第5章智能儀器通信接口技術(shù)last

1、第第5章章 智能儀器的通信接口技術(shù)智能儀器的通信接口技術(shù)5.1.1 異步通信和同步通信異步通信和同步通信 串行通信按同步方式可分為串行通信按同步方式可分為異步通信異步通信和和同步通信同步通信兩兩種基本通信方式。種基本通信方式。 2. 異步通信異步通信(Asynchronous Communication) 在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符或字節(jié)為單位在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符或字節(jié)為單位組成數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳送的。收、發(fā)端各有一套彼此獨(dú)組成數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳送的。收、發(fā)端各有一套彼此獨(dú)立，互不同步的通信機(jī)構(gòu)，由于收發(fā)數(shù)據(jù)的幀格式立，互不同步的通信機(jī)構(gòu)，由于收發(fā)數(shù)據(jù)的幀格式相同，因此可以相互識(shí)別接收到的數(shù)

2、據(jù)信息。相同，因此可以相互識(shí)別接收到的數(shù)據(jù)信息。 異步通信協(xié)議規(guī)定每個(gè)數(shù)據(jù)以相同的位串形式傳送，每個(gè)串行數(shù)異步通信協(xié)議規(guī)定每個(gè)數(shù)據(jù)以相同的位串形式傳送，每個(gè)串行數(shù)據(jù)由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位組成。據(jù)由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位組成。異步通信異步通信信息信息幀格式幀格式如圖如圖7-27-2所示所示它用一個(gè)起始位表示字符開(kāi)始，用停止位表示字符結(jié)束構(gòu)成一幀。它用一個(gè)起始位表示字符開(kāi)始，用停止位表示字符結(jié)束構(gòu)成一幀。圖中起始位占用一位，圖中起始位占用一位，8 8位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位，1 1位奇偶校驗(yàn)位，加上這一使字位奇偶校驗(yàn)位，加上這一使字符串為符串為“1”1”的位為奇數(shù)（或偶數(shù)），停

3、止位可以是的位為奇數(shù)（或偶數(shù)），停止位可以是1 1位，位，1 1位半或位半或2 2位。傳送時(shí)數(shù)據(jù)的低位在前，高位在后。另外字符之間允許有不定位。傳送時(shí)數(shù)據(jù)的低位在前，高位在后。另外字符之間允許有不定長(zhǎng)度的空閑位（空閑位為高電平）。長(zhǎng)度的空閑位（空閑位為高電平）。D0 D1 D2 D3 D4D0 D1 D2 D3 D4 D5D5 D6D6 D7D7 0/1 1 1 1 1 0/1 1 1 1 1 D7 0/1 1 0D7 0/1 1 00 D0 D10 D0 D1第第n字符幀字符幀空閑位空閑位停停止止位位奇奇偶偶校校驗(yàn)驗(yàn)停停止止位位8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)起起始始位位起起始始位位奇奇偶偶校校

4、驗(yàn)驗(yàn)第第n-1字符字符幀幀第第n+1字符幀字符幀圖圖7-2 7-2 異步通信幀格式異步通信幀格式8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) (1) 起始位起始位： 在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，通信線上處于邏輯在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，通信線上處于邏輯“1”狀態(tài)。狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送端要發(fā)送當(dāng)發(fā)送端要發(fā)送1個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送1個(gè)邏輯個(gè)邏輯“0”信號(hào)，這個(gè)低電平便是幀格式的起始位。其作用信號(hào)，這個(gè)低電平便是幀格式的起始位。其作用是向接收端表示發(fā)送端開(kāi)始發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。接收端檢是向接收端表示發(fā)送端開(kāi)始發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。接收端檢測(cè)到這個(gè)低電平后，就準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)信號(hào)。測(cè)到這個(gè)低電平后，就準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)信號(hào)。 (2) 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位： 在起始

5、位之后，發(fā)送端發(fā)出在起始位之后，發(fā)送端發(fā)出(或接收端接收或接收端接收)的是數(shù)的是數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)的位數(shù)沒(méi)有嚴(yán)格的限制，據(jù)位，數(shù)據(jù)的位數(shù)沒(méi)有嚴(yán)格的限制，58位均可。位均可。由低位到高位逐位傳送。由低位到高位逐位傳送。 (3) 奇偶校驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位： 數(shù)據(jù)位發(fā)送完數(shù)據(jù)位發(fā)送完(接收完接收完)之后，可發(fā)送一位用來(lái)檢之后，可發(fā)送一位用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中是否出錯(cuò)的奇偶校驗(yàn)位。奇驗(yàn)數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中是否出錯(cuò)的奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)是收發(fā)雙方預(yù)先約定好的有限差錯(cuò)檢驗(yàn)方偶校驗(yàn)是收發(fā)雙方預(yù)先約定好的有限差錯(cuò)檢驗(yàn)方式之一。有時(shí)也可不用奇偶校驗(yàn)。式之一。有時(shí)也可不用奇偶校驗(yàn)。 (4) 停止位停止位： 字符幀格式的最后部

6、分是停止位，邏輯字符幀格式的最后部分是停止位，邏輯“1”電平電平有效，它可占有效，它可占1位、位、1.5位或位或2位。停止位表示傳送位。停止位表示傳送一幀信息的結(jié)束，也為發(fā)送下一幀信息作好準(zhǔn)備。一幀信息的結(jié)束，也為發(fā)送下一幀信息作好準(zhǔn)備。5.1.2 串串行通信的波特率行通信的波特率 波特率波特率(Baud Rate)是串行通信中一個(gè)重要概念，它是是串行通信中一個(gè)重要概念，它是指?jìng)鬏敂?shù)據(jù)的指?jìng)鬏敂?shù)據(jù)的速率速率, 亦稱亦稱比特率比特率。波特率的定義是每秒傳輸。波特率的定義是每秒傳輸二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù),它的單位是位它的單位是位/秒（秒（b/s） 。如：波特率。如：波特率為為1200bp

7、s是指每秒鐘能傳輸是指每秒鐘能傳輸1200位二進(jìn)制數(shù)碼。位二進(jìn)制數(shù)碼。 波特率的倒數(shù)即為每位波特率的倒數(shù)即為每位數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。例如：。例如：波特率為波特率為1200bps，每位的傳輸時(shí)間為：，每位的傳輸時(shí)間為：1 1) )( (833833. .0 012001200msmsd dT T= = =規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率: 50，75，110，300，600，1200 2400，4800，9600，19200b/s舉例：舉例：在某異步串行通信中，傳送一個(gè)字符，包括一個(gè)起始位，在某異步串行通信中，傳送一個(gè)字符，包括一個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)據(jù)位，位，1個(gè)偶校驗(yàn)位，二個(gè)停止位。設(shè)

8、波特率為個(gè)偶校驗(yàn)位，二個(gè)停止位。設(shè)波特率為1200b/s，則每秒，則每秒所能傳送的字符數(shù)是：所能傳送的字符數(shù)是： 1200/（1+8+1+2）=100個(gè)個(gè)5.2 串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)5.2.1 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RS-232CRS-232C是在異步串行通信中應(yīng)用最廣的總線標(biāo)準(zhǔn)，它適用于短是在異步串行通信中應(yīng)用最廣的總線標(biāo)準(zhǔn)，它適用于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場(chǎng)合。距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場(chǎng)合。RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)EIAEIA與與BELLBELL等公司一起開(kāi)發(fā)的等公司一起開(kāi)發(fā)的19691969年公布的年公布的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。它

9、適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0 020000b/s20000b/s范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的通信。該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備通信。該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(Data Terminal DTE(Data Terminal Equipment)Equipment)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE( Data Communication DCE( Data Communication Equipment)Equipment)之間的接口信號(hào)特性。其中之間的接口信號(hào)特性。其中DTEDTE也可以是計(jì)算機(jī)，也可以是計(jì)算機(jī)，DCEDCE一般是指調(diào)制解調(diào)器（一般是指調(diào)制解調(diào)器（MODEMMODEM）。它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已

10、）。它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用，在在微機(jī)通信接口中廣泛采用，在IBM PCIBM PC機(jī)上的機(jī)上的COM1COM1、COM2COM2接口，接口，就是就是RS-232CRS-232C接口。接口。其邏輯電平定義為負(fù)邏輯：其邏輯電平定義為負(fù)邏輯：對(duì)數(shù)據(jù)信息而言，邏輯對(duì)數(shù)據(jù)信息而言，邏輯“1”的電平低于的電平低于-3V，邏輯，邏輯“0”的電平高的電平高于于+3V；也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于；也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，電路可有效地時(shí)，電路可有效地檢查出來(lái)，介于檢查出來(lái)，介于-3V和和+3V之間的電壓無(wú)意義，低于之間的電壓無(wú)意義，低于-15V或高于或高于+15V也認(rèn)為無(wú)意義

11、。因此，實(shí)際工作時(shí)應(yīng)保證電平在也認(rèn)為無(wú)意義。因此，實(shí)際工作時(shí)應(yīng)保證電平在（5-15V）之間。之間。顯然，顯然，EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)的，與是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)的，與TTL以以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同終端的高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同終端的TTL器件連接，必須在器件連接，必須在EIA-RS-232C與與TTL電路之間進(jìn)行電平和電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。邏輯關(guān)系的變換。(1) 電氣特性電氣特性圖圖7.4 7.4 微機(jī)微機(jī)9 9針針D D形串口連接器形串口連接器(2) 端子定義端子定義TXD (Transmitted

12、 data) ：為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。串行數(shù)據(jù)傳送信號(hào)由該腳發(fā)出送上通信線路為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。串行數(shù)據(jù)傳送信號(hào)由該腳發(fā)出送上通信線路到到MODEM (DTEDCE) ，在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)該腳為邏輯，在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)該腳為邏輯1。RXD (Received data) ：接收數(shù)據(jù)信號(hào)，來(lái)自通信線路的串行數(shù)據(jù)信號(hào)由該腳進(jìn)入系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)信號(hào)，來(lái)自通信線路的串行數(shù)據(jù)信號(hào)由該腳進(jìn)入系統(tǒng)(DCEDTE)GND：地信號(hào)，是其它引腳的參考電位信號(hào)。地信號(hào)，是其它引腳的參考電位信號(hào)。一類為基本數(shù)據(jù)傳送信號(hào)有一類為基本數(shù)據(jù)傳送信號(hào)有TXD,RXD,GND零調(diào)制解調(diào)器連接零調(diào)制解調(diào)器連接這種方法只適于這種方法只適于15m以內(nèi)的串

13、行通信以內(nèi)的串行通信（3）電平轉(zhuǎn)換）電平轉(zhuǎn)換由于由于RS-232CRS-232C信號(hào)電平與信號(hào)電平與 TTLTTL電平不兼容，因此，為了與電平不兼容，因此，為了與TTLTTL器件連接必須進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種電平轉(zhuǎn)換的器件連接必須進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種電平轉(zhuǎn)換的電路稱為電路稱為RS-232CRS-232C接口電路。一般有兩種形式：一種是采用接口電路。一般有兩種形式：一種是采用運(yùn)算放大器、晶體管、光電隔離器等器件組成的電路來(lái)實(shí)運(yùn)算放大器、晶體管、光電隔離器等器件組成的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一種是采用專門集成芯片現(xiàn)；另一種是采用專門集成芯片( (如如MC1488MC1488、MC1489MC148

14、9、MAX232MAX232等等) )來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。MAX232接口電路接口電路 MAX232芯片是芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的具有兩路接收公司生產(chǎn)的具有兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的器和驅(qū)動(dòng)器的IC芯片，芯片，其內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變其內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以將輸入換器，可以將輸入+5V的的電壓變換成電壓變換成RS-232C輸出輸出電平所需的電平所需的12V電壓。電壓。所以采用這種芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)所以采用這種芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)接口電路特別方便，只需接口電路特別方便，只需單一的單一的+5V電源即可。電源即可。R2outT1inT2inR1outR1inT1outGND12346587151614131011129

15、C1+V+C1-C2+C2-V-T2outR2inVCC圖圖 MAX232引腳圖引腳圖PC機(jī)與機(jī)與89C51單片機(jī)串行通信電路單片機(jī)串行通信電路C1+C1-C2+C2-STC89C51GNDGNDIBM-PCTXDTXDRXDRXDT1outT1inR1inR1outGNDV+V-VCCMAX232C4C1C2C3C5+5V+圖圖 用用MAX232實(shí)現(xiàn)串行通信接口電路圖實(shí)現(xiàn)串行通信接口電路圖（1 1）數(shù)據(jù)傳輸速率低）數(shù)據(jù)傳輸速率低, ,一般低于一般低于20kb/s20kb/s。（2 2）傳輸距離短）傳輸距離短, ,一般局限于一般局限于15m15m。即使采用較好的器件及。即使采用較好的器件及優(yōu)質(zhì)

16、同軸電纜優(yōu)質(zhì)同軸電纜, ,最大傳輸距離也不能超過(guò)最大傳輸距離也不能超過(guò)60m60m。（3 3）有）有2525芯芯D D型插針和型插針和9 9芯芯D D型插針等多種連接方式型插針等多種連接方式, ,不利于不利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。（4 4）信號(hào)傳輸電路為單端非對(duì)稱接口電路）信號(hào)傳輸電路為單端非對(duì)稱接口電路, ,即一根信號(hào)線和即一根信號(hào)線和一根地線。一根地線。共模抑制性能較差共模抑制性能較差, ,抗干擾能力弱?？垢蓴_能力弱。5.2.2 RS-422標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RS-232C雖然應(yīng)用廣泛，但其存在以下不足：雖然應(yīng)用廣泛，但其存在以下不足：為了彌補(bǔ)這些不足，為了彌補(bǔ)這些不足，EIAEIA公布了適應(yīng)于遠(yuǎn)

17、距離傳輸?shù)墓剂诉m應(yīng)于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腞S-422RS-422（平衡傳輸線）和（平衡傳輸線）和RS-423(RS-423(不平衡傳輸線不平衡傳輸線) )標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。為改進(jìn)為改進(jìn)RS-232，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到提高到10Mb/s，傳輸距離延長(zhǎng)到，傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺（速率低于英尺（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。個(gè)接收器。1.1.特點(diǎn)特點(diǎn)： （1 1）采用平衡發(fā)送器和差動(dòng)接收器，由于是雙線傳輸，大大提高采用平衡發(fā)送器和差動(dòng)接收器，由于是雙線傳輸，大大提

18、高了抗共模干擾的能力。兩條傳輸線的電位差決定邏輯電平了抗共模干擾的能力。兩條傳輸線的電位差決定邏輯電平: :AAAA -BB-BB -2V+2V+2V，表示，表示“0”0”（2 2）傳輸速率）傳輸速率 10Mbps10Mbps（15m15m時(shí)）時(shí)） 90Kbps90Kbps（1200m1200m時(shí)）時(shí)）RS422ARS422A與與TTLTTL電平轉(zhuǎn)換最常用的是傳輸線驅(qū)動(dòng)器電平轉(zhuǎn)換最常用的是傳輸線驅(qū)動(dòng)器SN75174SN75174、MC3487MC3487和傳輸線接收器和傳輸線接收器SN75175SN75175、MC3486MC3486。2.電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換MC3487MC3487MC3486M

19、C3486B BTTLTTLRS-422ARS-422A電平電平平衡發(fā)送器平衡發(fā)送器差動(dòng)接收器差動(dòng)接收器B B A AA A TTLTTL5.2.3 RS-485標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RS-485RS-485實(shí)際是實(shí)際是RS-422ARS-422A的變型的變型, ,它是為了適應(yīng)用最少的信號(hào)線實(shí)現(xiàn)它是為了適應(yīng)用最少的信號(hào)線實(shí)現(xiàn)多站互連多站互連, ,構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的需要而產(chǎn)生的。它與構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的需要而產(chǎn)生的。它與RS-422ARS-422A的不同的不同之處在于：之處在于：兩個(gè)設(shè)備相連時(shí)兩個(gè)設(shè)備相連時(shí),RS-422A,RS-422A為全雙工為全雙工,RS-485,RS-485為半雙工；為半雙工；對(duì)于對(duì)于RS-

20、422A,RS-422A,數(shù)據(jù)信號(hào)線上只能連接一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)信號(hào)線上只能連接一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器, ,而而RS-485RS-485卻可以連接多個(gè)卻可以連接多個(gè), ,但在某一時(shí)刻只能有一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器發(fā)送數(shù)據(jù)。但在某一時(shí)刻只能有一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)器發(fā)送數(shù)據(jù)。因此因此,RS-485,RS-485的發(fā)送電路必須由使能端的發(fā)送電路必須由使能端E E加以控制。加以控制?？垢蓴_能力強(qiáng)，傳送距離遠(yuǎn)，傳輸速率高?？垢蓴_能力強(qiáng)，傳送距離遠(yuǎn)，傳輸速率高。 數(shù)傳率：數(shù)傳率：100Kbps 1.2Km 100Kbps 1.2Km 9.6Kbps 15Km 9.6Kbps 15Km 10Mbps 15m 10Mbps 15mRS

21、-485RS-485用于多個(gè)設(shè)備互連用于多個(gè)設(shè)備互連, ,構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)十分方便構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)十分方便, ,而且而且, ,它可它可以高速遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)。因此以高速遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)。因此, ,許多智能儀器都配有許多智能儀器都配有RS-485RS-485總線接總線接口口, ,為網(wǎng)絡(luò)互連為網(wǎng)絡(luò)互連, ,構(gòu)成分布式測(cè)控系統(tǒng)提供了方便。構(gòu)成分布式測(cè)控系統(tǒng)提供了方便。圖5-11 RS-485總線多站互連原理圖RtEDDEEDDEEDDERt在同一對(duì)信號(hào)線上在同一對(duì)信號(hào)線上,RS-485,RS-485總線可以連接多達(dá)總線可以連接多達(dá)3232個(gè)發(fā)送器和個(gè)發(fā)送器和3232個(gè)接個(gè)接收器。最近幾年問(wèn)世的一些收器。最近

22、幾年問(wèn)世的一些RS-485RS-485接口芯片接口芯片, ,可以連接更多的發(fā)送可以連接更多的發(fā)送器和接收器（器和接收器（128128或或256256個(gè)）。個(gè)）。 RS-485串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)以差分平衡方式傳串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)以差分平衡方式傳輸信號(hào)，具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力。邏輯輸信號(hào)，具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力。邏輯“0”以兩線間的電壓差為以兩線間的電壓差為+2V+6V表示；邏輯表示；邏輯“1”以兩線間的電壓差為以兩線間的電壓差為-2V-6V表示。接口信表示。接口信號(hào)電平比號(hào)電平比RS-232降低了，不容易損壞接口電路芯降低了，不容易損壞接口電路芯片。片。 RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)可采用總線標(biāo)準(zhǔn)可

23、采用MAX485芯片實(shí)現(xiàn)電芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。平轉(zhuǎn)換。MAX-485芯片引腳排列如圖芯片引腳排列如圖7.19所示。所示。 MAX485輸入輸入/輸出信號(hào)不能同時(shí)進(jìn)行（半雙輸出信號(hào)不能同時(shí)進(jìn)行（半雙工），其發(fā)送和接收功能的轉(zhuǎn)換是由芯片的工），其發(fā)送和接收功能的轉(zhuǎn)換是由芯片的RE和和DE端控制的。端控制的。RE=0時(shí)，允許接收；時(shí)，允許接收；RE=1時(shí)，接時(shí)，接收端收端R高阻。高阻。DE=1時(shí)，允許發(fā)送；時(shí)，允許發(fā)送；DE=0時(shí)，發(fā)時(shí)，發(fā)送端送端A和和B高阻。在單片機(jī)系統(tǒng)中常把高阻。在單片機(jī)系統(tǒng)中常把RE和和DE接接在一起用單片機(jī)的一個(gè)在一起用單片機(jī)的一個(gè)I/O線控制收發(fā)。線控制收發(fā)。R VCCRE

24、 BDE AT GNDMAX485ABRTRXDTXDP1.0RE DE圖圖5.19 MAX485引腳排列與連接引腳排列與連接;例A、B兩臺(tái)單片機(jī)，均采用11.0592MHz晶振。A機(jī)以2400bps波特率將p1口數(shù)據(jù)讀入并發(fā)送給B機(jī)，B機(jī)正確接收后輸出到p1口。;A、B兩機(jī)的RXD、TXD交叉相連并共地。兩機(jī)串行口均設(shè)置為方式1，定時(shí)器T1定時(shí)初值為F4H，兩機(jī)采用查詢控;制方式程序如下：;A機(jī)發(fā)送;程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#20H;T1定時(shí)方式2 MOV TL1,#0F4H ;波特率為2400bps MOV TH1,#

25、0F4H SETB TR1 ;啟動(dòng)T1 MOV SCON,#40H ;串口方式1 MOV P1,#0FFHMAIN1: MOV A,P1 CJNE A,#0FFH,NEXT LJMP MAIN1NEXT:SETB P2.0 MOV SBUF,A ;啟動(dòng)串口發(fā)送 JNB TI,$ ;等待發(fā)送完畢 CLR TI ;清發(fā)送中斷標(biāo)志 LJMP MAIN1 END;B機(jī)接收程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV P1,#00H MOV TMOD,#20H;T1定時(shí)方式2 MOV TL1,#0F4H ;波特率為2400bps MOV TH1,#0F4H SETB

26、 TR1 ;啟動(dòng)T1 MOV SCON,#50H ;串口方式1 CLR P2.0MAIN1:JNB RI,$ ;等待接收 MOV A,SBUF ;讀取接收數(shù)據(jù) MOV P1,A CLR RI ;清發(fā)送中斷標(biāo)志 LJMP MAIN1 ENDGP-IB即通用接口總線（即通用接口總線（General Purpose Interface Bus）是國(guó)際通）是國(guó)際通用的儀器接口標(biāo)準(zhǔn)。用的儀器接口標(biāo)準(zhǔn)。HP-IB IEEE-488 （1975 IEEE） IEC-625 (1977 IEC)IEC-IB圖5-15 GPIB插座端子12345678910111213141516171819202122232

27、4DIO1DIO2DIO3DIO4DIO5DIO6DIO7DIO8EOIDAVNRFDNDACIFCSRQATN屏蔽RENGNDGNDGNDGNDGNDGND信號(hào)地5.3 并行通信接口并行通信接口nGP-IB標(biāo)準(zhǔn)包括接口與總線兩部分標(biāo)準(zhǔn)包括接口與總線兩部分n接口部分是由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置安裝在接口部分是由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置安裝在一起，用于對(duì)傳送的信息進(jìn)行發(fā)送、接收、編碼和譯碼一起，用于對(duì)傳送的信息進(jìn)行發(fā)送、接收、編碼和譯碼n總線部分是一條無(wú)源的多芯電纜，用作傳輸各種消息?？偩€部分是一條無(wú)源的多芯電纜，用作傳輸各種消息。v連接方式：連接方式：總線式連接，儀器直接并聯(lián)在總線

28、上，相互可以直接通信而無(wú)需通總線式連接，儀器直接并聯(lián)在總線上，相互可以直接通信而無(wú)需通過(guò)中介單元，如計(jì)算機(jī)等。過(guò)中介單元，如計(jì)算機(jī)等。v數(shù)傳方式：數(shù)傳方式：位并行位并行（Bit parallel） ，字節(jié)串行，字節(jié)串行（Byte serial）雙向異步傳送雙向異步傳送方式。其最大數(shù)據(jù)傳輸方式。其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為速率為1MB/s。v數(shù)傳距離：數(shù)傳距離：系統(tǒng)總線長(zhǎng)度最好不超過(guò)系統(tǒng)總線長(zhǎng)度最好不超過(guò)2m設(shè)備數(shù)，而總長(zhǎng)不允許超過(guò)設(shè)備數(shù)，而總長(zhǎng)不允許超過(guò)20m。如果距離過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)可能畸變，傳輸?shù)目煽啃韵陆?，?shù)據(jù)的傳輸速率也就會(huì)降低。如果距離過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)可能畸變，傳輸?shù)目煽啃韵陆?，?shù)據(jù)的傳輸速率也就會(huì)降低

29、。v儀器容量：儀器容量：由于受發(fā)送器負(fù)載能力的限制，系統(tǒng)內(nèi)儀器最多不超過(guò)由于受發(fā)送器負(fù)載能力的限制，系統(tǒng)內(nèi)儀器最多不超過(guò)15臺(tái)。臺(tái)。v消息邏輯：消息邏輯：總線上傳輸?shù)乃邢⒉捎秘?fù)邏輯總線上傳輸?shù)乃邢⒉捎秘?fù)邏輯。低電平。低電平（+0.8V） 為邏輯為邏輯“1”，高電平，高電平（+2.0V） 為邏輯為邏輯“0”，與標(biāo)準(zhǔn)，與標(biāo)準(zhǔn)TTL電平兼容。電平兼容。v總線構(gòu)成：總線構(gòu)成：由由16條信號(hào)線構(gòu)成，其中條信號(hào)線構(gòu)成，其中8條為數(shù)據(jù)線，條為數(shù)據(jù)線，3條為掛鉤線，條為掛鉤線，5條管理線條管理線v一般適用于電氣干擾輕微，如實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境等場(chǎng)合。一般適用于電氣干擾輕微，如實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境等場(chǎng)合

30、。5.3.1 IEEE-488接口系統(tǒng)的基本特性接口系統(tǒng)的基本特性5.3.2 IEEE-488總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)GPIB總線是一個(gè)總線是一個(gè)24腳（扁型接口插座）并行總線。其腳（扁型接口插座）并行總線。其中，中，16根線為根線為TTL電平信號(hào)傳輸線，包括電平信號(hào)傳輸線，包括8條雙向數(shù)據(jù)線、條雙向數(shù)據(jù)線、3條數(shù)據(jù)傳送控制線（掛鉤線）、條數(shù)據(jù)傳送控制線（掛鉤線）、5條接口管理線，另?xiàng)l接口管理線，另8條條為邏輯地線及屏蔽線。為邏輯地線及屏蔽線。（1）8條雙向數(shù)據(jù)總線（條雙向數(shù)據(jù)總線（DIO1DIO8），由于由于GPIB沒(méi)有專門沒(méi)有專門的地址總線和控制總線，所以的地址總線和控制總線，所以8條數(shù)據(jù)總線不僅

31、用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，條數(shù)據(jù)總線不僅用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，還要傳送控制命令和地址，即控者發(fā)出的各種通令、指令、地還要傳送控制命令和地址，即控者發(fā)出的各種通令、指令、地址和副令，講者發(fā)送的各種測(cè)量數(shù)據(jù)。址和副令，講者發(fā)送的各種測(cè)量數(shù)據(jù)。（2）3條條數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線（DAV,NRFD和和NDAC），用以保證，用以保證信息的可靠傳輸。信息的可靠傳輸。（3）接口管理線接口管理線，作用是控制，作用是控制GP-IB總線接口狀態(tài)總線接口狀態(tài)通過(guò)三線掛鉤的通過(guò)三線掛鉤的聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)應(yīng)答關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備輸入和設(shè)備輸出時(shí)的信息交應(yīng)答關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備輸入和設(shè)備輸出時(shí)的信息交換。保證數(shù)據(jù)總線能正確、有節(jié)奏的傳輸信息。換。保證數(shù)據(jù)

32、總線能正確、有節(jié)奏的傳輸信息。 DAV(DATA VALID)數(shù)據(jù)有效線數(shù)據(jù)有效線當(dāng)當(dāng)DAV的邏輯狀態(tài)為的邏輯狀態(tài)為“1”（低電平）時(shí)，表（低電平）時(shí)，表DIO上的上的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有效，有效，聽(tīng)者可聽(tīng)者可以從以從DIO 線上接收數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)；當(dāng)；當(dāng)DAV =“0”（高電平）時(shí)，表（高電平）時(shí)，表DIO上上數(shù)據(jù)無(wú)效，數(shù)據(jù)無(wú)效，聽(tīng)者不能接收聽(tīng)者不能接收DIO線上的數(shù)據(jù)。線上的數(shù)據(jù)。 NRFD（NOT RADY FOR DATR）未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)線未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)線 NRFD=“1”，表示系統(tǒng)中至少有一個(gè)聽(tīng)者未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，示意講者，表示系統(tǒng)中至少有一個(gè)聽(tīng)者未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，示意講者暫不要發(fā)出信息

33、，暫不要發(fā)出信息，即使數(shù)據(jù)已置于即使數(shù)據(jù)已置于DIO線上，也不能令數(shù)據(jù)有效。線上，也不能令數(shù)據(jù)有效。NRFD=“0”，表全部聽(tīng)者均已做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，表全部聽(tīng)者均已做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，此時(shí)講者或控者可此時(shí)講者或控者可以向以向DIO線發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù) 。 NDAC（NOT DATA ACCEPTED）數(shù)據(jù)未收到線數(shù)據(jù)未收到線NDAC=“1”，表示系統(tǒng)中至少有一個(gè)聽(tīng)者尚未從數(shù)據(jù)總線上接收完數(shù)據(jù)，表示系統(tǒng)中至少有一個(gè)聽(tīng)者尚未從數(shù)據(jù)總線上接收完數(shù)據(jù)，示意講者暫不要撤掉數(shù)據(jù)總線上的示意講者暫不要撤掉數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，應(yīng)保持?jǐn)?shù)據(jù)，應(yīng)保持DAV線繼續(xù)有效線繼續(xù)有效。當(dāng)。當(dāng)NDAC=“0”時(shí)，表聽(tīng)者均已完

34、成接收數(shù)據(jù)時(shí)，表聽(tīng)者均已完成接收數(shù)據(jù)，此時(shí)講者或控者可向總線傳，此時(shí)講者或控者可向總線傳送新數(shù)據(jù)。送新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線（1）聽(tīng)者使NRFD呈高電平，表示已做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。由于總線上所有的聽(tīng)者是線或連接至NRFD線上的，因此只要有一個(gè)聽(tīng)者未做好準(zhǔn)備，NRFD就呈低電平。（2）講者發(fā)現(xiàn)NRFD呈高平后就把數(shù)據(jù)放在DIO線上，并令DAV為低電平，表示DIO線上的數(shù)據(jù)已經(jīng)穩(wěn)定且有效。（3）聽(tīng)者發(fā)現(xiàn)DAV線呈低電平后，就令NRFD也呈低電平，表示準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。（4）在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中，NDAC線一直保持低電平，直至每個(gè)聽(tīng)者都接收完數(shù)據(jù)，才上升為高電平。（5）當(dāng)講者檢出NDAC為高電

35、平后，就令DAV為高電平，表示總線上的數(shù)據(jù)不再有效。（6）聽(tīng)者檢出DAV為高電平，就令NDAC再次變?yōu)榈碗娖?，以?zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)過(guò)程。三線掛鉤原理三線掛鉤原理聽(tīng)者掛接在掛接在GPIBGPIB總線上的設(shè)備可能是各種各樣的，但就其在總線系統(tǒng)上總線上的設(shè)備可能是各種各樣的，但就其在總線系統(tǒng)上的作用來(lái)說(shuō)一般可分為的作用來(lái)說(shuō)一般可分為“控者控者”、“聽(tīng)者聽(tīng)者”、“講者講者”三類儀器裝三類儀器裝置置, ,也也 稱為系統(tǒng)功能的三要素。稱為系統(tǒng)功能的三要素。講者是通過(guò)總線發(fā)送儀器消息的儀器裝置，如測(cè)量?jī)x器、數(shù)據(jù)采講者是通過(guò)總線發(fā)送儀器消息的儀器裝置，如測(cè)量?jī)x器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等，在一個(gè)集器、計(jì)算機(jī)等，在

36、一個(gè)GP-IBGP-IB系統(tǒng)中，可以設(shè)置多個(gè)講者，但在系統(tǒng)中，可以設(shè)置多個(gè)講者，但在某一時(shí)刻只能由一個(gè)講者在起作用。某一時(shí)刻只能由一個(gè)講者在起作用。聽(tīng)者是通過(guò)總線接收由講者發(fā)出消息的裝置，如打印機(jī)、信號(hào)源聽(tīng)者是通過(guò)總線接收由講者發(fā)出消息的裝置，如打印機(jī)、信號(hào)源等，在一個(gè)等，在一個(gè)GP-IBGP-IB系統(tǒng)中，可以設(shè)置多個(gè)聽(tīng)者，并卻允許多個(gè)聽(tīng)者系統(tǒng)中，可以設(shè)置多個(gè)聽(tīng)者，并卻允許多個(gè)聽(tīng)者同時(shí)工作。同時(shí)工作?？卣呤菙?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的組織者和控制者，通常由計(jì)算機(jī)擔(dān)任，控者是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的組織者和控制者，通常由計(jì)算機(jī)擔(dān)任，它通過(guò)發(fā)出的各種命令、地址來(lái)控制某一設(shè)備為講者、某些設(shè)備為它通過(guò)發(fā)出的各種命令、地址來(lái)控制某一設(shè)備為講者、某些設(shè)備為聽(tīng)者，也能接收其他儀器發(fā)來(lái)的信息。一個(gè)系統(tǒng)中可以有多個(gè)控者，聽(tīng)者，也能接收其他儀器發(fā)來(lái)的信息。一個(gè)系統(tǒng)中可以有多個(gè)控者，但每一時(shí)刻只能有一個(gè)控者在起作用。但每一時(shí)刻只能有一個(gè)控者在起作用。5.2.3 GPIB總線系統(tǒng)的基本接口功能要素總線系統(tǒng)的基本接口功能要素5.3.4 接口功能接口功能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中任何一個(gè)儀器裝置都可分為兩部分，一是