檢測(cè)技術(shù)與海洋智能儀器：第13章 通信技術(shù)

1、 13.3 智能儀器中的通信技術(shù) 智能儀器與智能儀器之間，智能儀器與個(gè)人計(jì)算機(jī)之間，可以不斷地交換傳輸信息（即數(shù)據(jù)通信），相互協(xié)調(diào)工作，通信多采用總線方式。外部總線 總線內(nèi)部總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線是微機(jī)中各插件板與系統(tǒng)板之間的總線， 內(nèi)部總線是微機(jī)內(nèi)部各外圍芯片與處理器之間的總線 微機(jī)和外部設(shè)備之間的總線，用于設(shè)備一級(jí)的互連。本節(jié)討論對(duì)象。 內(nèi)部總線一般由芯片制造廠商定義，對(duì)外提供的連線均通過芯片的管腳實(shí)現(xiàn)，對(duì)智能儀器設(shè)計(jì)的影響不大。內(nèi)部總線的種類相對(duì)較為統(tǒng)一，I2C總線是其中的典型代表。外部總線的種類則比較廣泛，由于涉及智能儀器與智能儀器之間，智能儀器和通用計(jì)算機(jī)之間通信的問題，根據(jù)通信性質(zhì)、

2、通信技術(shù)和通信距離的不同，有多種多樣的總線可供選擇GP-IB通用并行總線、RS-232C、RS-485和USB (Universal Serial Bus) 等串行總線、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線。總線在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。舉例：總線 按數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)劃分并行總線 串行總線 指多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)傳輸或接收，可分為不同位數(shù)（寬度）的并行總線（如8位、16位等），當(dāng)距離較近而且要求傳輸速率較高時(shí)通常采用此總線傳輸方式 數(shù)據(jù)逐位傳輸，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)最多只需兩根導(dǎo)線，其一用于發(fā)送，另一用于接收；串行通信采用不同的工作方式，還可將發(fā)送和接收二線合一，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，當(dāng)設(shè)備距離較遠(yuǎn)時(shí)通常采用串行總線方式。相同條件下：串行

3、傳輸速度并行傳輸速度注意： 按照不同的通信協(xié)議，通信接口主要有五種類型，分別是：串行通信接口，并行通信接口，USB接口，現(xiàn)場(chǎng)總線接口以太網(wǎng)接口。 串行通信接口 串行通信是指通過一根通信線逐位傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)需要遠(yuǎn)距離通信時(shí)，通常采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，常用的串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)是RS-232、RS-422和RS-485，這些標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性作出規(guī)定，而不涉及具體的接插件、電纜或協(xié)議，使用時(shí)可以根據(jù)需要自己編程建立高層通信協(xié)議。串行通信接口串行通信優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)比較容易，且因?yàn)檫@些串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)較早，很多現(xiàn)成的儀器包括個(gè)人微機(jī)都具有這類接口，相互之間容易連接組成系統(tǒng)。缺點(diǎn)是各種智能儀器生產(chǎn)廠家都建

4、立自己的高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨(dú)家使用，有時(shí)缺乏通用性，在組成系統(tǒng)時(shí)不夠方便。 在串行通信中，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位，用一條信號(hào)線將多個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位按一定的順序逐位由發(fā)送端傳到接收端，連線數(shù)量少，成本低，而且只要增加調(diào)制解調(diào)器(MODEM)，利用現(xiàn)有的通信信道（如電話線）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。串行通信中，數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信號(hào)使用同一根信號(hào)線傳送，為了可靠傳送數(shù)據(jù)，收發(fā)雙方必須事先約定發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速率、傳輸數(shù)據(jù)的格式、收發(fā)出錯(cuò)時(shí)的處理方式等。 根據(jù)數(shù)據(jù)的傳送方向和發(fā)送/接收是否能同時(shí)進(jìn)行，將數(shù)據(jù)的傳送方式分為單工方式、半雙工方式和全雙工方式。1）單工方式（Simplex） 通信雙方一方固定為發(fā)送

5、方、另一方固定為接收方，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送方傳送到接收方。如圖（a）所示，只能由A端發(fā)送到B端。2）半雙工方式（Half-Duplex） 通信雙方都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)分時(shí)使用同一條傳輸線，發(fā)送和接收不能在同一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行。如圖（b）所示，A端和B端共用一條傳輸線，在某一時(shí)刻，數(shù)據(jù)只能由A傳送到B或由B傳送到A，但A（或B）在一個(gè)時(shí)刻不能既發(fā)送又接收。3）全雙工方式（Full-Duplex） 通信雙方收發(fā)使用不同的傳輸線，在同一時(shí)刻，收發(fā)雙方既可發(fā)送又可接收。如圖（c）所示，A（或B）可同時(shí)發(fā)送和接收。 根據(jù)同步方式（時(shí)鐘控制方式）的不同，串行數(shù)據(jù)通信分為同步串行通信和異步串行通

6、信兩種方式。1）同步串行通信（Synchronous Data Communication） 串行數(shù)據(jù)在發(fā)送端和接收端使用同步時(shí)鐘，使發(fā)送和接收保持同步。 收、發(fā)設(shè)備使用公共時(shí)鐘，不可有誤差。 通常在近距離（幾百米至幾千米）傳輸時(shí)，可在傳輸線中增加一根時(shí)鐘信號(hào)線，用同一時(shí)鐘發(fā)生器驅(qū)動(dòng)收發(fā)設(shè)備；傳輸距離更遠(yuǎn)時(shí)，時(shí)鐘信息包含在信息塊中，通過調(diào)制解調(diào)器從數(shù)據(jù)流中提取同步信號(hào)，用鎖相技術(shù)得到與發(fā)送時(shí)鐘頻率相同的接收時(shí)鐘信號(hào)。 同步通信將數(shù)據(jù)順序連接起來，控制信息也以字符形式表示，以數(shù)據(jù)塊為傳送單位。 數(shù)據(jù)塊開始有一個(gè)或兩個(gè)同步字符（SYN），如圖所示，中間是需要傳送的數(shù)據(jù)，最后為一個(gè)或兩個(gè)校驗(yàn)字符。接

7、收方接收到數(shù)據(jù)后用校驗(yàn)字符對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷傳輸是否正確。 這樣構(gòu)成的一組數(shù)據(jù)塊稱為一幀信息，一幀信息的字符個(gè)數(shù)可包含成百上千個(gè)字符，具體可由用戶設(shè)置。 同步通信數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不需要插入同步字符，沒有間隙，因而傳輸速度較快，但要求有準(zhǔn)確的時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的嚴(yán)格同步，對(duì)硬件要求較高，適用于傳送成批數(shù)據(jù)。一般用于高速通信方式。在低速通信時(shí)采用異步方式。2）異步串行通信 （Asynchronous Data Communication） 收發(fā)雙方使用獨(dú)立的時(shí)鐘，如圖所示，在信息傳輸過程中不必與數(shù)據(jù)一起發(fā)送同步脈沖。 異步通信數(shù)據(jù)傳輸格式 通信雙方以字符為通信單位，每個(gè)字符由1個(gè)

8、起始位（約定為邏輯0電平）、58個(gè)數(shù)據(jù)位（先傳送低位后傳送高位）、1個(gè)校驗(yàn)位（用于校驗(yàn)傳送的數(shù)據(jù)是否正確）、1位（1.5位或2位）停止位（邏輯1電平）組成，如圖所示。 因此，一個(gè)字符可由10位、10.5位或11位組成，這樣的一組字符稱為一幀，字符一幀一幀的傳送。 每幀數(shù)據(jù)的傳送依靠起始位來同步，發(fā)送方發(fā)送完一個(gè)字符的停止位后，可立即發(fā)送下一個(gè)字符的起始位，繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)字符；也可發(fā)送空閑位（邏輯1電平），表示不發(fā)送數(shù)據(jù)，通信雙方不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 當(dāng)需要發(fā)送字符時(shí)，再用起始位進(jìn)行同步。通信中，為保證傳輸正確，線路上傳輸?shù)乃形恍盘?hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，收發(fā)雙方必須保持相同的傳輸速率。串行通信

9、方式對(duì)硬件要求較低，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單、靈活。但傳送速率較同步通信低。 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用 RS-232是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA （Electronic Industry Association）制訂并發(fā)布的， RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal End ,簡寫作DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（Data Communication End，簡寫作DCE）之間的接口特性，規(guī)定采用25針連接器。 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義了主、輔兩個(gè)通信信道，輔助信道的傳輸速度比主信道低，其他功能與主信道相同。在實(shí)際應(yīng)用中，通常只使用

10、一個(gè)主通信信道，因此就產(chǎn)生了簡化的RS-232的9針D型插頭。 DTE引腳圖 9針引腳 25針引腳 1.1、9針D型插頭標(biāo)準(zhǔn)1.1、25針與9針接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用1波特率：300，600，1200，2400，4800，9600，19200，33600,152002、RS-232標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性RS-232標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯，即邏輯1電平為-5V-15V，邏輯0電平為+5V+15V，與一般單片機(jī)的TTL電平，CMOS電平不兼容，所以不能直接相連接。在設(shè)計(jì)智能儀器時(shí)都要通過專門的接口芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。 課堂討論:什么是串行通信?按其接收/發(fā)送的功能,串行通信可以分成哪幾類?各

11、有什么特點(diǎn)?RS232的標(biāo)準(zhǔn)接口是多少引腳(針)?簡化標(biāo)準(zhǔn)接口是引腳(針)?RS-232標(biāo)準(zhǔn)的”1”電平是多少?”0”電平是多少? 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用（a）引腳 （b）與8051接口 MAX232的引腳和接口電路1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用3用RS-232連接設(shè)備的方法在近距離通信場(chǎng)合，采用全雙工通信，可以只用三根線構(gòu)成兩個(gè)設(shè)備之間的通信聯(lián)系，這三根線是“信號(hào)地”，“接收數(shù)據(jù)”，“發(fā)送數(shù)據(jù)”，如鼠標(biāo)與主機(jī)的通信，單片機(jī)系統(tǒng)與個(gè)人微機(jī)系統(tǒng)的通信等。一般的終端設(shè)備如個(gè)人計(jì)算機(jī)，打印機(jī)等，都采用DTE接口。 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用連接的時(shí)候要注意TXD和RXD要交錯(cuò)連接，使信號(hào)

12、暢通，這種連接方法的通信距離要小于15米。 RS-232近距離串行通信1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）遠(yuǎn)距離串行通信時(shí)，要通過數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE），為了保證DTE與DCE設(shè)備之間能用RS-232總線電纜直接連接，DTE和DCE的引腳定義是不同的。 1.1、RS-232標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用如果按DCE設(shè)備接法定義時(shí)（注意，TXD與RXD，DSR與DTR，RTS與CTS作了交換）稱此RS-232接口按DCE方式連接，有的資料簡稱RS-232 DCE接口。 課堂討論：按DTE定義的兩臺(tái)設(shè)備，可以引腳一一對(duì)應(yīng)的直線相連嗎？DCE和DTE有什么區(qū)別？1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)

13、RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到1219米（速率低于100kb/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)右圖是典型的RS-422四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。 RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。 RS-422傳輸 1.2、RS422/RS-485標(biāo)

14、準(zhǔn)RS-422標(biāo)準(zhǔn)給出最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。但使用中要注意平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)RS-422標(biāo)準(zhǔn)常用的接口芯片有MC3487和MC3486，其中MC3487為發(fā)送器，含有四個(gè)發(fā)送電平轉(zhuǎn)換接口電路，將TTL電平轉(zhuǎn)換成+VT和-VT信號(hào)輸出，當(dāng)1,2EN=1時(shí)，這兩個(gè)發(fā)送端口工作，當(dāng)1,2EN=0時(shí)，這兩個(gè)發(fā)送端口處于三態(tài)（高阻狀態(tài)）。1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn) MC3486為接收器，將+VT和-VT信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平輸入，同樣用1,2EN端控制，當(dāng)1,2E

15、N=1時(shí)，這兩個(gè)發(fā)送端口工作，當(dāng)1,2EN=0時(shí)，這兩個(gè)發(fā)送端口處于三態(tài)（高阻狀態(tài)）。1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信，而采用四線連接時(shí)，與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信，即只能有一個(gè)主（Master）設(shè)備，其余為從設(shè)備。 但它比RS-422有改進(jìn)，無論四線

16、還是二線連接方式總線上可多接到32個(gè)設(shè)備（后期推出的版本則可多達(dá)64/128/256點(diǎn)）。 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口器件集成電路也有多種，例如MAX481系列等，二線方式連接（半雙工通信）RS-485接口芯片MAX481 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口器件集成電路也有多種，四線傳輸?shù)慕涌谄骷cRS-422標(biāo)準(zhǔn)可以兼容，圖所示為集發(fā)送、接收在一個(gè)芯片中如MAX488。 RS-485/422接口芯片 MAX488 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)镽S-485具有的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)以及輸入線成本低的特性，使之成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。許

17、多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的智能儀器采用RS-485接口進(jìn)行通信，有很多自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的網(wǎng)絡(luò)，如現(xiàn)場(chǎng)總線CAN、Profibus、Modbus等的物理層都是基于RS-485總線。 1.2、RS422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)RS-232與RS-422，RS-232與RS-485都有現(xiàn)成的轉(zhuǎn)換接口，在進(jìn)行智能儀器通信時(shí)首先要了解各儀器采用的通信標(biāo)準(zhǔn)，通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換接口把它們連接在一起。 課堂討論:RS-422需要多少根線傳輸信號(hào)?RS-422是一種( )發(fā)送、( )接收的單向、平衡傳輸規(guī)范.RS-485與RS-422有什么共同點(diǎn)與不同點(diǎn)?1.3、USB通用串行總線 USB的全稱是通用串行總線（Universal S

18、erial Bus）,它是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在PC領(lǐng)域的一種新穎接口技術(shù)。表7.2 USB接口主要參數(shù) 傳輸速度支持長度支持系統(tǒng)支持設(shè)備USB1.11.5Mbps5米Win95OS/2、Win98以上127個(gè)USB2.0480Mbps5米Hub30米Win98以上127個(gè)1.3、USB通用串行總線USB接口的傳輸線分別由地線、電源線、D+、D-四條線構(gòu)成，D+和D-是差分輸入線，它使用的是3.3V的電壓，而電源線和地線可向設(shè)備提供5V電壓，最大電流為500mA?？梢詽M足一些耗電量較少的設(shè)備的需求。(a）U盤兼MP3 (b)USB風(fēng)扇 （c）USB HUB 1.3、USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬

19、件和軟件二部分構(gòu)成：硬件部分USB主機(jī)（USB HOST）USB設(shè)備，USB集線器（USB HUB）USB在每一個(gè)USB系統(tǒng)中，有且僅有一個(gè)USB主機(jī)，起著管理USB系統(tǒng)的作用。1.3 USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬件和軟件二部分構(gòu)成硬件部分USB主機(jī)（USB HOST）USB設(shè)備USB集線器（USB HUB）USB在一個(gè)USB系統(tǒng)中，USB設(shè)備的數(shù)目最多127個(gè)（從數(shù)據(jù)地址的角度） 1.3、USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬件和軟件二部分構(gòu)成硬件部分USB主機(jī)（USB HOST）USB設(shè)備USB集線器（USB HUB）USBUSB集線器，用于USB設(shè)備的擴(kuò)展，一般來說，USB設(shè)備與U

20、SB HUB之間的連線長度小于5米，USB系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)不能超過5級(jí)。1.3、USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬件和軟件二部分構(gòu)成軟件部分主控制器驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序組成 USB軟件完成對(duì)USB交換的調(diào)度，在主控制器與USB設(shè)備之間建立通信通道。 1.3、USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬件和軟件二部分構(gòu)成軟件部分主控制器驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序組成 USB軟件用來驅(qū)動(dòng)USB設(shè)備的程序，通常由操作系統(tǒng)或USB設(shè)備制造商提供。 3、USB通用串行總線一個(gè)USB系統(tǒng)由硬件和軟件二部分構(gòu)成軟件部分主控制器驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序組成 USB軟

21、件在設(shè)備設(shè)置時(shí)讀取描述寄存器并獲取USB設(shè)備的特征，并根據(jù)這些特征組織數(shù)據(jù)傳輸。 1.3、USB通用串行總線USB典型器件分為三類：一類是專為USB應(yīng)用設(shè)計(jì)的，內(nèi)含特別設(shè)計(jì)的微處理器，如Cypess公司CY7C63001系列。 CH371/372/375芯片，F(xiàn)TDI公司的FT245BM等，一類是建立在通用微處理器基礎(chǔ)上，如Intel公司的8*931系列，是建立在基本的8051系列微處理器的基礎(chǔ)上的。一類是只處理USB通信，需外接微處理器進(jìn)行控制，如NetChip的NET2888,NS公司的USBN9603/9604等。1.3、USB通用串行總線以南京沁恒電子有限公司的產(chǎn)品CH375為例：內(nèi)部

22、集成了PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、被動(dòng)并行接口、異步串行接口、指令解釋器、控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器、通用的固件程序等。 1.3、USB通用串行總線CH375 內(nèi)置了USB 通訊中的底層協(xié)議，具有簡單的內(nèi)置固件模式和靈活的外置固件模式。在內(nèi)置固件模式下，CH375自動(dòng)處理默認(rèn)端點(diǎn)0 的所有事務(wù)，本地端單片機(jī)只要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換，所以單片機(jī)編程十分容易。在外置固件模式下，由外部單片機(jī)根據(jù)需要自行處理各種USB 請(qǐng)求，從而可以實(shí)現(xiàn)符合各種USB 類規(guī)范的設(shè)備。 1.3、USB通用串行總線CH375芯片可以通過USB接口將單片機(jī)等控制器與計(jì)算機(jī)或其他USB外設(shè)連接起來。單片機(jī)與CH375的

23、并行連接1.3、USB通用串行總線CH375的USB主機(jī)方式支持常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通信，CH375還內(nèi)置了處理海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備。1.3、USB通用串行總線如果CH375芯片的TXD引腳懸空或者沒有通過下接電阻接地，那么CH375工作于串口方式。如下圖 MCS-51單片機(jī)讀寫U盤的電路原理圖 1.3、USB通用串行總線USB接口的轉(zhuǎn)換：可以利用接口轉(zhuǎn)換芯片，如CH341就是這樣的芯片。 CH341 是一個(gè)USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，通過USB總線提供異步串口、打

24、印口、并口以及常用的2線和4 線等同步串行接口。 1.3、USB通用串行總線在異步串口方式下，CH341提供串口發(fā)送使能、串口接收就緒等交互式的速率控制信號(hào)以及常用的MODEM 聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備直接升級(jí)到USB 總線。 通過CH341將實(shí)現(xiàn)USB口與串行口的轉(zhuǎn)換 課堂討論:USB的硬件是由哪三部分組成?USB的軟件是由哪幾部分組成?在一個(gè)USB系統(tǒng)中,最多能接多少USB設(shè)備(從地址的角度)?2、并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-488 并行通信接口標(biāo)準(zhǔn)最常用的就是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Enginee

25、rs）國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)）在1975年確定的IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最初由美國Hewlett-Packard公司研制，通常它又稱為通用目的接口總線GPIB（General Purpose Interface Bus）或儀表總線。 2、并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-488個(gè)人計(jì)算機(jī)一般都有IEEE-488接口，稱為并行接口，用IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)總線可以很方便地把智能儀器組合成一個(gè)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。IEEE-488接口插座用一條24芯的無源電纜進(jìn)行連接，包括8條雙向數(shù)據(jù)通信線，3條數(shù)據(jù)傳送控制線，5條接口控制線和8條邏輯地線，另有一個(gè)屏蔽引腳端。 2、并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-488用IEEE-488

26、接口最多允許15臺(tái)設(shè)備相互通信組成系統(tǒng)，每臺(tái)設(shè)備在通信時(shí)只能扮演三種角色中的一個(gè)，或者說只能以三種工作方式中的一種方式工作：控者：發(fā)布控制命令的講者：發(fā)布消息聽者：接受消息一個(gè)系統(tǒng)中可以有不止一個(gè)的控者和講者，但在同一時(shí)刻只能有一個(gè)控者和一個(gè)講者。2 并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-4888條數(shù)據(jù)線為雙向數(shù)據(jù)總線，可用來傳送數(shù)據(jù)（8位）、地址（8位）或控制命令（7位）。3條數(shù)據(jù)傳送控制線，用于實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備和輸出設(shè)備之間的信號(hào)交換，提供數(shù)據(jù)總線上交換的時(shí)序。其中：NRFD（not ready for data）-未準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)。DAV（data valid）-數(shù)據(jù)有效。NDAC（not data acc

27、epted）-數(shù)據(jù)未接受完畢2 并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-4885條接口管理總線，用來控制接口的狀態(tài)：1) （attention）規(guī)定數(shù)據(jù)DIO線上消息的類型， =0，是控者在發(fā)布消息，在 =1，是被指定為講者的儀器發(fā)送數(shù)據(jù)。2) （information clear）-接口清除線， =0時(shí)所有接口功能都回到初始狀態(tài)。3) （remote enable）遙控控制線， =0時(shí)表示控者發(fā)出遠(yuǎn)控命令，使位于總線上的所有儀器均處于遠(yuǎn)控狀態(tài)。2 并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-4884) （service request）服務(wù)請(qǐng)求線，任何一臺(tái)儀器可以向控者發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求， =0，5) EOI（end of identity）結(jié)束辨識(shí)，當(dāng)EOI=1， =0，控者執(zhí)行并行點(diǎn)名識(shí)別操作。當(dāng)EOI=1， =1，表示講者已講完一組字節(jié)的消息。2 并行通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE-488IEEE-488專用的大規(guī)模集成芯片有兩類，一類完全由硬件完成，另一類是用軟件編程來完成接口功能，表7.3給出IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)常用的接口芯片。 生產(chǎn)公司型號(hào)電源時(shí)鐘波特率功能方法INTEL82915 V8MHz448講/聽/控軟、硬件TITMS99145 V5MHz250講/聽/控軟、硬件FAIRCHILD