3.4 通信总线.ppt

3.4 通信总线 通信总线又称外总线，它用于计算机之间、微型计算机与远程终端、微型机与外部设备以及微型计算机与测量仪器仪表之间的通信。这类总线不是微型计算机系统所特有的总线，而是利用电子工业或其它领域已有的总线标准。通信总线分为并行总线和串行总线。在计算机网络、微型机自动测试系统、微型机工控系统中得到广泛的应用。下面介绍几种典型的通信总线。 IEEE 488总线 IEEE 488是一种并行的外总线，是20世纪70年代由HP公司制定的。HP公司为了解决各种仪器仪表与各类计算机的接口时由于互相不兼容而带来的连接麻烦，而研制了通用接口总线HP-IB总线。1975年IEEE以IEEE 488标准总线予以推荐，1977年国际电工委员会（IEC）也对该总线进行认可与推荐，定名为IE-IB。所以这种总线同时使用了IEEE-488，IEC-IB（IEC接口总线），HP-IB（HP接口总线）或GP-IB（通用接口总线）多种名称。 由于IEEE-488总线的推出，当用IEEE 488标准建立一个由计算机控制的测试系统时，不要再加一大堆控制电路，IEEE 488系统以机架层叠式智能仪器为主要器件，构成开放式的积木测试系统。因此，IEEE 488总线是当前工业上应用最广泛的通信总线之一。 系统上设备的工作方式 IEEE 488总线接口结构如图2.12所示。 利用IEEE 488总线将微型计算机和其它若干设备连接在一起。可以采用串行连接，也可以采用星形连接。 IEEE 488总线使用的约定 （1）数据传输速率≤1MB/s。 （2）连接在总线上的设备(包括作为主控器的微型机)≤15个。 （3）设备间的最大距离≤20m。 （4）整个系统的电缆总长度≤220m，若电缆长度超过220m，则会因延时而改变定时关系，从而造成工作不可靠。这种情况应附加调试解调器。 （5）所有数据交换都必须是数字化的。 （6）总线规定使用24线的组合插头座，并且采用负逻辑，即用小于+0.8V的电平表示逻辑“1”，用大于2V的电平表示逻辑“0”。 系统上设备的工作方式 在IEEE 488系统中的每一个设备可按如下三种方式工作。 （1）“听者”方式：作为接收器，它从数据总线上接收数据，一个系统在同一时刻，可以有两个以上的“听者”在工作。可以充当“听者”功能的设备有：微型计算机、打印机、绘图仪等。 （2）“讲者”方式：作为发送器，它向数据总线发送数据，一个系统可以有两个以上的“讲者”，但任一时刻只能有一个“讲者”在工作。具有“讲者”功能的设备有：微型计算机、磁带机、数字电压表、频谱分析仪等。 （3）“控制者”方式：这是一种向其它设备发布命令的设备，例如对其它设备寻址，或允许“讲者”使用总线。控制者通常由微型机担任。一个系统可以有不只一个控制者，但每一时刻只能有一个控制者在工作。 系统上设备的工作方式 在IEEE 488总线上的各种设备可以具备不同的功能。有的设备如微型计算机可以同时具有控制者、听者、讲者三种功能。有的设备只具有收、发功能，而有的设备只具有接收功能，如打印机。在某一时刻系统只能有一个控制者，而当进行数据传送时，某一时刻只能有一个发送器发送数据，允许多个接收器接收数据。也就是可以进行一对多的数据传送。 系统上设备的工作方式 一般应用中，例如，微型机控制的数据测量系统，通过IEEE 488将微型机和各种测试仪器连接起来，则只有微型机具备控制、发、收三种功能，而总线上的其它设备都没有控制功能。当总线工作时，由控制者发布命令，规定哪个设备为发送器、哪个为接收器，而后发送器可以利用总线发送数据，接收器从总线上接收数据。 IEEE 488总线信号定义说明 IEEE 488总线使用24线组合插头座，其各引脚定义列于表2.7。 IEEE 488的信号线除8条地线外，有以下三类信号线。 （1）D7~D0数据总线，双向，除了用于传送数据外，还用于“听”、“讲”方式的设置，以及设备地址和设备控制信息的传送。即在D7~D0上可以传送数据、设备地址和命令。这是因为该总线没有设置地址线和命令线，这些信息要通过数据线上的编码来产生。 （2）字节传送控制线，在IEEE 488总线上数据传送采用异步握手（挂钩）联络方式，即用DAV、NRFD和NDAC 3根线进行握手联络。 ．DAV(Data Available)数据有效线。当由发送器控制的数据总线上的数据有效时，发送器置DAV为低电平，(逻辑1)，指示接收器可以从总线上接收数据。 ．NRFD(not ready for data)未准备好接收数据线，只要连接在总线上被指定为接收器中的设备，尚有一个未准备好接收数据，接收器就置NRFD线为有效低电平，示意发送器不要发出数据。当所有接收器都