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1、7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥17.1数字通信基础数字通信基础7.2数字信号的传输数字信号的传输7.3总线通信技术总线通信技术7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥27.3总线通信技术总线通信技术7.3.1并行与串行通信并行与串行通信1.并行通信：并行通信：可以多位数据同时传输、速度快、占用资源多。可以多位数据同时传输、速度快、占用资源多。分：数据总线分：数据总线DB、控制总线、控制总线CB、地址总线、地址总线AB2.串行通信：串行通信：一位一位数据传输、速度慢、占用资源少。一位一位数据传输、速度慢、占用资源少。是现在的主流通信技术。是现在的主流通信技术。7 测控网络与数字通信
2、技术授课教师：王 翥37.3总线通信技术总线通信技术7.3.2串行通信的基本概念串行通信的基本概念1.同步技术同步技术（a）同步通信）同步通信（b）异步通信）异步通信7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥47.3总线通信技术总线通信技术7.3.2串行通信的基本概念串行通信的基本概念1.同步技术同步技术（a）同步通信）同步通信同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息，这里的信息帧通常含有若干个数据字符。传送一帧信息，这里的信息帧通常含有若干个数据字符。采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符采用同步通信时
3、，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。接收端识别同步字符，当检测到有一串同步传输不允许有间隙。接收端识别同步字符，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。后的数位作为实际传输信息来处理。USRT同步收发器同步收发器7 测控网络与数字通信
4、技术授课教师：王 翥57.3总线通信技术总线通信技术7.3.2串行通信的基本概念串行通信的基本概念1.同步技术同步技术（b）异步通信）异步通信每个字符都是以起始位开始、停止位结束的一桢数据，如下每个字符都是以起始位开始、停止位结束的一桢数据，如下图数据格式。图数据格式。UART异步收发器异步收发器发送数据由低位到高位，无数据发送时，电平始终保持停止位状发送数据由低位到高位，无数据发送时，电平始终保持停止位状态（即：高电平状态）态（即：高电平状态）7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥67.3总线通信技术总线通信技术7.3.2串行通信的基本概念串行通信的基本概念1.同步技术同步技术（b）异步
5、通信）异步通信如图，在无数据状态（即：停止位状态），接收端时刻检查如图，在无数据状态（即：停止位状态），接收端时刻检查是否有保持是否有保持8或或9个连续的时钟脉冲（个连续的时钟脉冲（TC），以此确定是否为起始），以此确定是否为起始位。这样，既可以克服时钟误差，又可以噪声干扰。确定的时刻位。这样，既可以克服时钟误差，又可以噪声干扰。确定的时刻基本就是起始位的中点。再以此为时间基准，每隔基本就是起始位的中点。再以此为时间基准，每隔16个个TC进行一进行一次采样，并作为判断数据的依据，直至下一个停止位。次采样，并作为判断数据的依据，直至下一个停止位。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥77.3
6、总线通信技术总线通信技术7.3.2串行通信的基本概念串行通信的基本概念2.数据传输速率、误码率数据传输速率、误码率（1）数据传输数率）数据传输数率1）比特率：每秒传输的二进制数据位数叫做比特率。单位：）比特率：每秒传输的二进制数据位数叫做比特率。单位：bit/S2）波特率：每秒传输数据位和控制位（泛指二进制信号）的总数）波特率：每秒传输数据位和控制位（泛指二进制信号）的总数叫做波特率。叫做波特率。例如：每秒传输例如：每秒传输120字节数据，每个字节字节数据，每个字节8位数据、位数据、1位起始位、位起始位、1为停止位。数据总数为：为停止位。数据总数为：960位，数据位位，数据位+控制位总数为：控
7、制位总数为：1200位。位。则：比特率为则：比特率为960bit/S，波特率为：，波特率为：1200bit/S。（2）数据传输误码率）数据传输误码率反应信号传输的正确性，包括误比特率、误码元率。反应信号传输的正确性，包括误比特率、误码元率。bps7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥87.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（1）IEEE-488标准（标准（GP-IB标准）标准）该标准是为可程控仪器仪表设计的，便于构成自动测控系统。该标准是为可程控仪器仪表设计的，便于构成自动测控系统。GPIB标准包括标准包括
8、接口接口与与总线总线两部分。两部分。接口部分由各种逻辑电路组成，接口部分由各种逻辑电路组成，与各仪器装置安装在一起，用于对传送的信息进行发送、接收、与各仪器装置安装在一起，用于对传送的信息进行发送、接收、编码和译码编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用作传输各种消总线部分是一条无源的多芯电缆，用作传输各种消息息。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥97.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（2）基本特性）基本特性1）可挂接仪器容量可挂接仪器容量15台台设备；2）总线长度度20m；3）最大传输速率）最大
9、传输速率 1MBYT/S；4）总线上传输的消息采用负逻辑：）总线上传输的消息采用负逻辑：低电平（低电平（0.8V）为逻辑）为逻辑“1”，高电平（，高电平（2.0V）为逻辑）为逻辑“0”；5）地址容量：单字节地址：）地址容量：单字节地址：31个讲地址，个讲地址，31个听地址；个听地址；双字节地址：双字节地址：961个讲地址，个讲地址，961个听地址；个听地址；6）一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。）一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥107.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接
10、口并行接口并行接口（3）系统构成）系统构成将具有将具有GPIB接口的仪器用接口的仪器用GPIB总线连接起总线连接起来的标准接口总线系统如图所示。来的标准接口总线系统如图所示。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥117.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（4）总线构成）总线构成8条数据线条数据线3条挂钩线条挂钩线5条管理线条管理线挂挂钩钩线线DAV数据有效线NRFD未准备好接收数据线NDAC未接收到数据线接接口口管管理理线线ATN注意线控者使用IFC接口清除线控者使用REN远控可能线控者使用SRQ服务请求线
11、控者以外使用EOI结束或识别线通用7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥127.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（5）系统功能的三要素系统功能的三要素GPIB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有讲者、听者、控者三类仪器装置。讲者、听者、控者三类仪器装置。讲者讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置是通过总线发送仪器消息的仪器装置(如测量仪器、数据如测量仪器、数据采集器、计算机等采集器、计算机等)，在一个，在一个GPIB系统中，可以设置多个讲者，系统中
12、，可以设置多个讲者，但在某一时刻，只能有一个讲者在起作用。但在某一时刻，只能有一个讲者在起作用。听者听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置是通过总线接收由讲者发出消息的装置(如打印机、信号如打印机、信号源等源等)，在一个，在一个GPIB系统中，可以设置多个听者，并且允许多个系统中，可以设置多个听者，并且允许多个听者同时工作。听者同时工作。控者控者是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备进行寻址或允许进行寻址或允许“讲者讲者”使用总线等，控者通常由计算机担任。使用总线等，控者通常由计算机担任。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥137
13、.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（5）系统功能的三要素系统功能的三要素GPIB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。控者系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。控者、讲者、听者被称为系统功能的三要素，对于系统中的某一台装、讲者、听者被称为系统功能的三要素，对于系统中的某一台装置可以具有三要素中的置可以具有三要素中的1个、个、2个或全部。个或全部。GPIB系统中的计算机一系统中的计算机一般同时兼有讲者、听者与控者的功能。般同时兼有讲者、听者与控者的功能。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥14
14、7.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（6）三线连锁挂钩原理）三线连锁挂钩原理为了保证为了保证GPIB总线能够正确地、有节奏地传输数据，必须对总线能够正确地、有节奏地传输数据，必须对数据总线的时序加以控制，其主要方式是利用数据总线的时序加以控制，其主要方式是利用DAV、NRFD、NDAC三条挂钩联络线进行联络，这种方式称为三线连锁挂钩原三条挂钩联络线进行联络，这种方式称为三线连锁挂钩原理。在这种方式中，源为理。在这种方式中，源为(讲者讲者)向受方向受方(听者听者)传输消息的每一个过传输消息的每一个过程都要受到程
15、都要受到DAV、NRFD、NDAC三条线上消息的制约，每传递三条线上消息的制约，每传递一个数据字节信息，不论是仪器消息还是接口消息，源方一个数据字节信息，不论是仪器消息还是接口消息，源方(讲者与讲者与控者控者)与受方与受方(听者听者)之间都要进行一次三线挂钩过程之间都要进行一次三线挂钩过程握手。握手。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥157.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（6）三线连锁挂钩原理）三线连锁挂钩原理假定地址已发送，听者和讲者均己受命。三线挂钩过程如下：假定地址已发送，听者和讲者均己受命。
16、三线挂钩过程如下：1）听者使）听者使NRFD呈高电平呈高电平，表示己做好接收数据的准备（，表示己做好接收数据的准备（*总总线上所有的听者是线上所有的听者是“线或线或”连接至连接至NRFD线上，线上，只要有一个听者未做只要有一个听者未做好准备好准备，NRFD就呈低电平）；就呈低电平）；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥167.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（6）三线连锁挂钩原理）三线连锁挂钩原理2）讲者发现）讲者发现NRFD呈高电平呈高电平后，就把数据放在后，就把数据放在DIO线上，并令线上，并令DA
17、V为低电平为低电平，表示，表示DIO线上的数据已经线上的数据已经稳定且有效。稳定且有效。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥177.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（6）三线连锁挂钩原理）三线连锁挂钩原理3）听者发现）听者发现DAV线呈低电平线呈低电平后，就令后，就令NRFD也呈低电平也呈低电平，表，表示准备接收数据。在接收数据的过程中，示准备接收数据。在接收数据的过程中，NDAC线一直保持低电平，线一直保持低电平，直至每个听者都接收完数据，方上升为高电平直至每个听者都接收完数据，方上升为高电平（*所有
18、听者也所有听者也是是“线或线或”接到接到NDAC线上）；线上）；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥187.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（6）三线连锁挂钩原理）三线连锁挂钩原理4）当讲者检测出）当讲者检测出NDAC为高电平为高电平后，就令后，就令DAV为高电平为高电平，表，表示总线上的数据不再有效。听者检测出示总线上的数据不再有效。听者检测出DAV为高电平为高电平，就令，就令NDAC再次变为低电平再次变为低电平，以准备进行下一个循环过程，以准备进行下一个循环过程。三线挂钩技术三线挂钩技术可以协调快慢
19、可以协调快慢不同的设备可不同的设备可靠地在总线上靠地在总线上进行信息传递。进行信息传递。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥197.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总线系统的功能GPIB标准把实现自动测量和控制所必须具有的全部逻辑功能概标准把实现自动测量和控制所必须具有的全部逻辑功能概括为括为10种接口功能：种接口功能：如前所述的如前所述的控者功能控者功能(C)、讲者功能讲者功能(T)和和听者功能听者功能(L)是一个是一个自动测试系统中必不可少的主种最基本的功能。除此之外，
20、为了自动测试系统中必不可少的主种最基本的功能。除此之外，为了使系统传递的每一个数据字节都能做到准确、可靠、无误，除了使系统传递的每一个数据字节都能做到准确、可靠、无误，除了需要进行前述的三线挂钩，又设置了：需要进行前述的三线挂钩，又设置了：源挂钩功能源挂钩功能(SA)：为讲者功能和控者功能服务；：为讲者功能和控者功能服务；受者挂钩功能受者挂钩功能(AH)：主要为听者功能服务。：主要为听者功能服务。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥207.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总
21、线系统的功能源挂钩功能源挂钩功能利用利用DAV控制线向受者挂钩功能表示发送的数据控制线向受者挂钩功能表示发送的数据是否有效；是否有效；受者挂钩功能受者挂钩功能则利用则利用NRFD和和NDAC控制线向源挂钩功能表示控制线向源挂钩功能表示是否已经接收到数据。是否已经接收到数据。以上以上5种基本接口功能为系统提供了在正常工作期间使数据准种基本接口功能为系统提供了在正常工作期间使数据准确可靠传送的能力。但仅此还是不够的，为了处理测试过程中可确可靠传送的能力。但仅此还是不够的，为了处理测试过程中可能遇到的各种问题，能遇到的各种问题，GPIB又增加了又增加了5种具有相应管理能力的接口种具有相应管理能力的接
22、口功能。功能。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥217.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总线系统的功能1）控者功能）控者功能(C)、2）讲者功能）讲者功能(T)、3）听者功能）听者功能(L)、4）源）源挂钩功能挂钩功能(SA)、5）受者挂钩功能）受者挂钩功能(AH)5种基本接口功能为系统提种基本接口功能为系统提供了在正常工作期间使数据准确可靠传送的能力。供了在正常工作期间使数据准确可靠传送的能力。GPIB还有还有5种具有相应管理能力的接口功能种具有相应管理能力的接口功能:
23、6）服务请求功能）服务请求功能(SR)；7）并行点名功能）并行点名功能(PP)；8）远控本控功能）远控本控功能(R/L)；9）装置触发功能）装置触发功能(DT)；10）装置消除功能）装置消除功能(DC)；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥227.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总线系统的功能1）控者功能）控者功能(C)、2）讲者功能）讲者功能(T)、3）听者功能）听者功能(L)、4）源）源挂钩功能挂钩功能(SA)、5）受者挂钩功能）受者挂钩功能(AH)。6）服务请求功能服
24、务请求功能(SR)：指当系统中某一装置在运行时遇到某些情指当系统中某一装置在运行时遇到某些情况时况时(例如测量己完毕、出现故障等例如测量己完毕、出现故障等)，能向系统控者提出服务请求，能向系统控者提出服务请求的能力；的能力；7）并行点名功能并行点名功能(PP)：是系统控者为快速查询请求服务装置而设是系统控者为快速查询请求服务装置而设置的并行点名功能，配备置的并行点名功能，配备PP功能的装置才能对控者的并行点名作功能的装置才能对控者的并行点名作出响应；出响应；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥237.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标
25、准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总线系统的功能1）控者功能）控者功能(C)、2）讲者功能）讲者功能(T)、3）听者功能）听者功能(L)、4）源）源挂钩功能挂钩功能(SA)、5）受者挂钩功能）受者挂钩功能(AH)、6）服务请求功能）服务请求功能(SR)、7）并行点名功能）并行点名功能(PP)。8）远控本控功能远控本控功能(R/L)：用来选择远地和本地用来选择远地和本地2个工作状态之一；个工作状态之一；9）装置触发功能装置触发功能(DT)：使装置能从总线接收到触发信息，以便进使装置能从总线接收到触发信息，以便进行触发操作或同步操作行触发操作或同步操作,装置的接口中必须设
26、置装置的接口中必须设置DT功能；功能；10）装置消除功能装置消除功能(DC)：能使仪器装置接收清除信息并返回到初能使仪器装置接收清除信息并返回到初始状态。系统控者通过总线命令使那些配置有此功能的装置同时始状态。系统控者通过总线命令使那些配置有此功能的装置同时或有选择地被清除而回到初始状态。或有选择地被清除而回到初始状态。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥247.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（7）GP-IB总线系统的功能总线系统的功能实际上实际上并非并非每台装置都必须具有这每台装置都必须具有这10种
27、接口功能。种接口功能。例如一台例如一台数字电压数字电压表一方面要接收程控命令，另一方面又要表一方面要接收程控命令，另一方面又要发送测量数据，因而一般应发送测量数据，因而一般应配置除控者之外的其他配置除控者之外的其他9种功能种功能。一台一台打印机打印机只需只需“听听”。所以通常。所以通常只需配置受者挂钩功能只需配置受者挂钩功能（AH）、听者功能（）、听者功能（L）、远控本控功能（）、远控本控功能（R/L）和装置触发功能）和装置触发功能（DT）等接口功能。等接口功能。很显然，除了作为控者的其他所有装置都无须配置控着功能很显然，除了作为控者的其他所有装置都无须配置控着功能功能（功能（C）功能。）功能
28、。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥257.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（8）GP-IB总线接口消息与编码总线接口消息与编码按用途来分按用途来分,可分为可分为接口消息和仪器消息接口消息和仪器消息两大类。两大类。按传递的途径来分按传递的途径来分，可分为，可分为本地消息和远地消息本地消息和远地消息两种。两种。远地消息是经总线传递的消息，它可以是仪器消息也可以是接远地消息是经总线传递的消息，它可以是仪器消息也可以是接口消息，用口消息，用3个大写英文字母表示，如个大写英文字母表示，如MLA(我的听地址我的
29、听地址)。本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息，用本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息，用3个小个小写英文字母表示，如写英文字母表示，如pon(电源开电源开)。按使用信号线的数目来分按使用信号线的数目来分，可分为，可分为单线消息和多线消息单线消息和多线消息两种。两种。用两条或两条以上信号线传递的消息称为多线消息，例如各用两条或两条以上信号线传递的消息称为多线消息，例如各种通令、指令、地址数据等。通过一条信号线传送的消息称为单种通令、指令、地址数据等。通过一条信号线传送的消息称为单线消息，例如线消息，例如ATN、IFC等。等。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥267.
30、3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行下面以一个简单的自动测试系统来说明下面以一个简单的自动测试系统来说明GPIB标准接口系统标准接口系统运行的大致过程。运行的大致过程。系统的测试目标系统的测试目标是测试设备各部分的压力，数百个压力传感是测试设备各部分的压力，数百个压力传感器安置在被测设备的各测试点上，在计算机的控制下，器安置在被测设备的各测试点上，在计算机的控制下，扫描器扫描器将将顺序采集到的传感器输出信号送往顺序采集到的传感器输出信号送往A/D转换器，转换器
31、，A/D转换器将输出转换器将输出的信号送给数字电压表去显示，数字电压表又将数据送给计算机的信号送给数字电压表去显示，数字电压表又将数据送给计算机处理，最后由打印机将处理后的结果打印出来。处理，最后由打印机将处理后的结果打印出来。压力传感器A/D数字电压表计算机打印机7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥277.3总线通信技术总线通信技术7.3.3几种常用的通信总线几种常用的通信总线1.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行压力传感器A/D数字电压表计算机打印机A/D7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥281.GP-IB标准接口
32、标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系统的工作流程如下：1）控制器通过）控制器通过C功能发出远控（功能发出远控（REN）消息，使系统中所有）消息，使系统中所有装置都处于控者的控制之下；装置都处于控者的控制之下；2）控制器通过）控制器通过C功能发出功能发出接口清除（接口清除（IFC）消息，使系统消息，使系统中所有装置都处于初始状态；中所有装置都处于初始状态；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥291.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系
33、统的工作流程如下：3）控制器发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；）控制器发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；4）控制器通过）控制器通过讲（讲（T）功能向扫描器发出一个程控命令，使扫功能向扫描器发出一个程控命令，使扫描器选择一个指定的传感器；描器选择一个指定的传感器；5）控制器发出通令）控制器发出通令UNL（不听），取消扫描器的听受命状态；（不听），取消扫描器的听受命状态；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥301.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系统的工作流程如下：6）控制器发出
34、）控制器发出A/D转换器的听地址，转换器的听地址，A/D转换器接收寻址成为转换器接收寻址成为听者后就接收由选定传感器送来的数据；听者后就接收由选定传感器送来的数据；7）控制器发出通令）控制器发出通令UNL，取消，取消A/D转换器的听受命状态控制器转换器的听受命状态控制器发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为听者；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥311.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系统的工作流程如下：8）控制器发出）控制器发出A/D转换器的讲地址
35、，使转换器的讲地址，使A/D转换器成为讲者；又转换器成为讲者；又发出数字电压表听地址，使数字电压表成为听者。于是数字电发出数字电压表听地址，使数字电压表成为听者。于是数字电压表便听取电桥送来的测量数据；压表便听取电桥送来的测量数据；9）控制器又发出通令）控制器又发出通令UNL，取消听受命状态；，取消听受命状态；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥321.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系统的工作流程如下：10）控制器又发出数字电压表的讲地址，）控制器又发出数字电压表的讲地址，A/D转换器讲者资转换器
36、讲者资格自动取消，数字电压表成为讲者；格自动取消，数字电压表成为讲者；11）控制器使自己成为听者）控制器使自己成为听者,于是数字电压表的测量结果就送于是数字电压表的测量结果就送至计算机；至计算机；7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥331.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（10）GP-IB总线接口系统的运行总线接口系统的运行A/D系统的工作流程如下：系统的工作流程如下：12）计算机处理完测量数据后，它又作为控者清除接口，并发）计算机处理完测量数据后，它又作为控者清除接口，并发出打印机的听地址；出打印机的听地址；13）打印机打印计算机送来的数据；）打印机打印计算机送来的数据；14
37、）打印机打印完数据后，控制器又选择下个压力传感器，开）打印机打印完数据后，控制器又选择下个压力传感器，开始新的循环。始新的循环。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥341.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（11）GP-IB总线接口设计总线接口设计为了简化接口设计，目前已有些厂家将为了简化接口设计，目前已有些厂家将GPIB标准规定的全标准规定的全部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如Intel公司的公司的8291听、讲者芯片听、讲者芯片等。等。这些芯片使用时必须置于微处理器总线这些芯片使用时必须置于微处理器总线上，用面向标准接口功
38、能的驱动软件来管理它们的操作上，用面向标准接口功能的驱动软件来管理它们的操作，另外，另外还需要些支持电路，如总线收发器等。还需要些支持电路，如总线收发器等。芯片已经封装了组建芯片已经封装了组建GPIB系统所需的绝大部分功能，所以系统所需的绝大部分功能，所以只需要单独使用某芯片如只需要单独使用某芯片如8291就可以为智能仪器组成功能相当就可以为智能仪器组成功能相当齐全的齐全的GPIB接口。接口。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥351.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（11）GP-IB总线接口设计总线接口设计4-4-3示出了国产示出了国产AV2781智能智能LCR测测试仪试仪G
39、PIB接口原理接口原理图。仪器控制采用图。仪器控制采用8031单片机，接口单片机，接口电路选用电路选用8291接口接口芯片与芯片与4片母线收片母线收/发器发器MC3448相连相连构成。构成。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥362.GP-IB标准接口标准接口并行接口并行接口（11）GP-IB总线接口设计总线接口设计为了简化接口设计，目前已有些厂家将为了简化接口设计，目前已有些厂家将GPIB标准规定的全标准规定的全部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如部接口功能制作在一块集成电路上，比较常见的如Intel公司的公司的8291听、讲者芯片听、讲者芯片等。等。这些芯片使用时必须置于微处
40、理器总线这些芯片使用时必须置于微处理器总线上，用面向标准接口功能的驱动软件来管理它们的操作上，用面向标准接口功能的驱动软件来管理它们的操作，另外，另外还需要些支持电路，如总线收发器等。还需要些支持电路，如总线收发器等。芯片已经封装了组建芯片已经封装了组建GPIB系统所需的绝大部分功能，所以系统所需的绝大部分功能，所以只需要单独使用某芯片如只需要单独使用某芯片如8291就可以为智能仪器组成功能相当就可以为智能仪器组成功能相当齐全的齐全的GPIB接口。接口。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥372.串行外设接口串行外设接口SPI是一种三线同步串行总线。是一种三线同步串行总线。时钟线时钟线S
41、CK：由主机控制；：由主机控制；主机输入主机输入/从机输出线从机输出线MISO；主机输出主机输出/从机输入线从机输入线MOSI。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥382.串行外设接口串行外设接口SPI7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥393.串行单总线接口串行单总线接口I2C是一种两线同步串行总线。是一种两线同步串行总线。时钟线时钟线SCL：由主机控制；：由主机控制；双向数据线双向数据线SDA。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥403.串行总线接口技术串行总线接口技术I2C是一种两线同步串行总线。是一种两线同步串行总线。时钟线时钟线SCL：由主机控制；：由主机控制；双向
42、数据线双向数据线SDA。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥414.串行总线接口技术串行总线接口技术1-Wire（1）1-Wire概述概述1-Wire单总线是单总线是Maxim全资子公司全资子公司Dallas的一项专利技术，采的一项专利技术，采用的单总线既传输时钟、且传输双向数据。用的单总线既传输时钟、且传输双向数据。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥424.串行总线接口技术串行总线接口技术1-Wire（2）1-Wire的操作的操作1）写操作）写操作单总线通信协议中存在两种写时隙：写单总线通信协议中存在两种写时隙：写“0”写写“1”。主机采用写主机采用写“1”时隙向从机写入时隙向
43、从机写入“1”，而写，而写“0”时隙向从时隙向从机写入机写入“0”。所有写时隙至少要。所有写时隙至少要60us，且在两次独立的写时隙之，且在两次独立的写时隙之间至少要间至少要1us的恢复时间。两种写时隙均起始于主机拉低数据总线。的恢复时间。两种写时隙均起始于主机拉低数据总线。写写“0”时隙的方式：在主机拉低后，只需要在整个时隙间保持时隙的方式：在主机拉低后，只需要在整个时隙间保持低电平即可（至少低电平即可（至少60us）；写）；写“1”时隙的方式：主机拉低总线后，时隙的方式：主机拉低总线后，接着必须在接着必须在15us之内释放总线，由上拉电阻将总线拉至高电平。之内释放总线，由上拉电阻将总线拉至
44、高电平。在写时隙开始后在写时隙开始后1560us期间，单总线器件采样总电平状态。期间，单总线器件采样总电平状态。如果在此期间采样值为高电平，则逻辑如果在此期间采样值为高电平，则逻辑“1”被写入器件；如果为被写入器件；如果为“0”，写入逻辑，写入逻辑“0”。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥434.串行总线接口技术串行总线接口技术1-Wire（2）1-Wire的操作的操作1）写操作）写操作写时隙：写时隙：60uS120uS；两次两次“写写”恢复时间：恢复时间：1us；两种写时隙均起始于主机拉低数据总线；两种写时隙均起始于主机拉低数据总线；写写“0”时隙的方式：拉低后，整个时隙间保持低电平
45、；时隙的方式：拉低后，整个时隙间保持低电平；写写“1”时隙的方式：拉低后，必须在时隙的方式：拉低后，必须在15us之内释放总线，由上拉之内释放总线，由上拉电阻将总线拉至高电平；电阻将总线拉至高电平；写开始后写开始后1560us期间，如果在此期间采样值为期间，如果在此期间采样值为“1”，则逻辑，则逻辑“1”被写入器件；如果为被写入器件；如果为“0”，写入逻辑，写入逻辑“0”。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥444.串行总线接口技术串行总线接口技术1-Wire（2）1-Wire的操作的操作2）读操作）读操作单总线器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数据。所单总线器件仅在主机发出读时隙时
46、，才向主机传输数据。所有主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便从机能够有主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便从机能够传输数据。所有读时隙至少需要传输数据。所有读时隙至少需要60us，且在两次独立的读时隙之，且在两次独立的读时隙之间至少需要间至少需要1us恢复时间。每个读时隙都由主机发起至少拉低总线恢复时间。每个读时隙都由主机发起至少拉低总线1us。在主机发出读时隙后，单总线器件才开始在总线上发送。在主机发出读时隙后，单总线器件才开始在总线上发送1或或0。若从机发送若从机发送1，则保持总线为高电平；若发出，则保持总线为高电平；若发出0，则拉低总线。，则拉低总线。当发送当发送0时
47、，从机在读时隙结束后释放总线，由上拉电阻将总时，从机在读时隙结束后释放总线，由上拉电阻将总线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间持有效时间15us，因此主机在读时隙期间必须释放总线，并且在，因此主机在读时隙期间必须释放总线，并且在时隙起始后的时隙起始后的15us之内采样总线状态。之内采样总线状态。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥454.串行总线接口技术串行总线接口技术1-Wire（2）1-Wire的操作的操作2）读操作）读操作主机发出读数据命令后，马上产生读时隙，读时隙至少需要主机发出读数据命令后，马
48、上产生读时隙，读时隙至少需要60us；两次独立的读时隙之间至少需要两次独立的读时隙之间至少需要1us恢复时间；恢复时间；每个读时隙都由主机发起至少拉低总线每个读时隙都由主机发起至少拉低总线1us；若从机发送若从机发送1，则保持总线为高电平；若发出，则保持总线为高电平；若发出0，则拉低总线；，则拉低总线；从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间15us；主机在读时隙期间必须释放总线，并且在时隙起始后的主机在读时隙期间必须释放总线，并且在时隙起始后的15us之内之内采样总线状态。采样总线状态。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥464.串行总线接口
49、技术串行总线接口技术1-Wire（2）1-Wire的操作的操作3）单总线通信的初始化）单总线通信的初始化单总线上所有的通信都是以初始化序列开始的，初始化序列单总线上所有的通信都是以初始化序列开始的，初始化序列包括主机发出的复位脉冲及从机的应答脉冲，这一过程如图所示，包括主机发出的复位脉冲及从机的应答脉冲，这一过程如图所示，黑色实线代表系统主机拉低总线，灰色实线代表从机拉低总线，黑色实线代表系统主机拉低总线，灰色实线代表从机拉低总线，而黑色的虚线则代表上拉电阻将总线拉高。而黑色的虚线则代表上拉电阻将总线拉高。7 测控网络与数字通信技术授课教师：王 翥474.串行总线接口技术串行总线接口技术1-W
50、ire（2）1-Wire的操作的操作3）单总线通信的初始化）单总线通信的初始化主设备发出复位脉冲是一个主设备发出复位脉冲是一个480960us的低电平，然后释放总线进的低电平，然后释放总线进入接收状态，时间约为入接收状态，时间约为1560us，接受端设备开始检测，接受端设备开始检测IO引脚上的引脚上的下降沿以及监视脉冲的到来，主设备处于这种状态下的时间至少下降沿以及监视脉冲的到来，主设备处于这种状态下的时间至少480us；从设备接收到主设备发出的复位脉冲后，向总线发出一个；从设备接收到主设备发出的复位脉冲后，向总线发出一个应答脉冲，表示从设备已准备好，可根据各种命令发送或接收数应答脉冲，表示从