第五章通信原理及接口电路设计_智能仪表原理与设计.pptx

第五章 通信原理及接口 电路设计;5.1 概述; 控制系统的发展推动了智能仪表通信接口的发展。仪表之间要进行信息交换和传输，这是通过仪表的通信接口、按照一定的协议来实现的。通信接口是各台仪表之间或仪表与PC机之间进行信息交换和传输的联络装置。;异步串行通信接口 并行通信接口 USB接口（通用串行总线） 现场总线接口 以太网接口 电力网络 蓝牙技术：无线通信网络;5.2 串行总线通信; 传统的通信接口包括并行和串行通信接口，控制系统普遍使用串行通信方??。串行通信接口标准有RS-232C、RS-422、RS-485等。;RS-232C以位串型方式传输数据，1位起始位、5~8 位ASCII码数据及1~2位停止位，逻辑1的电平是-15 ~ -5V，逻辑0的电平+5 ~ +15V。;工业上普遍使用RS-485串行接口标准, 因采用平衡差分信号线, 故其数据传送率较RS-232C高, 传送距离也长。 ;5.2.2 串行通信的基本概念;通信线路工作方式;通信线路的连接方式;每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second ）也称比特率。 波特率―――每秒传输的“符号”（也称离散状态）的个数。 【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】 在计算机中，一个“符号”的含义为高、低两种电平，分别代表逻辑值“1”和“0”，所以每个符号的信息量为1比特，此时波特率与比特率刚好一致。 但在其他一些场合（例如通信中采用的“相—幅”复合调制技术，一个“符号”的信息含量就不是一个比特，此时，波特率就不等于比特率。;F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率 波特率因子：数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比例系数 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特率。 例如：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波特率为1200 bps。 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟频率的要求。 1200＊16＝19200（时钟频率）;异步通信方式（Asynchronous）;异步通信方式：也称“起止同步式”。;异步传输数据格式：; 同步通信规程: 发送器和接收器使用同一时钟源来同步 用二进制系列（同步字符）来表示开始发送有效数据 如暂无数据发送，用同步字符填充 成批发送的数据，成为数据流或数据场 两类：面向字符型（BSC）；面向比特（SDLC，HDLC） 传输速率高，适用于设备间工作速度比较接近的场合。;同步通信信息格式;校验：串行通信重要环节，衡量通信系统的指标 奇偶校验（Parity Check ） CRC校验（Cyclic Redundancy Check ）;信号远距离传输时，利用普通电话线进行传输。 现在的电话网是模拟通信系统，它是为传输话音信息而设计的。要在电话网上传送数字信号，必须经过调制和解调 调制(Modulate)：数字信号-模拟（音频）信号 解调(Demodulate)：模拟信号-数字信号;方法：选取音频范围某一频率的正（余）弦模拟信号作为载波，用以运载所要传送的数字信号。要用传送的数字信号改变载波信号的幅值、频率或相位，使之在信道上传送；到达信道另一端，再将数字信号从载波中取出。 调制技术 FSK frequency shift keying， PSK Phase-Shift-Keying PAM Pulse Amplitude Modulation;;1969年， EIA制定的适合于DTE和DCE之间相互连接与通信的串行通信规程。 最初为解决利用电话网进行通信的问题而提出。 DTE－Data Terminal Equipment (Computer)：数据终端设备 DCE－Data Communication Equipment(MODEM)：数据通信设备 -Data Circuit-terminal Equipment 数字电路终端设备;1.数据传送格式;(1) 采用负逻辑：＋5V～＋15V——逻辑0 －5V～－15V——逻辑1 (2) 目的： 补偿传输线上的损耗 抗噪声干扰;(3)RS-232C电平与TTL电平之间的转换 TTL： +5V：1 0V：0 RS-232： -15V～-3V： 1 +3V～+15V：0 TTL电平→RS-232C电平：MC1488 RS-232C电平→TTL电平：MC1489; （a）MC1488 （b）MC1489;MC1488/1489是功能单一的发送/接受器，在双向数据传输中各端都要同时使用这两个器件