第五章 多单片机统与通信总线 智能仪表1.ppt

多单片机系统与通信总线  本章主要内容 一、概 述 二、多单片机系统的结构与通信 三、智能仪表的对外通信与标准总线 四、现场总线与智能仪表 五、TCP/IP协议与智能仪表上网 一、概 述 微电子技术、计算机技术和通信技术的发展→逐步形成了多微机测量、控制系统→深入到计算机网络。 在智能仪表方面则形成了多微处理器（多单片机）结构的设计方法→现场总线、PXI和VXI总线方向的发展分支。 一、概 述 多微机测量、控制系统：一般指由多个微机按分级结构组成的系统。（又称为集散系统 ） 核心：下级仪表、控制站、操作站、数据库 计算机网络：计算机技术与通信技术相结合的产物。 特点：各自独立、资源共享 现场总线（Fieldbus）：现场通信网络与控制系统的集成。 节点：智能现场仪表或设备 一、概 述 多微处理器系统与单CPU系统比较，具有: 单片机串行口直接连接式 SPI总线连接与通信式 多端口存储器连接式 共享总线式 并口连接式 2.接口总线 概述 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 四、现场总线与智能仪表 2.协议与标准 2.协议与标准 （2）IEEE802.3标准 （2） IEEE802.3标准 （2） IEEE802.3标准 （2） IEEE802.3标准 （3）交换式802.3局域网 TCP/ IP 协议是现今最流行的网际互联协议， 是由TCP和IP协议为主构成的一个协议簇。 TCP指传输控制协议 IP指互联网协议 TCP/IP协议分为五层，即： 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 1.TCP/IP协议与以太网概述 计算机网络可分为点到点连接的网络和采用广播信道的网络两类。 用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路层的子层，称作介质访问控制MAC (medium access control)子层。 介质访问子层的中心论题是如何给竞争的用户各分配一个单独的广播道。 目前,分配方法有静态分配和动态分配两种。 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 （1）载波侦听多路访问协议 (carrier sense multiple access protocol) 网络节点侦听载波是否存在（即有无传输）并作出相应动作的协议，被称为载波侦听协议。 CSMA/CD（carrier sense multiple access with collision detection）协议是一种带冲突检测的载波侦听多路访问协议。 1-持续CSMA 非持续CSMA p-持续CSMA 3种类型： 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 IEEE802.3标准适用于1-持续CSMA/CD局域网。 其工作原理是：当节点希望传送时，它就等到线路空闲为止，否则就立即传输。如果两个或多个节点同时在空闲的电缆上开始传输，它们就会冲突。于是所有冲突节点终止传送，等待一个随机的时间后，再重复上述过程。 概况： 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 2.协议与标准 拓扑结构 建筑物内的不同走线方式: 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 2.协议与标准 中继器 中继器是一个物理层设备，它双向接收、放大并重发信号。 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 2.协议与标准 一个系统中可拥有多个电缆段和多个中继器，但两个收发器间不得超过2.5km，任意两个收发器间的路径上不得有4个以上的中继器。 中继器实物 帧格式： 先导字段：7字节的开头，每字节的内容 帧开始标志：内容一字节。 目的地址和源地址：2字节或6字节，但是10Mb/s基带只 使用6字节。（目的地址的最高位为0是普通地址，为1时是组播地址，全1时为广播地址）。 长度字段：2字节（0~1500）。 数据部分：来自上层。 填充字段：数据部分最短长度46字节。 校验和：循环冗余校验。 五、 TCP/IP协议与智能仪表上网 2.协议与标准 交换式局域网的心脏是一个交换机。 当一个节点想发送一802.3帧时，它就向交换机输出一标准帧。插板检查该帧的目的地是否为连接在同一块插板上的另一节点。如