測控總線與儀器通信技術(shù)復(fù)習(xí)

.,1簡述什么叫基帶傳輸、載帶傳輸與寬帶傳輸？答：基帶傳輸-凡按數(shù)字信號(hào)原碼進(jìn)行的傳輸成為基帶傳輸?；鶐鬏斨袀鬏?shù)氖且幌盗蟹讲娒}沖信號(hào)。載帶傳輸-在一條物理信道上，把要傳輸?shù)囊宦窋?shù)字信號(hào)依附在另一載波信號(hào)上進(jìn)行傳輸，這樣的傳輸方式稱為載帶傳輸。寬帶傳輸-在一條物理信道上按順序傳輸多路數(shù)字信號(hào)，每種要傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)依附在指定頻率的載波信號(hào)上，用不同頻率段進(jìn)行多路數(shù)字信號(hào)的傳輸。,簡述什么叫幀和幀同步？答：幀是通信的最小基本單位，按通信協(xié)議規(guī)定的格式組成。在不同的交換方式下，幀有不同的定義。在報(bào)文交換方式中，一幀表示一個(gè)完整的報(bào)文，而在報(bào)文分組交換方式中，一幀則表示一個(gè)報(bào)文分組，數(shù)幀才表示一個(gè)報(bào)文。幀同步就是研究幀的識(shí)別問題，也就是在通信時(shí)，接收端如何識(shí)別數(shù)據(jù)流中一個(gè)幀的首尾標(biāo)志，不允許把一幀信息從中間分割開來，為了實(shí)現(xiàn)幀同步，一般在幀信息的首部尾部設(shè)置標(biāo)志符。這樣，接收方可通過識(shí)別首尾標(biāo)志符來實(shí)現(xiàn)幀同步。,.,2.6.3報(bào)文分組交換方式的實(shí)現(xiàn)方法,簡述報(bào)文分組交換方式的實(shí)現(xiàn)方法有哪些？答：報(bào)文分組交換方式的實(shí)現(xiàn)方法有虛電路法和數(shù)據(jù)報(bào)法。（1）虛電路法虛電路是建立在通信雙方之間的一條邏輯信道。虛電路方法是通信雙方的數(shù)據(jù)交換在虛電路上完成。虛電路建立過程如下：首先由發(fā)送方發(fā)送一個(gè)呼叫請(qǐng)求分組，按照某種路徑選擇原則，分組從一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并做好路徑標(biāo)識(shí)，最后到達(dá)接收站。若接收站已準(zhǔn)備好接受發(fā)送方的數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，則發(fā)回一個(gè)呼叫接受分組，該分組沿原路徑返回發(fā)送站。這樣就在通信雙方之間建立起一條邏輯信道，這就是虛電路。（2）數(shù)據(jù)報(bào)的方法。在數(shù)據(jù)方法中，分組又稱為數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)報(bào)方法和虛電路方法不同，在發(fā)送前雙方不需要建立邏輯連接。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)自理的。每個(gè)分組被稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息，一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)報(bào)原樣地發(fā)送到下節(jié)點(diǎn)。接收站接收到的數(shù)據(jù)報(bào)的次序被打亂，接收站必須對(duì)接收到的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行重新排序，以便恢復(fù)原來的順序。,.,.CRC校驗(yàn)碼是網(wǎng)絡(luò)通信中普通采用的形式，假設(shè)待發(fā)送的消息為1000100101，生成多項(xiàng)式選用G=X5+X4+X2+1，CRC校驗(yàn)碼為多少，發(fā)送方發(fā)出的信息為什么？例：發(fā)送的數(shù)據(jù)消息為：1000100101，生成多項(xiàng)式選用G=X5+X4+X2+1，報(bào)文多項(xiàng)式：P=X5（X9+X5+X2+1）使用模2除法求P/G的余式。,.,3.3簡單接口通信的連接方式,測控系統(tǒng)采用簡單接口通信方法的物理連接有主從結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)等。,3.3.1主從式結(jié)構(gòu),.,1.主系統(tǒng)向從系統(tǒng)傳送信息的通信過程,.,2.從系統(tǒng)向主系統(tǒng)傳送信息,.,3.3.4總線型結(jié)構(gòu),1.概述復(fù)雜總線包含地址線，數(shù)據(jù)線、控制線等。,.,2總線型多微機(jī)智能儀表,.,主機(jī)開機(jī)，用指令使Sele=1。從機(jī)開機(jī)，用指令使SRDYB=1，SRDY=0。主機(jī)讀得SRDYB=1后，主機(jī)用指令使MRDY=1。各從機(jī)讀得MRDY=1后，用指令輸出SRDY=1，SRDYB=0。主機(jī)通過讀取并測試SRDY=1確認(rèn)所有從機(jī)已準(zhǔn)備就緒，主機(jī)把呼叫的從機(jī)編號(hào)（4位）送上M/S數(shù)據(jù)通道，并置MRDY=0。各從機(jī)收到MRDY=0后，立即從M/S數(shù)據(jù)通道讀取前4位從機(jī)編號(hào)。,.,采用同樣的辦法再廣播后四位從機(jī)編號(hào)。主機(jī)發(fā)送完后，令Sele=0；從機(jī)收到編號(hào)后，使SRDYB=1，SRDY=0。各從機(jī)收到Sele=0后，立即把剛收到的地址與自己的從機(jī)號(hào)比較，在比較前，置SRDY=1，SRDYB=0。主機(jī)接收到SRDY=1，表明各從機(jī)沒有故障，全響應(yīng)了，于是主機(jī)置MRDY=1。各從機(jī)比較結(jié)果，沒有對(duì)上編號(hào)的從機(jī)立即退出。被選中的主機(jī)讀得MRDY=1后，用指令使SRDY=0。SRDYB=0；主機(jī)讀得SRDY=0后，則用指令置MRDY=0。這時(shí)，SRDY=0，MRDY=0，SRDYB=0。則從機(jī)選擇完成。,.,4.由一臺(tái)IBM-PC與多臺(tái)MCS-51組成的總線型多微機(jī)SIO系統(tǒng),由一臺(tái)IBM-PC或其兼容機(jī)作為主機(jī)，多臺(tái)MCS-51單片機(jī)作為從機(jī)，通過RS-422或RS-232總線互連成的主從式總線型多微機(jī)SIO系統(tǒng)。,1）系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),.,IBM-PC/XT通過機(jī)內(nèi)的異步通信適配器掛在總線上，異步通信適配器的核心是8520芯片，其功能相當(dāng)于串行接口芯片。每臺(tái)MCS-51都是經(jīng)過串行口經(jīng)過驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器后掛在總線上。系統(tǒng)串行總線只提供數(shù)據(jù)通道，沒有握手聯(lián)絡(luò)通道。,2）主機(jī)IBM-PC/XT中的通信軟件,（1）對(duì)8250進(jìn)行初始化設(shè)定波特率,.,4.2.2信箱結(jié)構(gòu),信箱式共享存儲(chǔ)區(qū)把各微處理機(jī)專用存儲(chǔ)區(qū)和共享存儲(chǔ)區(qū)劃分開來，僅建立一塊較小的共享存儲(chǔ)區(qū)供通信使用，而且對(duì)共享存儲(chǔ)區(qū)作了細(xì)分，建立了類似郵政信箱格式的分格式邏輯結(jié)構(gòu)。,.,采用信箱式邏輯結(jié)構(gòu)，使共享存儲(chǔ)區(qū)的管理變得相當(dāng)簡單；每個(gè)分格只能被兩臺(tái)微機(jī)訪問，且只能一讀一寫。信箱結(jié)構(gòu)共享存儲(chǔ)區(qū)雖然管理方便，但所需的存儲(chǔ)區(qū)單元且較多。,4.2.3通信池結(jié)構(gòu),采用通信池結(jié)構(gòu)，共享存儲(chǔ)區(qū)中每個(gè)存儲(chǔ)單元作用一樣、功能單一，共享存儲(chǔ)區(qū)本身比較簡單；,.,4.4雙端口存儲(chǔ)器及其應(yīng)用,4.4.1雙向傳輸?shù)碾p端口存儲(chǔ)器,.,雙向端口控制器構(gòu)圖,.,P1向P2發(fā)送數(shù)據(jù)或P2向P1發(fā)送數(shù)據(jù)統(tǒng)一表示為Pi向Pj發(fā)送數(shù)據(jù)（i=1，j=2或i=2，j=1）。Pi向Pj發(fā)送數(shù)據(jù)的過程如圖所示：,.,Pi運(yùn)行發(fā)送程序，把數(shù)據(jù)寫入雙端口存儲(chǔ)器；,Pi發(fā)送結(jié)束，將本身標(biāo)志單元FSi置1，其最后一條指令ENi有效，這將使ESj變負(fù)，從而向Pj提出中斷請(qǐng)求；,.,5.總線標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)總線總線是一束公用線，在這束公用線中，必須規(guī)定每根線的功能，它們之間的相互配合和位置關(guān)系，如此等等必須人為地做出規(guī)定，才能依據(jù)這些規(guī)定使用總線，設(shè)計(jì)電路。這一系列有關(guān)總線的規(guī)定就成為總線標(biāo)準(zhǔn)。包括，機(jī)械規(guī)程、電氣規(guī)程，功能規(guī)程和過程規(guī)程。那些受到國際組織承認(rèn)、推薦，為許多國家、行業(yè)、用戶所公認(rèn)的總線才稱為標(biāo)準(zhǔn)總線。,.,（6）共用線，包括地址線8根，電源線14根，保留2根以及INIT，初始化啟動(dòng)；CCLK，固定時(shí)鐘。,5.3.2數(shù)據(jù)傳送過程,Multibus總線采用異步方式實(shí)現(xiàn)總線握手，因此可兼容各種不同速率的設(shè)備，其數(shù)據(jù)傳輸過程如下：,.,（2）寫操作過程,.,5.3.5總線仲裁,（1）串行判優(yōu),.,.,（2）并行判優(yōu),.,.,.,8.1.2GPIB三線掛鉤技術(shù),GPIB系統(tǒng)采用廣播通信。,講者知道所有聽者準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)線上,宣布數(shù)據(jù)有效,接收數(shù)據(jù),接收完畢，通知講者。,講者把數(shù)據(jù)撤除。,.,.,講者工作過程,聽者工作過程,.,8.2GPIB的消息編碼格式,一、邏輯組成模型設(shè)備功能區(qū)：完成器件所擔(dān)負(fù)的測控功能。產(chǎn)生器件消息（DeviceDependentMessage）通過接口編碼送上Bus；同時(shí)也接受由接口譯碼的別的器件發(fā)出的器件消息。接口功能區(qū)：實(shí)現(xiàn)器件間的匹配連接（機(jī)械、電氣、功能，運(yùn)行）用以管理和控制器件消息的傳遞。接口消息：由接口功能接受，并據(jù)之改變狀態(tài)的消息（InterfaceMassages）遠(yuǎn)地接口消息：經(jīng)由GPIB總線傳遞本地接口消息：在器件功能與接口功能之間傳遞,.,二系統(tǒng)消息的分類,.,設(shè)備消息：通過總線，在兩臺(tái)設(shè)備的設(shè)備功能之間傳遞的消息稱為設(shè)備消息。例如程控命令、數(shù)據(jù)測量、狀態(tài)字節(jié)等。接口消息：通過總線，在兩臺(tái)設(shè)備的接口功能之間傳遞的消息稱為接口消息。接口消息用來管理接口本身的操作，使接口功能狀態(tài)發(fā)生變遷。接口消息又分為單線接口消息與多線接口消息。遠(yuǎn)地消息：凡通過總線傳來的消息稱為遠(yuǎn)地消息。設(shè)備消息與接口消息都屬于遠(yuǎn)地消息。規(guī)定用三個(gè)大寫字母表示。本地消息：在一臺(tái)內(nèi)部的設(shè)備功能與接口功能之間傳遞的消息稱為本地消息。分為兩種，一種由設(shè)備發(fā)往接口功能的本地消息（IEC-625對(duì)這類本地消息作了規(guī)定）。還有一種是由接口功能發(fā)往設(shè)備功能的消息（沒有作規(guī)定）。,.,4）命令的傳遞和譯碼圖表示機(jī)箱控制器將一個(gè)命令N(i)A(j)F(k)傳遞到組件的例子。該命令由系統(tǒng)控制器(一般是計(jì)算機(jī))發(fā)出，存放在機(jī)箱控制器的寄存器中。,.,在數(shù)據(jù)路中，所有由讀出線R和寫入線W傳遞的信息統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，它可以是測量數(shù)據(jù)，也可以是狀態(tài)信息和控制信息。,（3）數(shù)據(jù)及其傳遞,.,寫線(W1W24)的作用是將控制器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)浇M件的寄存器內(nèi)。在每次寫入操作時(shí)，控制器在W母線上產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)，該信號(hào)在Sl前到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，并保持到操作結(jié)束。讀線(R1R24)的作用是將組件所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸給控制器。在每次讀操作期間，組件在讀出母線R上建立起數(shù)據(jù)，在選通脈沖之前到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，并且在整個(gè)數(shù)據(jù)路操作持續(xù)期保持不變，除非改變了數(shù)據(jù)源的狀態(tài)。控制器在時(shí)啟動(dòng)對(duì)R線上數(shù)據(jù)的接收動(dòng)作。,.,（2）P2連接器P2連接器總線包括各種電源引腳、10MHz差分時(shí)鐘、2條并列ECL觸發(fā)線、8條并行TTL觸發(fā)線、模塊識(shí)別線、24條本地總線、模擬相加線等。1）CLK10CLK10是10MHz系統(tǒng)時(shí)鐘。它源于0號(hào)槽并分配至112號(hào)槽的P2上。0號(hào)槽的輸出是差分ECL信號(hào)，經(jīng)背板緩沖后作為單源和單目標(biāo)差分ECL信號(hào)分配至各模塊插槽。CLK10在背板上是被單獨(dú)緩沖的。2）MODIDMODID為模塊識(shí)別總線，用來檢測槽中模塊的存在與否。識(shí)別一特別器件的幾何位置(槽號(hào))；用指示燈或其它方法顯示模塊的實(shí)際物理位置。3）TTL觸發(fā)線TTLTRG線是集電極開路TTL觸發(fā)線，用于模塊間的通訊。VXI標(biāo)