数字采集系统串行通信与总线技术

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1、在设计数据采集系统时：若控制器是PC机，可以做成接口板卡的形式，总线可以是PCI，ISA/EISA等。如：PC-6319光电隔离模入接口卡，PC-6311D模入模出接口卡等。若采用集散式结构，主机与从机之间的通信可以采用串行通信或者USB通信。若构成分布式系统，可采用现场总线技术。如：CAN总线，LonWorks总线等。AD采集板A/D：12bit32（单）/16（双）CH输入范围：0～10V、±5V、±10V程序启动、外触发启动硬件增益：1、2、10、100、1000倍中断：IRQ2、3、7三总线光电隔离，隔离电压≥500V

2、自带隔离电源DC/DCISA采集卡A/D：12bit100K32（单）/16（双）CH输入范围：0～10V、±5V启动方式：程序启动、外触发启动程控增益：1/2/4/8/16/32/64/128倍D/A：12bit6CH输出：0～5V1～5V0～10V±5V±10V0～10mA4～20mA9.1串行通信接口9.2PC总线技术（了解）9.3通用串行总线USB（了解）9.4现场总线技术（了解）中大规模数据采集系统通常采用集散式(主从式)系统结构。主机PC机与数据采集站单片机的通信一般采用串行通信的方式，便于远距离传输。串行通信与并

3、行通信一样，都是基本的数据通信方式。串行通信是将数据的各个位一位一位地，通过单条1位宽的传输线按顺序分时传送，即通信双方一次传输一个二进制位。由于计算机内部数据传输方式是并行的，所以数据采集系统中发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数据的转换。9.1串行通信接口与并行通信相比，串行通信的优势传输距离长，可达到数千公里长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行通信容易提高。抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰完全可以忽略。费用低。9.1串行通信接口D0D1D2D

4、3D4D5D6D7停止位起始位9.1串行通信接口一、串行通信的基本问题基本特征：以字符为传送单位；用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束；字符间隔不固定；异步通讯常用格式：一个字符帧(一)串行通信基本方式1.异步通讯：通信系统的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送与接收。异步通讯的双方需要两项约定：1.字符格式一帧字符位数的规定：数据位，校验位，起始位和停止位。2.波特率(位/秒)对传送速率的规定例：要求每秒传送120个字符，每帧为10位。解：B=120×10=1200波特每位0.83ms数据位传输率=120×8=960位

5、/秒9.1串行通信接口1.异步通讯：异步通讯的特点：不需传输同步脉冲，字符帧的长度不受限制，设备简单；使用起始位和结束位降低了有效数据传输速率，适用低速传输。一、串行通信的基本问题(一)串行通信基本方式9.1串行通信接口2.同步通讯：通信双方使用同一个时钟来控制数据块的发送与接收。同步字符数据1数据2数据3…….数据n校验2校验1同步字符1同步字符2数据1数据2…….数据n校验2校验1单同步：双同步：以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同步。同步通讯特点：传输效率高；

6、对时钟要求严格，技术难度大；适用于高速数据传输。一、串行通信的基本问题(一)串行通信基本方式9.1串行通信接口发送器接收器发送器接收器单工通讯：数据单向传送。半双工通讯：数据可分时双向传送。全双工通讯：可同时进行发送和接收。一、串行通信的基本问题(二)串行数据传送方向1.发送器：并串数据格式转换，添加标识位和校验位，一帧发送结束，设置结束标志，申请中断。2.接收器：串并数据格式转换，检查错误，去掉标识位，保存有效数据，设置接收结束标志，申请中断。3.控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方式：同步/异步、字符格式、波特率、校

7、验方式、数据位与同步时钟比例等。9.1串行通信接口一、串行通信的基本问题(三)串行接口功能原因：如果数字信号直接在公用电话网的传输线上传送，高次谐波的衰减会很厉害，从而使信号到了接收端后将发生严重畸变和失真。解决：发送方使用调制器（Modulator），把要传送的数字信号调制转换为适合在线路上传输的音频模拟信号；接收方则使用解调器（Demodulator）从线路上测出这个模拟信号，并还原成数字信号。9.1串行通信接口一、串行通信的基本问题(四)信号调制解调调制方法：按照调制技术的不同分为调频（FM）、调幅（AM）和调相（PM）三种

8、，根据传输数字信号的变化规律去调整载波的频率、幅度或相位。9.1串行通信接口一、串行通信的基本问题(四)信号调制解调时分多路复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)，就是将一条物理传输线路按时间分成若干时间片轮换地为多个信号所