计算机控制系统第2版于微波电子课件第7章节总线技术.ppt

* * 可寻址远程传感器数据通路 (Highway Addressable Remote Transducer，简称HART) 。最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。 HART通信模型由3层组成 ：物理层、数据链路层和应用层。物理层采用FSK(Frequency Shift Keying）技术在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用Bell202国际标准；数据传输速率为1200bps，逻辑0的信号频率为2200Hz，逻辑1的信号传输频率为 1200Hz。 七、可寻址远程传感器数据通路 本章内容结束 * * 在计算机应用系统硬件设计中，许多厂商设计和提供了许多具有不同功能的插件(亦称“模板”)。用户为了构成计算机应用系统，希望这些模板能互相兼容，即插件的尺寸、插座的针数及类型、插针的逻辑定义、控制插件工作的时序及电气特性等能够互相兼容。另外，在计算机控制工程中，经常遇到不同系统之间的通信问题。为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础—总线，制定出严格的规约，即总线标准，为各厂商设计和生产插件模块提供统一的依据。从而，采用同一总线标准的不同厂家的插件模块，就可以在控制系统中通用。 * 总线的类别很多，分类方式多样，按应用的场合可分为板内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线以及网络总线等多种类型；按照数据传输方式又可分为串行总线和并行总线等等。 * * 现场总线(Fieldbus)是迅速发展起来的一种工业数据总线,它主要解决现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备与高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线具有简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而成为当今计算机控制领域技术发展的热点之一。 * I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于80年代，最初用于音频和视频设备，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信，可对各个组件进行查询，管理系统的配置或掌握组件的功能状态。也可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，便于管理。 * SPI(Serial Peripheral Interface —— 串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，允许微控制器与各种外围设备以串行方式进行通信、交换信息。外围设备包括简单的TTL移位寄存器(用作并行输入或输出口)至复杂的LCD显示驱动器或A/D转换器等。SPI系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。 * * * FF是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的现场总线技术，它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。 FF分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbps，通信距离可达1900m，可加中继器延长，可支持总线供电，支持本质安全防爆环境；H2的传输速率为1Mbps和2.5Mbps两种，其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理介质的传输信号采用曼彻斯特编码。 局部操作网络 (Local Operating Networks，简称LONWORKS)采用了ISO/OSI模型的全部七层通信协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通信速率从300bps至1.5Mbps不等，直接通信距离可达2700m(78kbps，双绞线)；支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通信介质，并开发了相应的本质防爆安全产品，被誉为通用控制网络。 过程现场总线(Process Fieldbus，简称PROFIBUS)是符合德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。DP型用于分散的外围设备之间的高速数据传输，适用于加工自动化领域。FMS意为现场信息规范，FMS型适用于纺织、楼宇自动化、可编程控