測控總線與儀器通信技術復習市公開課一等獎省賽課微課金獎課件

1．簡述什么叫基帶傳輸、載帶傳輸與寬帶傳輸？答：基帶傳輸---凡按數(shù)字信號原碼進行傳輸成為基帶傳輸?；鶐鬏斨袀鬏斒且幌盗蟹讲娒}沖信號。載帶傳輸---在一條物理信道上，把要傳輸一路數(shù)字信號依附在另一載波信號上進行傳輸，這么傳輸方式稱為載帶傳輸。寬帶傳輸---在一條物理信道上按次序傳輸多路數(shù)字信號，每種要傳輸數(shù)字信號依附在指定頻率載波信號上，用不一樣頻率段進行多路數(shù)字信號傳輸。簡述什么叫幀和幀同時？答：幀是通信最小基本單位，按通信協(xié)議要求格式組成。在不一樣交換方式下，幀有不一樣定義。在報文交換方式中，一幀表示一個完整報文，而在報文分組交換方式中，一幀則表示一個報文分組，數(shù)幀才表示一個報文。幀同時就是研究幀識別問題，也就是在通信時，接收端怎樣識別數(shù)據流中一個幀首尾標志，不允許把一幀信息從中間分割開來，為了實現(xiàn)幀同時，普通在幀信息首部尾部設置標志符。這么，接收方可經過識別首尾標志符來實現(xiàn)幀同時。第1頁2.6.3報文分組交換方式實現(xiàn)方法

簡述報文分組交換方式實現(xiàn)方法有哪些？答：報文分組交換方式實現(xiàn)方法有虛電路法和數(shù)據報法。（1）虛電路法虛電路是建立在通信雙方之間一條邏輯信道。虛電路方法是通信雙方數(shù)據交換在虛電路上完成。虛電路建立過程以下：首先由發(fā)送方發(fā)送一個呼叫請求分組，按照某種路徑選擇標準，分組從一個節(jié)點轉到另一個節(jié)點，并做好路徑標識，最終抵達接收站。若接收站已準備好接收發(fā)送方數(shù)據傳輸請求，則發(fā)回一個呼叫接收分組，該分組沿原路徑返回發(fā)送站。這么就在通信雙方之間建立起一條邏輯信道，這就是虛電路。（2）數(shù)據報方法。在數(shù)據方法中，分組又稱為數(shù)據報。數(shù)據報方法和虛電路方法不一樣，在發(fā)送前雙方不需要建立邏輯連接。在數(shù)據報方式中，每個分組傳送是被單獨自理。每個分組被稱為一個數(shù)據報，每個數(shù)據報本身攜帶足夠地址信息，一個節(jié)點接收到數(shù)據報原樣地發(fā)送到下節(jié)點。接收站接收到數(shù)據報次序被打亂，接收站必須對接收到數(shù)據報進行重新排序，方便恢復原來次序。第2頁.CRC校驗碼是網絡通信中普通采取形式，假設待發(fā)送消息為1000100101，生成多項式選取G=X5+X4+X2+1，CRC校驗碼為多少，發(fā)送方發(fā)出信息為何？例：發(fā)送數(shù)據消息為：1000100101，生成多項式選取G=X5+X4+X2+1，報文多項式：P=X5（X9+X5+X2+1）使用模2除法求P/G余式。第3頁3.3簡單接口通信連接方式測控系統(tǒng)采取簡單接口通信方法物理連接有主從結構、星型結構、總線結構等。3.3.1主從式結構第4頁1.主系統(tǒng)向從系統(tǒng)傳送信息通信過程第5頁2.從系統(tǒng)向主系統(tǒng)傳送信息第6頁3.3.4總線型結構1.概述復雜總線包含地址線，數(shù)據線、控制線等。第7頁2總線型多微機智能儀表第8頁主機開機，用指令使Sele=1。從機開機，用指令使SRDYB=1，SRDY=0。主機讀得SRDYB=1后，主機用指令使MRDY=1。各從機讀得MRDY=1后，用指令輸出SRDY=1，SRDYB=0。主機經過讀取并測試SRDY=1確認全部從機已準備就緒，主機把呼叫從機編號（4位）送上M/S數(shù)據通道，并置MRDY=0。各從機收到MRDY=0后，馬上從M/S數(shù)據通道讀取前4位從機編號。第9頁采取一樣方法再廣播后四位從機編號。主機發(fā)送完后，令Sele=0；從機收到編號后，使SRDYB=1，SRDY=0。各從機收到Sele=0后，馬上把剛收到地址與自己從機號比較，在比較前，置SRDY=1，SRDYB=0。主機接收到SRDY=1，表明各從機沒有故障，全響應了，于是主機置MRDY=1。各從機比較結果，沒有對上編號從機馬上退出。被選中主機讀得MRDY=1后，用指令使SRDY=0。SRDYB=0；主機讀得SRDY=0后，則用指令置MRDY=0。這時，SRDY=0，MRDY=0，SRDYB=0。則從機選擇完成。第10頁4.由一臺IBM-PC與多臺MCS-51組成總線型多微機SIO系統(tǒng)由一臺IBM-PC或其兼容機作為主機，多臺MCS-51單片機作為從機，經過RS-422或RS-232總線互連成主從式總線型多微機SIO系統(tǒng)。1）系統(tǒng)硬件結構第11頁IBM-PC/XT經過機內異步通信適配器掛在總線上，異步通信適配器關鍵是8520芯片，其功效相當于串行接口芯片。每臺MCS-51都是經過串行口經過驅動轉換器后掛在總線上。系統(tǒng)串行總線只提供數(shù)據通道，沒有握手聯(lián)絡通道。2）主機IBM-PC/XT中通信軟件（1）對8250進行初始化設定波特率第12頁4.2.2信箱結構信箱式共享存放區(qū)把各微處理機專用存放區(qū)和共享存放區(qū)劃分開來，僅建立一塊較小共享存放區(qū)供通信使用，而且對共享存放區(qū)作了細分，建立了類似郵政信箱格式分格式邏輯結構。第13頁采取信箱式邏輯結構，使共享存放區(qū)管理變得相當簡單；每個分格只能被兩臺微機訪問，且只能一讀一寫。信箱結構共享存放區(qū)即使管理方便，但所需存放區(qū)單元且較多。4.2.3通信池結構采取通信池結構，共享存放區(qū)中每個存放單元作用一樣、功效單一，共享存放區(qū)本身比較簡單；第14頁4.4雙端口存放器及其應用4.4.1雙向傳輸雙端口存放器第15頁雙向端口控制器構圖第16頁P1向P2發(fā)送數(shù)據或P2向P1發(fā)送數(shù)據統(tǒng)一表示為Pi向Pj發(fā)送數(shù)據（i=1，j=2或i=2，j=1）。Pi向Pj發(fā)送數(shù)據過程如圖所表示：第17頁Pi運行發(fā)送程序，把數(shù)據寫入雙端口存放器；Pi發(fā)送結束，將本身標志單元FSi置1，其最終一條指令ENi有效，這將使ESj變負，從而向Pj提出中止請求；Pi發(fā)出發(fā)送請求信號MSi，RSi觸發(fā)器置1；假如Pi為最高優(yōu)先者，且BUSY，MS為高電平，則使ESi置1，開放端口MP中MPi部分，與此同時ESi信號向Pi微機發(fā)中止請求（接INT）通知可發(fā)送數(shù)據；假如Pi不是最高優(yōu)先者，只要此時沒有其它微機請求發(fā)送則上述過程繼續(xù)進行；第18頁5.總線標準與標準總線總線是一束公用線，在這束公用線中，必須要求每根線功效，它們之間相互配合和位置關系，如此等等必須人為地做出要求，才能依據這些要求使用總線，設計電路。這一系列相關總線要求就成為總線標準。包含，機械規(guī)程、電氣規(guī)程，功效規(guī)程和過程規(guī)程。那些受到國際組織認可、推薦，為許多國家、行業(yè)、用戶所公認總線才稱為標準總線。第19頁（6）共用線，包含地址線8根，電源線14根，保留2根以及INIT，初始化開啟；CCLK，固定時鐘。5.3.2數(shù)據傳送過程Multibus總線采取異步方式實現(xiàn)總線握手，所以可兼容各種不一樣速率設備，其數(shù)據傳輸過程以下：（1）讀操作過程主模塊發(fā)出地址，繼而發(fā)出讀命令MRDC或者IORC，然后從模塊把數(shù)據置于數(shù)據總線上，隨即從模塊發(fā)出響應信號XACK。第20頁（2）寫操作過程主模塊首先發(fā)出地址，同時還把數(shù)據置于數(shù)據總線上。主模塊發(fā)出寫命令MWTC或IOWC。從模塊從數(shù)據線上讀取數(shù)據，隨即發(fā)出響應信號XACK。第21頁5.3.5總線仲裁（1）串行判優(yōu)Multibus總線支持多微處理機系統(tǒng)，在總線上能夠掛接數(shù)塊多主模塊。Multibus總線握手采取異步方式，為了進行總線仲裁，要求這數(shù)塊多主模塊內總線仲裁器必須同時運行，因而應該設置總線時鐘BCLK供各主模塊中總線仲裁器使用。第22頁第23頁（2）并行判優(yōu)第24頁工作過程：系統(tǒng)中全部多主模塊總線仲裁器皆接入總線時鐘BCLK，方便同時。在BCLK下降沿之后35ns，請求使用總線多主模塊發(fā)出BREQ總線請求信號，送到74LS148。當有兩個或兩個以上BREQ總線請求時，優(yōu)先權編碼譯碼電路也只有一個輸出信號（低電平），把該信號送到優(yōu)先權高多主模塊BPRN端，使BPRN=0，而其它BPRN=1，于是優(yōu)先權高主模塊取得了總線控制器權，但還要求在該時鐘周期結束前22ns內把BPRN=0信號送到優(yōu)先權高多主模塊，不然仲裁失敗。由此可見，并行判優(yōu)延時主要由74LS148與8205引發(fā)。第25頁第26頁8.1.2GPIB三線掛鉤技術GPIB系統(tǒng)采取廣播通信。講者知道全部聽者準備好接收數(shù)據把數(shù)據放在數(shù)據線上宣告數(shù)據有效接收數(shù)據接收完成，通知講者。講者把數(shù)據撤除。第27頁第28頁講者工作過程聽者工作過程第29頁8.2GPIB消息編碼格式一、邏輯組成模型設備功效區(qū)：完成器件所擔負測控功效。產生器件消息（DeviceDependentMessage）經過接口編碼送上Bus；同時也接收由接口譯碼別器件發(fā)出器件消息。接口功效區(qū)：實現(xiàn)器件間匹配連接（機械、電氣、功效，運行）用以管理和控制器件消息傳遞。接口消息：由接口功效接收，并據之改變狀態(tài)消息（InterfaceMassages）遠地接口消息：經由GPIB總線傳遞當?shù)亟涌谙ⅲ涸谄骷πc接口功效之間傳遞第30頁二系統(tǒng)消息分類第31頁設備消息：經過總線，在兩臺設備設備功效之間傳遞消息稱為設備消息。比如程控命令、數(shù)據測量、狀態(tài)字節(jié)等。接口消息：經過總線，在兩臺設備接口功效之間傳遞消息稱為接口消息。接口消息用來管理接口本身操作，使接口功效狀態(tài)發(fā)生變遷。接口消息又分為單線接口消息與多線接口消息。遠地消息：凡經過總線傳來消息稱為遠地消息。設備消息與接口消息都屬于遠地消息。要求用三個大寫字母表示。當?shù)叵ⅲ涸谝慌_內部設備功效與接口功效之間傳遞消息稱為當?shù)叵?。分為兩種，一個由設備發(fā)往接口功效當?shù)叵ⅲ↖EC-625對這類當?shù)叵⒆髁艘螅?。還有一個是由接口功效發(fā)往設備功效消息（沒有作要求）。第32頁4）命令傳遞和譯碼

圖表示機箱控制器將一個命令N(i)A(j)F(k)傳遞到組件例子。該命令由系統(tǒng)控制器(普通是計算機)發(fā)出，存放在機箱控制器存放器中。

第33頁

在數(shù)據路中，全部由讀出線R和寫入線W傳遞信息統(tǒng)稱為數(shù)據，它能夠是測量數(shù)據，也能夠是狀態(tài)信息和控制信息。

（3）數(shù)據及其傳遞第34頁

寫線(W1～W24)作用是將控制器所產生數(shù)據信號傳輸?shù)浇M件存放器內。在每次寫入操作時，控制器在W母線上產生數(shù)據信號，該信號在Sl前抵達穩(wěn)定狀態(tài)，并保持到操作結束。

讀線(R1～R24)作用是將組件所產生數(shù)據傳輸給控制器。在每次讀操作期間，組件在讀出母線R上建立起數(shù)據，在選通脈沖之前抵達穩(wěn)定狀態(tài)，而且在整個數(shù)據路操作連續(xù)期保持不變，除非改變了數(shù)據源狀態(tài)?？刂破髟跁r開啟對R線上數(shù)據接收動作。第35頁（2）P2連接器P2連接器總線包含各種電源引腳、10MHz差分時鐘、2條并列ECL觸發(fā)線、8條并行TTL觸發(fā)線、模塊識別線、24條當?shù)乜偩€、模擬相加線等。1）CLK10CLK10是10MHz系統(tǒng)時鐘。它源于0號槽并分配至1～12號槽P2上。0號槽輸出是差分ECL信號，經背板緩沖后作為單源和單目標差分ECL信號分配至各模塊插槽。CLK10在背板上是被單獨緩沖。2）MODIDMODID為模塊識別總線，用來檢測槽中模塊存在是否。識別一尤其器件幾何位置(槽號)；用指示燈或其它方法顯示模塊實際物理位置。3）TTL觸發(fā)線