多机通信系统的通信总线综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电气工程及自动化多机通信系统的通信总线综述摘要：本文对比较分析了几种有代表性的通信总线的优缺点。对多机通信协议做了一个较为简洁的介绍。关键词：RS485；通信接口；串行通信1.引言随着计算机技术的发展，单片机的应用领域也越来越广泛，在工业控制、数据采集以及仪器仪表自动化等许多领域都起着十分重要的作用。但在实际应用中，在要求响应速度快、实用性强、控制量多的应用场合，单个单片机就往往难以胜任，这时使用多个单片机结合PC机组成分布式系统是一个比较好的解决方案。这样，单片机的数据通信技术就变得十分的重要。2.现场总线及接口

2、简介所谓现场总线，按照国际电工委员会IEC/SC65C的定义，是指安装在制造或过程区域的现场装置之间，以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向串行、多节点的通信总线，以现场总线为基础而发展起来的全数字控制系统称作现场控制系统。它具有以下一些优势：(1)数字化，（2）分布式，（3）开放性，（4）双向串行传输，（5）互操作性，（6）节省布线空间，（7）智能自诊断性。微机的系统总线是主机与外部设备之间进行数据交换的重要通道。采用系统总线连接外设是一种采用的接口方法，即所谓总线接口技术[1]。接口系统为多机通信系统中任何两台

3、仪器的数据交换提供可能，并且能够协调高速仪器设备与低速仪器设备的数据传输。接口系统主要由三大基本模块组成：接口系统功能模块、编码模块和数据收发模块。接口功能是通用接口系统研究的核心[2]。3.串行通信总线（一）RS232总线RS-232C是一种串行通信总线标志，是数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间的接口标准，1969年由美国电子工业协会（EIA）从CCITT远程通信标准中导出的一个标准。不同厂家所生产的设备，只要他们都具有RS-232C标准接口，则不需要任何转换电路，就可以相互插接起来[3]。RS-232C接口在推

4、出的几十年来虽然得到了极为广泛的应用，但随着通信要求的不断提高，RS-232C标准在很多方面已经不能满足实际通信应用的需要。其最为主要的缺点表现在以下几个方面：1）数据通信速率低RS-232C规定的最高传输速率20kbit/s虽然可以满足一般的异步通信需要，但并不能满足同步传输的要求。2）通信距离短使用RS-232C接口的通信线路在15m左右可以达到正常通信要求，但无法满足更长的通信距离，即使使用极好的线路器件和优良的信号条件，也无法使用电缆长度超过60m。3）抗干扰能力差通信两端的电平转换电路均为单端电路，无法抑制共模干扰，各信

5、号间也易受到串干扰[4]。（二）RS422总线RS422属于一种平衡通信接口，采用全双工通信模式，传输速率高达10Mb/s，传输距离长2000m，并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器[5]。RS422采用平衡输出的发送器，差分输入的接收器。由于RS422线路是完全平衡的，它比RS423有更高的可靠性，传送更快更远。一般情况下，RS422线路不使用公共地线，这使得通信双方由于地电位不同为对通信线路产生的干扰减至最小。双方地电位不同产生的信号成为共模干扰会被差分接收器滤掉。但是必须注意，由于接收器所允许的共模干扰范围的有限的。如

6、果超过了也会使信号传送错误，或导致芯片损坏[3]。（三）RS485总线RS485总线通讯方式以其简洁灵活、硬件接口简单、软件易实现、性价比较高、传输距离较远、误码率较低、抗干扰能力强等优点在工业控制系统中特别是中小型数据采集和控制系统得到了广泛的应用[6]。通常，一般测控系统采用普通的双绞线就能满足要求。在某些特定应用场合,则要求采用带屏蔽层的同轴电缆。由于受信号失真及噪声等因素影响，数字信号所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比,RS485的理论最大传输距离为1200m，但受到实际应用环境的限制，实际往往达不到此理论值。一

7、般情况下，RS485最多可以挂32个底层模块，且在传输过程中，还可以利用中继器放大信号，这样，RS-485的最大理论传输距离可以达到9.6km，可以挂256个底层模块[7]。RS485能很好的应用在远距离传输小模块数据上，RS485标记是极其灵活的。当一个网络需要做一些远距离传输数据时，RS485接口是最多被选择的。网络节点可以是个人计算机、单片机或者是任何有可能的异步通信设备。相比较以太网和其他网络接口，RS485的硬件和协议要求更为简单实用。RS485标准可以更为灵活的根据电缆长度、数据速率、节点数和电压去选择驱动、接收器和其

8、他元件[8]。4.通信协议（一）RS232/RS485端口转换多分布式数据采集和控制系统中，为克服单片机的功能不足都引入了PC机，并采用“PC一单片机”主从结构模式，即以PC机为主机、分布在现场的各个单片机系统为从机的系统结构模式。一般的PC机串行