初級(jí)通信規(guī)約之基礎(chǔ)篇課件

1、通信規(guī)約之基礎(chǔ)篇軟件中試及技術(shù)支持部第1頁(yè)，共16頁(yè)。所謂通信規(guī)約是指通信雙方的一種約定，約定包括對(duì)數(shù)據(jù)格式、通信方式、傳送速度、傳送步驟、檢驗(yàn)糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問(wèn)題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。通信規(guī)約是一種特殊的軟件，但不是一套單獨(dú)的軟件，它是融合于其他所有的軟件系統(tǒng)中。通信規(guī)約是什么？第2頁(yè)，共16頁(yè)。通信數(shù)據(jù)格式同步頭：此類型數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)碼長(zhǎng)度：此數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度控制碼：通信控制信息碼源地址：發(fā)送數(shù)據(jù)幀的源ID地址目的地址：接收數(shù)據(jù)幀的目的ID地址信息碼：各種信息狀態(tài)碼數(shù)據(jù)流：傳送的數(shù)據(jù)信息，有數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)、標(biāo)示、長(zhǎng)度校驗(yàn)碼：數(shù)據(jù)信息的的校驗(yàn)一般通用通信數(shù)據(jù)格式：第3頁(yè)

2、，共16頁(yè)。通信傳送方式基本的通信方式有兩種：并行通信：各位數(shù)據(jù)同時(shí)傳送。例如CPU與PIO間的數(shù)據(jù)交換是八位一起傳送的，這就是并行通信。串行通信：數(shù)據(jù)是一位、一位順序傳送的方式。例如遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)、收兩端的距離很長(zhǎng)，只采用一條通道傳送信息，這就需要各位信息逐位按次序傳送，即串行通信。其包括異步通信（ASYNC）和同步通信（SYNC），以及同步數(shù)據(jù)鏈路通信（SDLC）、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路通信（HDLC）等。第4頁(yè)，共16頁(yè)。異步通信（ASYNC）在數(shù)據(jù)位的前后必須加上起始位和停止位，傳送一個(gè)八位數(shù)據(jù)時(shí)，最少 也要有十位數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。起始位表示字符的開(kāi)始，通常規(guī)定起始位是一個(gè)“0”，停止位表示字符的 結(jié)束，

3、停止位通常規(guī)定為“1”，它可取1位、1.5位、或2位。一個(gè)字符可以 用5位，6位，7位，或8位數(shù)據(jù)表示。例如ASCII編碼，一個(gè)字符是用7位 數(shù)據(jù)來(lái)表示的，而國(guó)際電報(bào)字符卻用5位數(shù)據(jù)（“0或“1”）來(lái)表示一個(gè)字 母。根據(jù)需要來(lái)選取用幾位數(shù)據(jù)來(lái)表示一個(gè)字符。在數(shù)據(jù)后可以加一位奇偶校驗(yàn)位，以提高抗干擾性能，也可以不加。在異步通信時(shí)，發(fā)、收兩端預(yù)先必須有下列規(guī)定: 信息格式: 即預(yù)先要規(guī)定一個(gè)字符為幾位數(shù)據(jù)，奇偶校驗(yàn)的形式，以及停 止位的位數(shù)等一幀的信息格式 波特率: 即碼元速率，單位是波特。第5頁(yè)，共16頁(yè)。通信傳送速度串行通信傳送速度單位的為波特率。波特率可以被理解為單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元符號(hào)的個(gè)數(shù)

4、。例如波特率為1200Bd，則一個(gè)碼元傳送周期T=1s/12000.833ms，即為1秒鐘內(nèi)可以傳送1200個(gè)碼元。一般裝置的通信速度為9600Bd。第6頁(yè)，共16頁(yè)。CONTROLLING Communication services CONTROLLED STATION Link Link STATIONIND REQ RequestIND REQ Requestdata CON Respond RESP(no data) No dataRespond RESP(data) data CON通信傳送步驟: 一問(wèn)一答第7頁(yè)，共16頁(yè)。CONTROLLING Communication ser

5、vices CONTROLLED STATION Link Link STATION IND_a REQ_a Request IND_b REQ_bData_b CON_a Respond RESP(no data)Respond RESP(data) data CON_b通信傳送步驟: 多問(wèn)一答、多問(wèn)多答第8頁(yè)，共16頁(yè)。通信檢驗(yàn)糾錯(cuò)方式校驗(yàn)和 校驗(yàn)和是計(jì)算數(shù)據(jù)的和，將數(shù)據(jù)的累加，此保留計(jì)算和的最低一個(gè)字節(jié)， 其的校驗(yàn)存在一定的誤差。循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC CRC校驗(yàn)采用多項(xiàng)式編碼方法，被處理的數(shù)據(jù)塊可以看作是一個(gè)n階的二 進(jìn)制多項(xiàng)式。用CRC校驗(yàn)時(shí)，發(fā)送方和接收方用同一個(gè)生成多項(xiàng)式g(x),

6、 并且g(x)的首位和最后一位的系數(shù)必須為1。CRC的處理方法是：發(fā)送方 以g(x)去除t(x)，得到余數(shù)作為CRC校驗(yàn)碼。校驗(yàn)時(shí)，以計(jì)算的校正結(jié)果 是否為0為據(jù)，判斷數(shù)據(jù)幀是否出錯(cuò)。 在數(shù)字通信系統(tǒng)中可靠與快速往往是一對(duì)矛盾。若要求快速，則必然使得每個(gè)數(shù)據(jù)碼元所占地時(shí)間縮短、波形變窄、能量減少，從而在受到干擾后產(chǎn)生錯(cuò)誤地可能性增加，傳送信息地可靠性下降。若是要求可靠，則使得傳送消息地速率變慢。為保證傳輸過(guò)程的正確性，要對(duì)通信過(guò)程進(jìn)行差錯(cuò)控制，一般有兩種方法：第9頁(yè)，共16頁(yè)。通信控制字符 1 FCB FCV 主站到從站DIRPRM FUNCTION CODE 0 RES DFC 從站到主站

7、7 6 5 4 3 2 1 0DIR 物理上的幀傳輸方向PRM 是否從主站發(fā)出FCB 幀標(biāo)志位FCV 標(biāo)志 FCB 是否有效DFC 數(shù)據(jù)流控制位FUNC 標(biāo)志當(dāng)前幀類型 第10頁(yè)，共16頁(yè)。主站：接收數(shù)據(jù)方，鏈路中主站單一。從站：發(fā)送數(shù)據(jù)方，鏈路中可有多個(gè)，利用從站地址（SLAVE ADDRESS）或從站識(shí)別碼（SLAVE ID）來(lái)區(qū)分。通信方式：輪循方式和中斷方式。主站和從站第11頁(yè)，共16頁(yè)。 此方式是主站對(duì)多個(gè)從站按順序依次進(jìn)行通信請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同請(qǐng)求指令中的地址相對(duì)應(yīng)的從站根據(jù)請(qǐng)求指令中指定的內(nèi)容向主站發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，此方式下主站是主動(dòng)方，從站是被動(dòng)方。輪循方式（Polling-only）第12頁(yè)，共16頁(yè)。此方式是從站產(chǎn)生新數(shù)據(jù)后立即向主站主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)，而不需要主站的請(qǐng)求，此方式下主站是被動(dòng)方，從站是主動(dòng)方。 中斷方式（Interrupt-based）第13頁(yè)，共16頁(yè)。MODBUS : 國(guó)際通用開(kāi)放規(guī)約CDT : 循環(huán)上送規(guī)約（國(guó)頒）DNP3.0 : 分布式網(wǎng)絡(luò)規(guī)約IEC60870-5系列 : 101: 基