通信原理及接口课件

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1、第五章通信原理及接口电路设计5.1概述本章主要内容：5.2串行总线通信5.3并行通信及接口电路5.4通用串行总线接口–USB5.5蓝牙（Bluetooth）技术5.6现场总线通信标准控制系统的发展推动了智能仪表通信接口的发展。仪表之间要进行信息交换和传输，这是通过仪表的通信接口、按照一定的协议来实现的。通信接口是各台仪表之间或仪表与PC机之间进行信息交换和传输的联络装置。5.1概述异步串行通信接口并行通信接口USB接口（通用串行总线）现场总线接口以太网接口电力网络蓝牙技术：无线通信网络、ZigBee通信接口主要有以下类型：5.1概述5.2串行总线通信5.2.1

2、串行总线介绍5.2.2串行通信的基本概念5.2.3串行通信接口标准5.2.4典型的串行通信接口器件5.2.5串行多机通信传统的通信接口包括并行和串行通信接口，控制系统普遍使用串行通信方法。串行通信接口标准有RS-232C、RS-422、RS-485等。5.2串行总线通信5.2.1串行总线介绍RS-232C以位串型方式传输数据，1位起始位、5~8位ASCII码数据及1~2位停止位，逻辑1的电平是-15~-5V，逻辑0的电平+5~+15V。RS-232C的接口信号有：数据信号、控制信号和信号地等，通常使用9芯扁平插头座来连接串行通信线路。5.2.1串行总线介绍工业

3、上普遍使用RS-485串行接口标准,因采用平衡差分信号线,故其数据传送率较RS-232C高,传送距离也长。单片机有串行口UART,可以RS-232或RS-485标准传输数据。5.2.2串行通信的基本概念串行通信的特点主要适用于长距离、低速率的通信中。数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位一位地传送；节省传输线（优点）；数据传输率较低（缺点）。通信线路工作方式（P131）工作模式单工方式（Simplex）：单行线（onewayroad）计算机在进行数据的发送和接收时，线上的数据流动只有一个方向。半双工方式（Half-duplex）：数据的流动为双向，但同一时刻

4、只能一个方向传输。即交替地进行双向数据传送。全双工方式（Full-duplex）：同时可以进行双向数据传输。通信线路的连接方式每秒传输的二进制位数，单位为bps（bitpersecond）也称比特率。波特率―――每秒传输的“符号”（也称离散状态）的个数。【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】在计算机中，一个“符号”的含义为高、低两种电平，分别代表逻辑值“1”和“0”，所以每个符号的信息量为1比特，此时波特率与比特率刚好一致。但在其他一些场合（例如通信中采用的“相—幅”复合调制技术，一个“符号”的信息含量就不是一个比特，此时，波特率就不等于比特率。数据传输

5、率F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率波特率因子：数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比例系数给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特率。例如：f=19.2kHz，若选波特率因子为16，则波特率为1200bps。若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟频率的要求。1200＊16＝19200（时钟频率）波特率因子异步通信方式（Asynchronous）串行通信接收方式同步通信方式（Synchronous）异步通信方式：也称“起止同步式”。异步通信规程:一个字符（若干个字位）作为一个独立的信息单元；信息单元内是同步的，但信息单元之间是异步的；发送器和

6、接收器可以没有共同的时钟；目前智能仪表与微机测控系统中大多采用异步通信方式。异步传输数据格式：（P130-131）1/00011…15-8位数据位1/0停止位或空闲位1…1起始位奇偶校验第n个字符空闲位第n+1个字符低位高位同步通信规程:发送器和接收器使用同一时钟源来同步用二进制系列（同步字符）来表示开始发送有效数据如暂无数据发送，用同步字符填充成批发送的数据，成为数据流或数据场两类：面向字符型（BSC）；面向比特（SDLC，HDLC）传输速率高，适用于设备间工作速度比较接近的场合。同步通信方式同步通信信息格式同步字符（SYN1)同步字符（SYN2)数据（DA

7、TA)校验：串行通信重要环节，衡量通信系统的指标奇偶校验（ParityCheck）奇校验（OddParity）、偶校验（EvenParity）CRC校验（CyclicRedundancyCheck）差错校验信号远距离传输时，利用普通电话线进行传输。现在的电话网是模拟通信系统，它是为传输话音信息而设计的。要在电话网上传送数字信号，必须经过调制和解调调制(Modulate)：数字信号->模拟（音频）信号解调(Demodulate)：模拟信号->数字信号信号的调制与解调方法：选取音频范围某一频率的正（余）弦模拟信号作为载波，用以运载所要传送的数字信号。要用传送的数字

8、信号改变载波信号的幅值、频率或相位，使