duì)于發(fā)送端，用-5V~-15V表示邏輯“1”，用+5V~+15V表示邏輯“0”；而對(duì)于接收端，電壓低于-3V表示邏輯“1”，高于+3V表示邏輯“0”，輸入阻抗在3～7kΩ之間且接口應(yīng)經(jīng)得住短路而不損壞。由于上述要求，RS-232-C不能直接與TTL電路連接，必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，否則將使TTL電路燒壞。MC1488和MC1489是專門用于計(jì)算機(jī)與RS-232-C總線之間的電平轉(zhuǎn)換，除此之外還有75188、75189、75150、75154等。此外，為了適應(yīng)手提電腦的要求，又研制出低電源，低功耗RS-232-C接口芯片，將接收和發(fā)送集成在一塊芯片上，并且有自動(dòng)關(guān)斷功能（例MAX3212/3218等芯片）。3．RS-232連接器

由于RS-232-C并未定義連接器的物理特性。目前有DB-25、DB-9和圓頭8針連接器。4．RS-232接線5.2.4RS-485總線

在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485總線采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485總線用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485總線可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。1.RS-485總線簡(jiǎn)介2.RS-485總線構(gòu)造3.RS-485總線電氣特性RS-485總線利用通信線路AB間電壓差(即VAB)表示邏輯“0”或邏輯“1”，規(guī)定發(fā)送端A比B高2V以上（不超過(guò)6V)表示邏輯“1”，A比B低2V以上（不超過(guò)6V）上表示邏輯“0”；而在接收端A比B高200mV以上就可以認(rèn)為是邏輯“1”，A比B低200mV以上就可以認(rèn)為是邏輯“0”。4.RS-485總線布線規(guī)范（1）RS-485信號(hào)線不可以和電源線一起走線。（2）RS-485信號(hào)線可以使用屏蔽線布線，也可以使用非屏蔽線布線。（3）RS-485布線借助RS-485

集線器和RS-485中繼器可以任意布設(shè)成星型接線與樹(shù)形接線。（4）RS-485總線必須要接地。5.2.5I2C總線1.I2C總線簡(jiǎn)介I2C(Inter-IntegratedCircuit)總線是一種由Philips公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。2.I2C總線電氣特性I2C總線只有兩根信號(hào)線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA；另一根是時(shí)鐘線SCL。I2C總線為雙向同步串行總線，連接到總線上的器件輸出多是漏極或集電極開(kāi)路，總線通過(guò)上拉電阻（5～10KΩ）接電源。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線均為高電平，當(dāng)任一設(shè)備輸出低電平，都將使I2C總線的信號(hào)線變低，即各設(shè)備的SDA\SCL是“線與”的關(guān)系。3I2C總線數(shù)據(jù)傳輸

掛在總線上的所有節(jié)點(diǎn)，在任何時(shí)刻總線上只有1個(gè)主控器件（主機(jī)），總線上其它節(jié)點(diǎn)則稱為從機(jī)。I2C總線上主-從機(jī)之間1次傳送的數(shù)據(jù)稱為1幀，數(shù)據(jù)幀由起始信號(hào)、若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)、應(yīng)答位、停止信號(hào)組成。數(shù)據(jù)傳送的基本單位是單位數(shù)據(jù)的傳送，啟動(dòng)I2C總線后，傳送的字節(jié)數(shù)沒(méi)有限制，只要求每傳送1個(gè)字節(jié)后，接收方回應(yīng)1個(gè)應(yīng)答位（ACK）。在發(fā)送時(shí)，首先發(fā)送的是數(shù)據(jù)的最高位，每次傳送開(kāi)始有起始信號(hào)；結(jié)束時(shí)有停止信號(hào)。（1）典型時(shí)序信號(hào)。典型時(shí)序信號(hào)包括起始位（S）、終止位（P）、應(yīng)答位（A）、非應(yīng)答位（）

（2）I2C總線節(jié)點(diǎn)的尋址方法。I2C總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有1個(gè)固定的字節(jié)地址。主機(jī)對(duì)從機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，利用起始信號(hào)后的前幾個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送從機(jī)地址信息及控制信息，I2C總線上各從設(shè)備將自己的地址和主設(shè)備送來(lái)的地址信息進(jìn)行比較，若匹配成功，則被尋址的從設(shè)備將向主機(jī)發(fā)回1