第二章 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線

1、M5數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)u第一章第一章數(shù)字電子基礎(chǔ)數(shù)字電子基礎(chǔ)u第二章第二章數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線u第三章第三章基本計(jì)算機(jī)基本計(jì)算機(jī)u第四章第四章電子顯示器電子顯示器u第五章第五章靜電感應(yīng)、電磁防護(hù)靜電感應(yīng)、電磁防護(hù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)u數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和總線利用數(shù)字信息處理系統(tǒng)時(shí)，就必須將系統(tǒng)的模擬輸入量轉(zhuǎn)換為 數(shù)字量進(jìn)行處理，然后再將數(shù)字系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出。這就是所謂的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換所謂模擬量模擬量就是連續(xù)的物理變量，如電壓、電流、轉(zhuǎn)角、長(zhǎng)度變量等。數(shù)字量數(shù)字量則是指離 散的、不連續(xù)的量，它可以用有限數(shù)位來(lái)表示一個(gè)連續(xù)

2、變化的物理量。在數(shù)字量和模擬量之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就需要兩種類型的轉(zhuǎn)換器，它們是數(shù)模傳換器（是數(shù)模傳換器（D/ A)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)。由于現(xiàn)代機(jī)載電子設(shè)備中大多采用數(shù)字技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理， 所以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在飛機(jī)上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的器件。它的目的就是把數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)。在數(shù)字量和模擬量之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就需要兩種類型的轉(zhuǎn)換器，它們是數(shù)模傳換器（是數(shù)模傳換器（D/ A)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D)。二進(jìn)制加權(quán)階梯電路二進(jìn)制加權(quán)階梯電路最簡(jiǎn)單的D/A轉(zhuǎn)換器之一。A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件。實(shí)際中

3、所用的信息大都是模擬信號(hào)必須先經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，才能輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。因此A/D轉(zhuǎn)換器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在A/D轉(zhuǎn)換器中，有以下幾種基本轉(zhuǎn)換方法：并行比較法、斜波法、逐次逼近法和積分法等。其中，逐次逼近法和積分法用得較多。斜波型斜波型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器斜波型A/D轉(zhuǎn)換器也稱為計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換器。它是將未知電壓輸入到一個(gè)連成為斜波發(fā)生器的轉(zhuǎn)換器上。如果未知輸入模擬電壓大于斜波信號(hào)，則計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行；如果斜波信號(hào)超過(guò)未知輸入電壓，則計(jì)數(shù)停止，并將斜波保持在一個(gè)固定電平上，然后由計(jì)算機(jī)讀出。數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線將多個(gè)功能部件連接起來(lái)，并傳送信息的公共通道稱為總線。若一條傳送線只連接一個(gè)

4、源和一個(gè)負(fù)載，則不能稱為總線。總線實(shí)現(xiàn)了將屬于不同來(lái)源的信息在一組統(tǒng)一的傳輸線上進(jìn)行分時(shí)傳送的目 的，所以在計(jì)算機(jī)中采用總線的最大優(yōu)點(diǎn)在于減少了機(jī)器中信息傳輸線的數(shù)目。ARINC429ARINC429數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線為了使航空電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、電氣性能、外形和插接件等規(guī)范統(tǒng)一，由美國(guó)各航空 電子設(shè)備制造商、定期航班的航空公司、飛機(jī)制造商以及其他一些國(guó)家的航空公司聯(lián)合成立 了一個(gè)航空無(wú)線電公司ARINC。由這個(gè)公司制定的一系 列統(tǒng)一的航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范稱為ARINC規(guī)范。ARINC 429數(shù)據(jù)總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或者采用二十進(jìn)制（BCD)編碼，或者采用二進(jìn)制（BNR)表示法編碼。多路調(diào)制器和多路分

5、配器多路調(diào)制器和多路分配器在數(shù)字系統(tǒng)中，大多數(shù)數(shù)據(jù)直接通過(guò)電纜傳送。在很多情況下，數(shù)據(jù)位必須從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)。有時(shí)，還需要將它們傳送到很遠(yuǎn)的地方。如果所有的數(shù)據(jù)都要求以并行方式同時(shí)傳輸，那么，電纜的數(shù)量將很多，這樣既增加重量，又浪費(fèi)材料。因此，在傳輸多路數(shù)據(jù)時(shí)，常采用單線以串行方式發(fā)送，在接收端，再將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。我們把發(fā)送串行數(shù)據(jù) 的設(shè)備稱為多路調(diào)制器（MUX)，把接收串行數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為多路分配器（DEMUX)。多路調(diào)制器多路調(diào)制器3根地址線用來(lái)選擇8根輸入線中的任何一根。例如，當(dāng)?shù)刂肪€A2、A1、A0分別為011時(shí)，只有“與門” 3打開(kāi)，此時(shí)輸入信號(hào)D3能通過(guò)“或門” 8輸出。同理，

6、當(dāng)A2、A1、A0分別為101時(shí)，只有“與門” 5打開(kāi)，從而輸出D5的信號(hào)。地址是由處理器控制的。根據(jù)地址線上的信號(hào)順序，在MUX的輸出端就產(chǎn)生了串行數(shù)據(jù)，該集成塊稱為8 8取取1 1多路調(diào)制器多路調(diào)制器。多路分配器多路分配器多路分配器將從單線中獲取的串行數(shù)據(jù)，按一定順序把它分配到幾根輸出線上輸出。右圖所示為一個(gè)典型的8位多路分配器，圖中的地址線作為輸入的串行數(shù)據(jù)選擇門，它 決定串行數(shù)據(jù)從哪個(gè)輸出端輸出。A2、A1、A0分別為100，則只有“與門” 4能打開(kāi)。同時(shí)，地址線的定時(shí)應(yīng)由該輸入串行數(shù)據(jù)來(lái)同步，以保證將串行數(shù)據(jù)位送到正確的輸出端上。光纖技術(shù)光纖技術(shù)用光纖傳輸信息時(shí)，必須通過(guò)對(duì)光源的調(diào)制

7、將信息轉(zhuǎn)換到紅外線光的頻段再進(jìn)行傳輸。這種信息傳輸系統(tǒng)稱為光纖傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)代飛機(jī)上某些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息傳輸已經(jīng)采用了光纜。光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)（1）光纖的重量比電纜的重量輕?，F(xiàn)代飛機(jī)上總的信息傳輸容量在不斷增加，采用光纖將減輕飛機(jī)的重量。（2）光纖不受電磁場(chǎng)的干擾。光纜中傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，它的周圍既不產(chǎn)生磁場(chǎng)，也不受其他電磁場(chǎng)的干擾。（3）光纖的傳輸速度快?，F(xiàn)代飛機(jī)所要求的數(shù)據(jù)流的傳輸速度為10MB/s，而電纜傳輸則達(dá)不到這一速度。目前B-777的光纜傳輸速度達(dá)到了 100 MB/s。（4）光纖的信息傳輸量比較大。在信息傳輸過(guò)程中，整條信息的長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，銅電纜的傳輸帶寬一般為MHZ，而光纖的帶寬一般為GHz或更高。光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)是一個(gè)以光纖傳輸線取代傳統(tǒng)導(dǎo)線傳輸線的通信系統(tǒng)。它由A/D轉(zhuǎn)換器、 多路轉(zhuǎn)換器、調(diào)制器、光源產(chǎn)生器、光源光纖耦合器、光纖、光信號(hào)檢測(cè)器、電子處理 器、多路分配器、D/A轉(zhuǎn)換器等組成。光纖的種類光纖的種類按其工作原理大致上分為多模式光纖和單模式光纖兩種。這兩種模式又都包含階躍型和漸變型兩種。光纖在飛機(jī)上的應(yīng)用光纖在飛機(jī)上的應(yīng)用由于光纖在數(shù)據(jù)傳輸方面的優(yōu)點(diǎn)很