電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)04遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序和同步課件

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)第四章遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序及同步第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序第二節(jié)幀同步第三節(jié)位同步第四節(jié)同步的性能第四章遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序及同步第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序信息在信道上的傳輸通常采用多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用是指把若干個(gè)彼此無關(guān)的信號(hào)合并為一個(gè)復(fù)合信號(hào)，并在一條共用信道上進(jìn)行傳輸。多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序信息在信道上的傳輸通常采用多路復(fù)用技術(shù)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等。頻分多路制，各路信號(hào)的傳輸頻率不同。時(shí)分多路制，被傳輸?shù)男盘?hào)按先后順序在各自占用的時(shí)間間隔中傳送。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用多路復(fù)用器連接許多低速線路，在一條速度較高的線路上傳輸。在頻率上把要傳輸?shù)膸茁沸畔⒑显谝黄?，形成一個(gè)合成的信號(hào)后進(jìn)行傳輸。信道的可用頻率帶寬被分成幾個(gè)互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)一個(gè)頻段。頻分復(fù)用的主要問題是各路信號(hào)之間容易產(chǎn)生相互干擾（稱為串?dāng)_）。引取串?dāng)_的主要原因是信號(hào)頻譜間的相互交叉和信號(hào)被調(diào)制后由于調(diào)制系統(tǒng)的非線性而帶來的已調(diào)信號(hào)的頻譜展寬。這種已調(diào)信號(hào)的頻譜展寬之后也易發(fā)生相互交叉而令信號(hào)失真和無法解調(diào)接收。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用因此，使用頻分復(fù)用技術(shù)一是要求復(fù)用頻譜之間有足夠大的保護(hù)間隔，二是要求調(diào)制系統(tǒng)具有很高的線性濾波功能，這就帶來設(shè)備造價(jià)問題。一般應(yīng)用于模擬信號(hào)如語音信號(hào)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般不使用頻分復(fù)用。應(yīng)用：

廣播電視、電纜電視、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸（需要將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)）第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（2）時(shí)分多路復(fù)用適用于數(shù)字技術(shù)采用分時(shí)技術(shù)，每路分配一個(gè)時(shí)隙。如果某路終端裝置無字符發(fā)送，則多路復(fù)用器發(fā)送一個(gè)空字符，以保持序列順序。較早的Internet網(wǎng)大多使用T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps)或T3/E3(45Mbps/34Mbps)速率的傳輸信道,廣大計(jì)算機(jī)用戶通過相應(yīng)的連接設(shè)備共享這些信道第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（2）時(shí)分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序遠(yuǎn)動(dòng)信息在遠(yuǎn)動(dòng)信道上的傳輸采用時(shí)分多路制。CDT規(guī)約中，8位碼元構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，6個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)碼字，多個(gè)碼字構(gòu)成一幀。polling規(guī)約中，多個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)報(bào)文。遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送時(shí)間順序和接收時(shí)間順序，可以用位、字節(jié)、碼字來表征。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序遠(yuǎn)動(dòng)信息在遠(yuǎn)動(dòng)信道上的傳輸采用時(shí)分多路第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序一、遠(yuǎn)動(dòng)信息的位微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中，遠(yuǎn)動(dòng)信息通過串行接口電路發(fā)送和接收。串行接口電路向信道發(fā)送或從信道接收的一位數(shù)據(jù)就是遠(yuǎn)動(dòng)信息的一個(gè)碼元，也稱為一位。遠(yuǎn)動(dòng)裝置通過串行接口電路每秒鐘向信道發(fā)送或從信道接收的碼元數(shù)，稱為碼元傳輸速率或波特率。遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送波特率和接收波特率，由串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘進(jìn)行控制。當(dāng)串行接口電路工作在同步通信方式時(shí)，串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送波特率，接收時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的接收波特率。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序一、遠(yuǎn)動(dòng)信息的位第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序當(dāng)利用遠(yuǎn)動(dòng)裝置中CPU的時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生申行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘時(shí)，必須借助分頻電路，把CPU的時(shí)鐘脈沖頻率降低到遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率。分頻電路的分頻系數(shù)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序當(dāng)利用遠(yuǎn)動(dòng)裝置中CPU的時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序初始化8253時(shí)，將計(jì)數(shù)器1的工作方式設(shè)置為方波速率發(fā)生器方式，寫入的計(jì)數(shù)值等于δ。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序初始化8253時(shí)，將計(jì)數(shù)器1的工作方式第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序MC14411的主振脈沖頻率為1.8432MHz，主振脈沖經(jīng)內(nèi)部分頻電路分頻后可以輸出多個(gè)不同頻率的信號(hào)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序MC14411的主振脈沖頻率為1.84第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率由串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘進(jìn)行控制。同步通信時(shí)，串行接口電路發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率，即波特率。這時(shí)，發(fā)送/接收時(shí)鐘信號(hào)的周期等于一位碼元的時(shí)間寬度。異步通信時(shí)，發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率和遠(yuǎn)動(dòng)信息的波特率之間有一個(gè)系數(shù)關(guān)系。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率由第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序二、字節(jié)和碼字串行接口電路完成并行/串行轉(zhuǎn)換和串行/并行轉(zhuǎn)換。遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，CPU每次通過數(shù)據(jù)總線并行地向串行接口電路輸出一個(gè)字節(jié)，串行接口電路接收到一個(gè)字節(jié)后，再一位一位地向信道串行抽出。當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置接收遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，串行接口電路從信道一位一位地串行接收，當(dāng)收滿一個(gè)字節(jié)后CPU通過數(shù)據(jù)總線并行地從串行接口電路讀入一個(gè)字節(jié)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序二、字節(jié)和碼字第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序CDT規(guī)約中每個(gè)碼字固定取48位，劃分為6個(gè)字節(jié)進(jìn)行發(fā)送和接收。因此發(fā)送端設(shè)有發(fā)送字節(jié)計(jì)數(shù)器，在發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的過程中，發(fā)送字節(jié)計(jì)數(shù)器從1計(jì)數(shù)到6表示發(fā)完一個(gè)碼字。同理接收端有接收字節(jié)計(jì)數(shù)器，從1計(jì)數(shù)到6表示收完一個(gè)碼字。一幀信息通常由多個(gè)碼字組成，所以在接收和發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的過程中，收發(fā)兩端還必須對(duì)碼字個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。每當(dāng)字節(jié)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到6時(shí)，碼字計(jì)數(shù)器加1，碼字計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值等于一幀中碼字的個(gè)數(shù)。當(dāng)碼字計(jì)數(shù)器從1計(jì)數(shù)到最大計(jì)數(shù)值時(shí)，表示發(fā)送或接收完一幀遠(yuǎn)動(dòng)信息。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序CDT規(guī)約中每個(gè)碼字固定取48位，劃分第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序?qū)olling規(guī)約，發(fā)送和接收的遠(yuǎn)動(dòng)信息以報(bào)文格式出現(xiàn)，各種報(bào)文的字節(jié)數(shù)不等，但每個(gè)報(bào)文的頭部總有1-2個(gè)字節(jié)用來說明這個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)。因此在發(fā)送和接收polling規(guī)約的報(bào)文時(shí)，收發(fā)兩端仍然要對(duì)報(bào)文進(jìn)行字節(jié)計(jì)數(shù)，不過字節(jié)計(jì)數(shù)值不是固定地從1計(jì)數(shù)到6，而是以報(bào)文頭中給出的報(bào)文字節(jié)數(shù)為準(zhǔn)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序?qū)olling規(guī)約，發(fā)送和接收的遠(yuǎn)動(dòng)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序三、同步的必要性遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，要求收端的碼字計(jì)數(shù)器、字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，必須和發(fā)端的碼字計(jì)數(shù)器、字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值保持一致，只有這樣收端對(duì)信息的識(shí)別才是正確的。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序三、同步的必要性第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序發(fā)送端每位碼元的發(fā)送由發(fā)端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘控制，接收端在接收每位碼元時(shí)由收端串行接口電路的接收時(shí)鐘控制，發(fā)送時(shí)鐘頻率和接收時(shí)鐘頻率必須設(shè)置相等。即使如此，它們之間仍然存在一定頻差，將產(chǎn)生相位差。如果相位差不斷積累，到一定時(shí)間收發(fā)兩端將出現(xiàn)錯(cuò)位。遠(yuǎn)動(dòng)裝置的同步，就是要保證收發(fā)兩端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值一致，并且使接收時(shí)鐘的相位與發(fā)送時(shí)鐘的相位差不超過允許值。只有這樣，才能保證接收端對(duì)接收信息識(shí)別的正確性。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序發(fā)送端每位碼元的發(fā)送由發(fā)端串行接口電路第二節(jié)幀同步一、幀同步如果發(fā)送端在每幀發(fā)送信息字之前，先發(fā)送同步碼字，即每幀以同步碼字開頭，標(biāo)明一核的開始。接收端從接收信息中檢測(cè)到正確的同步碼字后，將接收端的碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器置成與發(fā)送端相同的計(jì)數(shù)狀態(tài)，這種同步方式叫幀同步。第二節(jié)幀同步一、幀同步第二節(jié)幀同步比如發(fā)送端每幀發(fā)送完同步碼字后，置發(fā)端碼字計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為1，字節(jié)計(jì)數(shù)器的值為0。當(dāng)接收端從接收的信息序列中檢測(cè)出同步碼字后，也將接收端的碼字計(jì)數(shù)器置為1，字節(jié)計(jì)數(shù)器置為0，便實(shí)現(xiàn)了兩端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值的一致。這時(shí)接收端就完全可以按照規(guī)約規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)和碼字結(jié)構(gòu)，用本端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，對(duì)接收信息進(jìn)行識(shí)別，保證遠(yuǎn)動(dòng)信息的正確接收。因此，幀同步是實(shí)現(xiàn)在接收端正確識(shí)別幀的起始的方法，對(duì)每一幀的同步碼字的檢出是接收端完成信息接收的前提條件。第二節(jié)幀同步比如發(fā)送端每幀發(fā)送完同步碼字后，置發(fā)端碼字計(jì)數(shù)第二節(jié)幀同步幀同步中的同步碼字也稱幀同步碼或同步字，同步字取一組特定的不變的字符。部頒CDT規(guī)約中規(guī)定的同步字是按它在通道中的傳送順序?yàn)槿MEB90H來取值。因?yàn)镋B90H具有較好的自相關(guān)特性，且三組EB90H構(gòu)成的同步字正好48位，與信息字的位數(shù)相等，處理較為方便。第二節(jié)幀同步幀同步中的同步碼字也稱幀同步碼或同步字，同步字第二節(jié)幀同步二、同步字的檢測(cè)串行接口電路向信道傳送信息時(shí)，一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地進(jìn)行。對(duì)每一個(gè)字節(jié)首先傳送字節(jié)中的低位，最后傳送字節(jié)中的高位。為了保證同步字在通道中的傳送順序?yàn)槿MEB90H,寫入串行口的同步字應(yīng)該是三組D709H。第二節(jié)幀同步二、同步字的檢測(cè)第二節(jié)幀同步接收端對(duì)同步字的檢測(cè)分為兩種情況。一種情況是接收端正確接收完一核信息后，在下一恢的同步字應(yīng)該出現(xiàn)的時(shí)間間隔內(nèi)尋找同步字，這種工作狀態(tài)叫慣性同步狀態(tài)。另一種情況是收發(fā)兩端處于失步狀態(tài)，比如接收端剛開機(jī)工作，這時(shí)，接收端必須從接收信息中首先尋找出同步字，才能進(jìn)入對(duì)后續(xù)碼字的接收，這種工作狀態(tài)叫搜索同步狀態(tài)。第二節(jié)幀同步接收端對(duì)同步字的檢測(cè)分為兩種情況。第二節(jié)幀同步第二節(jié)幀同步第二節(jié)幀同步部頒CDT規(guī)約要求遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送采用同步通信方式。當(dāng)發(fā)送端用同步通信方式發(fā)送信息時(shí)，串行數(shù)據(jù)流中不存在字節(jié)的起點(diǎn)標(biāo)志。在收發(fā)兩端失步，使收端進(jìn)入搜索同步狀態(tài)時(shí)，接收端對(duì)同步字中的第一個(gè)D7H和09H的檢側(cè)，必須由串行接口電路從按位搜索開始。其方法是:對(duì)串行接口電路初始化時(shí)，首先寫入方式控制字，設(shè)置工作方式為同步通信、每個(gè)字符長度為8位、選擇雙同步字符;接著寫入兩個(gè)同步字符D7H和09H;最后由命令控制字置串行接口電路進(jìn)入搜索方式。第二節(jié)幀同步部頒CDT規(guī)約要求遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送采用同步通信方第二節(jié)幀同步串行接口電路在串行移位接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收一位便把接收移位寄存器中的數(shù)據(jù)與寫入的同步字符比較一次。直到兩者相同，可以認(rèn)為找到了同步字符，即找到同步字中的第一組D709H。同時(shí)也就找到了數(shù)據(jù)流中字節(jié)的起點(diǎn)。自此以后，串行接口電路開始按8位字符長度接收數(shù)據(jù)。對(duì)剩下的兩組D709H，把它們看作四個(gè)特定字節(jié)，由程序?qū)﹃懤m(xù)收到的字節(jié)進(jìn)行判斷，看是否是兩組D709H。如果又連續(xù)收到兩組D709H，表示搜索同步字成功，轉(zhuǎn)控制字接收。否則認(rèn)為按位搜索到的D709H是假同步碼，必須再回到按位搜索。第二節(jié)幀同步串行接口電路在串行移位接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收一位便第二節(jié)幀同步當(dāng)接收端正確接收到同步字，并同步接收完一幀信息后，應(yīng)該繼續(xù)接收下一幀的同步字。此時(shí)，發(fā)端在發(fā)完一幀信息后，也進(jìn)入下一幀同步字的發(fā)送。因此接收端是在同步字出現(xiàn)的時(shí)刻檢測(cè)同步字，串行接口電路仍然保持按字節(jié)接收數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)，字節(jié)和字節(jié)之間的界限還存在。這時(shí)同步字的檢側(cè)可以直接由軟件完成，即程序?qū)B續(xù)收到的6個(gè)字節(jié)逐個(gè)進(jìn)行判斷，看是否是三組D709H。如果是，這一幀的同步字找到，可以進(jìn)入后續(xù)碼字的接收，否則重新轉(zhuǎn)入搜索同步狀態(tài)的按位搜索。第二節(jié)幀同步當(dāng)接收端正確接收到同步字，并同步接收完一幀信息第三節(jié)位同步位同步是指收發(fā)兩端的位相位一致，即碼元和碼元的起止時(shí)刻對(duì)齊。由于碼元的發(fā)送和接收分別由發(fā)送端和接收端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘控制，所以位同步就是要使發(fā)送端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收端串行接口電路的接收時(shí)鐘始終保持相位一致。第三節(jié)位同步位同步是指收發(fā)兩端的位相位一致，即碼元和碼元的第三節(jié)位同步當(dāng)接收端檢測(cè)到一幀信息中的同步字后，收端處于同步接收狀態(tài)。由于發(fā)端的發(fā)送時(shí)鐘和收端的接收時(shí)鐘之間有一定頻率誤差，由它產(chǎn)生的碼元相位差即位的相位差，在一幀信息的接收過程中將一位一位地逐步積累。若不及時(shí)消除這種位相差，接收進(jìn)行到一定的時(shí)間后，累積的位相差會(huì)使收發(fā)兩端錯(cuò)位，導(dǎo)致收端進(jìn)入失步狀態(tài)。因此要保證收發(fā)兩端同步工作，不僅需要幀同步，還要有位同步措施。第三節(jié)位同步當(dāng)接收端檢測(cè)到一幀信息中的同步字后，收端處于同第三節(jié)位同步一、數(shù)字鎖相原理發(fā)送端發(fā)送時(shí)鐘的周期等于一位碼元的時(shí)間寬度，因此接收端收到的數(shù)字信息中含有發(fā)送端發(fā)送時(shí)鐘的相位信息。接收端可以在接收信息的過程中，以接收到的信息相位為基準(zhǔn)，不斷調(diào)整收端接收時(shí)鐘的相位，減小收發(fā)兩端的位相差，從而不至于出現(xiàn)因位相差的積累而失步的現(xiàn)象。第三節(jié)位同步一、數(shù)字鎖相原理第三節(jié)位同步ua是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，它是校正脈沖發(fā)生器的輸入信號(hào)，當(dāng)ua中的碼元從0變成1或者從1變成0，即ua出現(xiàn)變位時(shí)，會(huì)使校正脈沖發(fā)生器輸出一個(gè)校正脈沖ub。ub的脈沖寬度大大小于ua的碼元寬度，它是一個(gè)窄脈沖信號(hào)。因?yàn)閡a變位只可能出現(xiàn)在發(fā)送碼元的開始或結(jié)束時(shí)刻。所以u(píng)b也只會(huì)在發(fā)送端位的起始或結(jié)束時(shí)刻出現(xiàn)，它可以代表發(fā)送端的位相位第三節(jié)位同步ua是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，它是校正第三節(jié)位同步圖4-5中分頻電路的輸出uc是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，uc的周期等于接收一位碼元的時(shí)間寬度。由于發(fā)端的串行接口電路在發(fā)送時(shí)鐘的下降沿將發(fā)送碼元串行移位輸出，而收端的串行接口電路在接收時(shí)鐘的上升沿對(duì)接收碼元采樣輸入。因此當(dāng)發(fā)端的發(fā)送時(shí)鐘和收端的接收時(shí)鐘相位一致時(shí)，收端是在每位碼元的中心位置采樣接收。只要收發(fā)兩端的位相差不大于半個(gè)碼元寬度，都能保證收端對(duì)碼元正確接收。為了使兩端的位相差不超過半個(gè)碼元，收端在接收碼元的過程中必須不斷檢測(cè)兩端的位相差，并根據(jù)檢測(cè)情況調(diào)整收端的位相位，減小位相差，使兩端的位相差不至于積累太大。第三節(jié)位同步圖4-5中分頻電路的輸出uc是收端接收到的經(jīng)解第三節(jié)位同步相位比較器完成將ub(它代表發(fā)送端的位相位)和uc(它代表接收端的位相位)進(jìn)行相位比較。如果ub出現(xiàn)在uc的前半周，即uc等于零的半周，說明接收端的位相位超前發(fā)送端的位相位。如果ub出現(xiàn)在uc的后半周，說明接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位。第三節(jié)位同步相位比較器完成將ub(它代表發(fā)送端的位相位)第三節(jié)位同步計(jì)數(shù)脈沖控制電路的作用是：根據(jù)相位比較器的比較結(jié)果，調(diào)整收端分頻電路的分頻系數(shù)。當(dāng)收端不進(jìn)行位相位調(diào)整時(shí)，分頻電路的分頻系數(shù)按式(4-1)計(jì)算。如果相位比較器的比較結(jié)果是接收端的位相位超前發(fā)送端的位相位，則由計(jì)數(shù)脈沖控制電路調(diào)整分頻電路的分頻系數(shù)為δ+1，這時(shí)分頻電路的輸出uc頻率降低、周期加長，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位實(shí)現(xiàn)了滯后校正。第三節(jié)位同步計(jì)數(shù)脈沖控制電路的作用是：根據(jù)相位比較器的比較第三節(jié)位同步反之，若接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位，則調(diào)整分頻電路的分頻系數(shù)為δ-1，這時(shí)分頻電路的輸出uc頻率增大、周期變短，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位實(shí)現(xiàn)了超前校正。計(jì)數(shù)脈沖控制電路對(duì)分頻電路分頻系數(shù)的調(diào)整，必須在接收信息有變位，使校正脈沖發(fā)生器輸出校正脈沖時(shí)才能進(jìn)行。在接收信息沒有變位出現(xiàn)時(shí)，不產(chǎn)生校正脈沖，分頻電路按原有的分頻系數(shù)δ工作。第三節(jié)位同步反之，若接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位，則調(diào)第三節(jié)位同步二、數(shù)字鎖相電路數(shù)字鎖相電路的功能一是完成對(duì)收發(fā)兩端位相位的比較，到斷其超前和滯后狀態(tài);二是根據(jù)判斷結(jié)果，調(diào)整接收端分頻電路的分頻系數(shù)，使收端的位，即碼元的寬度變長或變短，從而達(dá)到縮小兩端位相差韻目的。第三節(jié)位同步二、數(shù)字鎖相電路第三節(jié)位同步圖中的兩個(gè)JK觸發(fā)器和CD4520加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成收端的分頻電路。分頻電路的輸出f6是串行接口電路的接收時(shí)鐘。校正脈沖產(chǎn)生電路由圖4-7中的異或門、觸發(fā)器ZX1和ZX2組成。Yl，Y2和H1完成相位比較和計(jì)數(shù)脈沖控制。第三節(jié)位同步圖中的兩個(gè)JK觸發(fā)器和CD4520加法計(jì)數(shù)器構(gòu)第三節(jié)位同步經(jīng)解調(diào)后的接收信息序列TDM與本地產(chǎn)生的通道信號(hào)復(fù)現(xiàn)碼TDF在異或門中進(jìn)行比較。當(dāng)TDM發(fā)生變位時(shí)，異或門輸出1，fCLK的上升沿將變位檢出觸發(fā)器ZX1置1，進(jìn)而使通道信號(hào)復(fù)現(xiàn)觸發(fā)器ZX2在的上升沿改變狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)TDF跟蹤TDM變化。當(dāng)TDF跟蹤TDM變位后，異或門出0，fCLK的上升沿將使ZXl從1回0。所以ZX1在每次TDM變位時(shí)，輸出一個(gè)寬度等于fCLK周期的脈沖，稱為校正脈沖。第三節(jié)位同步經(jīng)解調(diào)后的接收信息序列TDM與本地產(chǎn)生的通道信第三節(jié)位同步分頻電路中的兩個(gè)JK觸發(fā)器，起到調(diào)整分頻系數(shù)的作用。fCLK是JK觸發(fā)器的計(jì)數(shù)脈沖。由于它們的RS端都接0V，所以當(dāng)JK端為0時(shí)，fCLK脈沖不改變JK觸發(fā)器的狀態(tài)；當(dāng)K端為“1”時(shí)fCLK使JK觸發(fā)器改變一次狀態(tài)。第三節(jié)位同步分頻電路中的兩個(gè)JK觸發(fā)器，起到調(diào)整分頻系數(shù)的第三節(jié)位同步當(dāng)TDM無變位時(shí)，ZXl輸出為“0"，ZX1輸出為"1"，這時(shí)兩個(gè)JK觸發(fā)器按二進(jìn)制計(jì)數(shù)工作，構(gòu)成四分頻電路。當(dāng)TDM有變位時(shí)，ZX1輸出校正脈沖。若校正脈沖出現(xiàn)在分頻電路的輸出f6的前半周，判斷為收端位相位超前，這時(shí)輸入的一個(gè)fCLK脈沖不改變兩個(gè)JK觸發(fā)器的狀態(tài)，使JK觸發(fā)器的這一次計(jì)數(shù)循環(huán)變?yōu)槲宸诸l電路，從而實(shí)現(xiàn)了滯后校正。若校正脈沖出現(xiàn)在f6的后半周，判斷為收端位相位滯后，此時(shí)JK觸發(fā)器這一次計(jì)數(shù)循環(huán)變?yōu)槿诸l電路，實(shí)現(xiàn)了超前校正。第三節(jié)位同步當(dāng)TDM無變位時(shí)，ZXl輸出為“0"，ZX1第三節(jié)位同步8253的計(jì)數(shù)器0作分頻電路；計(jì)數(shù)器2，D觸發(fā)器和與門完成相位比較；分頻系數(shù)的調(diào)整由軟件實(shí)現(xiàn)。第三節(jié)位同步8253的計(jì)數(shù)器0作分頻電路；計(jì)數(shù)器2，D觸發(fā)第三節(jié)位同步初始化8253時(shí)使計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2都工作在方式3-方波速率發(fā)生器。選擇脈沖信號(hào)fCLK作計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2的時(shí)鐘輸入。由于計(jì)數(shù)器0的控制端G0為高電平，使計(jì)數(shù)器0始終按寫入的計(jì)數(shù)值對(duì)輸入CLK0的脈沖計(jì)數(shù)，即以計(jì)數(shù)值為分頻系數(shù)，將fCLK的頻率降低到碼元傳輸速率，其輸出OUT0送8251A的接收時(shí)鐘端。寫入計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值可以由軟件進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到調(diào)整分頻系數(shù)的目的。計(jì)數(shù)器2的控制端G2同與門的輸出相連，當(dāng)與門輸出高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)，當(dāng)與門輸出低電平時(shí)，禁止計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)。第三節(jié)位同步初始化8253時(shí)使計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2都工作在方第三節(jié)位同步相位比較器由D觸發(fā)器和與門組成。接收信息序列ua送D觸發(fā)器的D輸入端，D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入由接收時(shí)鐘提供。D觸發(fā)器的非端輸出和接收的信息序列ua相與，送8253的G2端。當(dāng)收發(fā)兩端位相位相同時(shí)，與門輸出的脈沖，也就是G2的輸入脈沖，其寬度恰好為半個(gè)碼元寬，即T/2；當(dāng)收端的位相位超前于發(fā)端的位相位時(shí)，G2輸入脈沖的寬度小于T/2；當(dāng)收端的位相位滯后于發(fā)端的位相位時(shí)，G2輸入脈沖的寬度大于T/2。三種情況的波形見圖4-9。由于G2脈沖的寬度就是允許計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)的時(shí)間，所以計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值大小，反映出G2脈沖的寬度，也就反映出收發(fā)兩端的位相差。第三節(jié)位同步相位比較器由D觸發(fā)器和與門組成。接收信息序列u第三節(jié)位同步如果G2脈沖的寬度正好為T/2時(shí)，計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值應(yīng)該等于N，這時(shí)寫入計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值為分頻系數(shù)S。在數(shù)字鎖相電路工作過程中，由程序不斷讀計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值，并和N比較。若計(jì)數(shù)值大于N，表示G2脈沖的寬度大于T/2，由程序重寫計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值，使其小于δ，將使接收時(shí)鐘周期縮短，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位作了超前調(diào)整。若計(jì)數(shù)值小于N，表示C2脈沖的寬度小于T/2，重寫計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值，使其大于δ，將使接收時(shí)鐘周期加長，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位作了滯后調(diào)整。第三節(jié)位同步如果G2脈沖的寬度正好為T/2時(shí)，計(jì)數(shù)器2的計(jì)第三節(jié)位同步

第三節(jié)位同步第三節(jié)位同步三、通信方式與位同步部頒CDT規(guī)約要求遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送采用同步通信方式。以同步通信方式發(fā)送信息時(shí)，收端的幀同步措施可以通過對(duì)同步字的檢測(cè)，將信息序列按字節(jié)劃分開。但在實(shí)現(xiàn)幀同步后，按字節(jié)接收的過程中，為了消除發(fā)端的發(fā)送時(shí)鐘和收端的接收時(shí)鐘之間的頻差所產(chǎn)生的位相差，收端必須同時(shí)采用位同步措施。第三節(jié)位同步三、通信方式與位同步第三節(jié)位同步現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有些采用異步通信方式傳送遠(yuǎn)動(dòng)信息。異步通信用一位起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束，以此構(gòu)成一幀信息。由于起始位起到使該字符內(nèi)各位碼元保持位同步的作用，因此收端不必再采用其它措施實(shí)現(xiàn)位同步。異步通信時(shí)，接收/發(fā)送時(shí)鐘頻率與接收/發(fā)送碼元的速率有如下關(guān)系接收/發(fā)送時(shí)鐘頻率=n×接收/發(fā)送碼元速率其中n=1,16,32,64。第三節(jié)位同步現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有些采用異步通信方式傳送遠(yuǎn)動(dòng)第三節(jié)位同步以n=16為例，串行接口電路在尋找每一個(gè)字符的起始位時(shí)，由接收器在每一個(gè)接收時(shí)鐘的上升沿對(duì)輸入進(jìn)行采樣，并檢測(cè)接收信息上的低電平是否保持8或9個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期，以此確定是否是起始位。這樣既可以刪除干擾信號(hào)，又可以比較準(zhǔn)確地確定起始位的中間點(diǎn)，從而提供一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)。從這個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間開始，每隔16個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)后續(xù)的信息采樣，使每一個(gè)采樣點(diǎn)都基本在每一位碼元的中心位置。第三節(jié)位同步以n=16為例，串行接口電路在尋找每一個(gè)字符的第三節(jié)位同步由于每一個(gè)字符只有5~8位碼元，在接收一個(gè)字符的時(shí)間內(nèi)，發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘之間的頻差積累很小，到下一個(gè)字符接收時(shí)，接收器通過對(duì)起始位的檢查，又實(shí)現(xiàn)一次位同步。因此異步通信是由起始位對(duì)每個(gè)字符完成一次位同步，使發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘之間的頻差造成的相位差不會(huì)積累太大。但異步通信由于有起始位和停止位，降低了信息的傳輸效率。第三節(jié)位同步由于每一個(gè)字符只有5~8位碼元，在接收一個(gè)字符第四節(jié)同步的性能通過檢測(cè)同步字完成幀同步時(shí)，由于信道的干擾，可能出現(xiàn)漏同步和假同步。用數(shù)字鎖相電路完成位同步時(shí)，存在反校的可能性。第四節(jié)同步的性能通過檢測(cè)同步字完成幀同步時(shí)，由于信道的干擾第四節(jié)同步的性能一、漏同步和假同步當(dāng)同步字在信道中受到干擾，使其中某些碼元發(fā)生變位，致使收端檢測(cè)不出同步字時(shí)，稱為漏同步。當(dāng)接收到的信息序列中，出現(xiàn)與同步字相同的碼序列時(shí)，在對(duì)同步字檢測(cè)時(shí)會(huì)把它誤判為同步字，造成假同步。第四節(jié)同步的性能一、漏同步和假同步第四節(jié)同步的性能為了有效地降低假同步和漏同步概率，在搜索同步狀態(tài)時(shí)，由于假同步出現(xiàn)的可能性大，應(yīng)嚴(yán)格防止假同步出現(xiàn)，通常取，m=0為了盡量減少漏同步出現(xiàn)，在慣性同步狀態(tài)時(shí)，可選擇m≠0，允許同步字發(fā)生m位差錯(cuò)。第四節(jié)同步的性能為了有效地降低假同步和漏同步概率，在搜索同第四節(jié)同步的性能二、位同步的反校用數(shù)字鎖相電路實(shí)現(xiàn)位同步的目的是:通過對(duì)接收端接收時(shí)鐘相位的調(diào)整，使接收端接收某一個(gè)碼字第i位碼元時(shí)的接收時(shí)鐘和發(fā)送端發(fā)送同一個(gè)碼字第i位碼元時(shí)的發(fā)送時(shí)鐘相位相同。當(dāng)收發(fā)兩端發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘的相位差φ<π時(shí)，數(shù)字鎖相電路能達(dá)到上述調(diào)整目的。但收發(fā)兩端發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘的相位差φ>π時(shí)，數(shù)字鎖相電路在工作過程中，通過相位調(diào)整，會(huì)使兩者的相位差繼續(xù)增加，直到φ≈2π，造成兩端時(shí)序錯(cuò)一位，這種情況稱為反校。第四節(jié)同步的性能二、位同步的反校第四節(jié)同步的性能圖4-10是收端接收某一個(gè)碼字第i位碼元時(shí)，接收時(shí)鐘相位滯后于發(fā)送時(shí)鐘，并且與發(fā)端發(fā)送時(shí)鐘的相位差φ>π，出現(xiàn)反校的相位比較波形。由于滯后的相位φ>π，使校正脈沖ub出現(xiàn)在uc的前半周，相位比較器將判斷為收端位相位超前發(fā)端位相位，從而對(duì)收端位相位進(jìn)行滯后校正。校正的結(jié)果會(huì)使相位差φ繼續(xù)增大，直至φ≈2π，致使發(fā)端第i位碼元的發(fā)送時(shí)鐘對(duì)應(yīng)收端(i-1)位碼元的接收時(shí)鐘，造成接收的時(shí)序錯(cuò)一位，即滑步。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，只能借助幀同步措施很快發(fā)現(xiàn)，并加以糾正。所以數(shù)字鎖相必須和幀同步措施相配合，方能實(shí)現(xiàn)同步通信時(shí)對(duì)同步的要求。第四節(jié)同步的性能圖4-10是收端接收某一個(gè)碼字第i位碼元時(shí)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)第四章遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序及同步第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序第二節(jié)幀同步第三節(jié)位同步第四節(jié)同步的性能第四章遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序及同步第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序信息在信道上的傳輸通常采用多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用是指把若干個(gè)彼此無關(guān)的信號(hào)合并為一個(gè)復(fù)合信號(hào)，并在一條共用信道上進(jìn)行傳輸。多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序信息在信道上的傳輸通常采用多路復(fù)用技術(shù)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等。頻分多路制，各路信號(hào)的傳輸頻率不同。時(shí)分多路制，被傳輸?shù)男盘?hào)按先后順序在各自占用的時(shí)間間隔中傳送。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路制和時(shí)分多路制等第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用多路復(fù)用器連接許多低速線路，在一條速度較高的線路上傳輸。在頻率上把要傳輸?shù)膸茁沸畔⒑显谝黄?，形成一個(gè)合成的信號(hào)后進(jìn)行傳輸。信道的可用頻率帶寬被分成幾個(gè)互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)一個(gè)頻段。頻分復(fù)用的主要問題是各路信號(hào)之間容易產(chǎn)生相互干擾（稱為串?dāng)_）。引取串?dāng)_的主要原因是信號(hào)頻譜間的相互交叉和信號(hào)被調(diào)制后由于調(diào)制系統(tǒng)的非線性而帶來的已調(diào)信號(hào)的頻譜展寬。這種已調(diào)信號(hào)的頻譜展寬之后也易發(fā)生相互交叉而令信號(hào)失真和無法解調(diào)接收。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用因此，使用頻分復(fù)用技術(shù)一是要求復(fù)用頻譜之間有足夠大的保護(hù)間隔，二是要求調(diào)制系統(tǒng)具有很高的線性濾波功能，這就帶來設(shè)備造價(jià)問題。一般應(yīng)用于模擬信號(hào)如語音信號(hào)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般不使用頻分復(fù)用。應(yīng)用：

廣播電視、電纜電視、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸（需要將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)）第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（1）頻分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（2）時(shí)分多路復(fù)用適用于數(shù)字技術(shù)采用分時(shí)技術(shù)，每路分配一個(gè)時(shí)隙。如果某路終端裝置無字符發(fā)送，則多路復(fù)用器發(fā)送一個(gè)空字符，以保持序列順序。較早的Internet網(wǎng)大多使用T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps)或T3/E3(45Mbps/34Mbps)速率的傳輸信道,廣大計(jì)算機(jī)用戶通過相應(yīng)的連接設(shè)備共享這些信道第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序（2）時(shí)分多路復(fù)用第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序遠(yuǎn)動(dòng)信息在遠(yuǎn)動(dòng)信道上的傳輸采用時(shí)分多路制。CDT規(guī)約中，8位碼元構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，6個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)碼字，多個(gè)碼字構(gòu)成一幀。polling規(guī)約中，多個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)報(bào)文。遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送時(shí)間順序和接收時(shí)間順序，可以用位、字節(jié)、碼字來表征。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序遠(yuǎn)動(dòng)信息在遠(yuǎn)動(dòng)信道上的傳輸采用時(shí)分多路第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序一、遠(yuǎn)動(dòng)信息的位微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中，遠(yuǎn)動(dòng)信息通過串行接口電路發(fā)送和接收。串行接口電路向信道發(fā)送或從信道接收的一位數(shù)據(jù)就是遠(yuǎn)動(dòng)信息的一個(gè)碼元，也稱為一位。遠(yuǎn)動(dòng)裝置通過串行接口電路每秒鐘向信道發(fā)送或從信道接收的碼元數(shù)，稱為碼元傳輸速率或波特率。遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送波特率和接收波特率，由串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘進(jìn)行控制。當(dāng)串行接口電路工作在同步通信方式時(shí)，串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的發(fā)送波特率，接收時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的接收波特率。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序一、遠(yuǎn)動(dòng)信息的位第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序當(dāng)利用遠(yuǎn)動(dòng)裝置中CPU的時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生申行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘時(shí)，必須借助分頻電路，把CPU的時(shí)鐘脈沖頻率降低到遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率。分頻電路的分頻系數(shù)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序當(dāng)利用遠(yuǎn)動(dòng)裝置中CPU的時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序初始化8253時(shí)，將計(jì)數(shù)器1的工作方式設(shè)置為方波速率發(fā)生器方式，寫入的計(jì)數(shù)值等于δ。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序初始化8253時(shí)，將計(jì)數(shù)器1的工作方式第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序MC14411的主振脈沖頻率為1.8432MHz，主振脈沖經(jīng)內(nèi)部分頻電路分頻后可以輸出多個(gè)不同頻率的信號(hào)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序MC14411的主振脈沖頻率為1.84第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率由串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘進(jìn)行控制。同步通信時(shí)，串行接口電路發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率等于遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率，即波特率。這時(shí)，發(fā)送/接收時(shí)鐘信號(hào)的周期等于一位碼元的時(shí)間寬度。異步通信時(shí)，發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率和遠(yuǎn)動(dòng)信息的波特率之間有一個(gè)系數(shù)關(guān)系。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置中遠(yuǎn)動(dòng)信息的碼元傳輸速率由第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序二、字節(jié)和碼字串行接口電路完成并行/串行轉(zhuǎn)換和串行/并行轉(zhuǎn)換。遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，CPU每次通過數(shù)據(jù)總線并行地向串行接口電路輸出一個(gè)字節(jié)，串行接口電路接收到一個(gè)字節(jié)后，再一位一位地向信道串行抽出。當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置接收遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，串行接口電路從信道一位一位地串行接收，當(dāng)收滿一個(gè)字節(jié)后CPU通過數(shù)據(jù)總線并行地從串行接口電路讀入一個(gè)字節(jié)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序二、字節(jié)和碼字第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序CDT規(guī)約中每個(gè)碼字固定取48位，劃分為6個(gè)字節(jié)進(jìn)行發(fā)送和接收。因此發(fā)送端設(shè)有發(fā)送字節(jié)計(jì)數(shù)器，在發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的過程中，發(fā)送字節(jié)計(jì)數(shù)器從1計(jì)數(shù)到6表示發(fā)完一個(gè)碼字。同理接收端有接收字節(jié)計(jì)數(shù)器，從1計(jì)數(shù)到6表示收完一個(gè)碼字。一幀信息通常由多個(gè)碼字組成，所以在接收和發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的過程中，收發(fā)兩端還必須對(duì)碼字個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。每當(dāng)字節(jié)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到6時(shí)，碼字計(jì)數(shù)器加1，碼字計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值等于一幀中碼字的個(gè)數(shù)。當(dāng)碼字計(jì)數(shù)器從1計(jì)數(shù)到最大計(jì)數(shù)值時(shí)，表示發(fā)送或接收完一幀遠(yuǎn)動(dòng)信息。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序CDT規(guī)約中每個(gè)碼字固定取48位，劃分第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序?qū)olling規(guī)約，發(fā)送和接收的遠(yuǎn)動(dòng)信息以報(bào)文格式出現(xiàn)，各種報(bào)文的字節(jié)數(shù)不等，但每個(gè)報(bào)文的頭部總有1-2個(gè)字節(jié)用來說明這個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)。因此在發(fā)送和接收polling規(guī)約的報(bào)文時(shí)，收發(fā)兩端仍然要對(duì)報(bào)文進(jìn)行字節(jié)計(jì)數(shù)，不過字節(jié)計(jì)數(shù)值不是固定地從1計(jì)數(shù)到6，而是以報(bào)文頭中給出的報(bào)文字節(jié)數(shù)為準(zhǔn)。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序?qū)olling規(guī)約，發(fā)送和接收的遠(yuǎn)動(dòng)第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序三、同步的必要性遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息時(shí)，要求收端的碼字計(jì)數(shù)器、字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，必須和發(fā)端的碼字計(jì)數(shù)器、字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值保持一致，只有這樣收端對(duì)信息的識(shí)別才是正確的。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序三、同步的必要性第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序發(fā)送端每位碼元的發(fā)送由發(fā)端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘控制，接收端在接收每位碼元時(shí)由收端串行接口電路的接收時(shí)鐘控制，發(fā)送時(shí)鐘頻率和接收時(shí)鐘頻率必須設(shè)置相等。即使如此，它們之間仍然存在一定頻差，將產(chǎn)生相位差。如果相位差不斷積累，到一定時(shí)間收發(fā)兩端將出現(xiàn)錯(cuò)位。遠(yuǎn)動(dòng)裝置的同步，就是要保證收發(fā)兩端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值一致，并且使接收時(shí)鐘的相位與發(fā)送時(shí)鐘的相位差不超過允許值。只有這樣，才能保證接收端對(duì)接收信息識(shí)別的正確性。第一節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息的時(shí)序發(fā)送端每位碼元的發(fā)送由發(fā)端串行接口電路第二節(jié)幀同步一、幀同步如果發(fā)送端在每幀發(fā)送信息字之前，先發(fā)送同步碼字，即每幀以同步碼字開頭，標(biāo)明一核的開始。接收端從接收信息中檢測(cè)到正確的同步碼字后，將接收端的碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器置成與發(fā)送端相同的計(jì)數(shù)狀態(tài)，這種同步方式叫幀同步。第二節(jié)幀同步一、幀同步第二節(jié)幀同步比如發(fā)送端每幀發(fā)送完同步碼字后，置發(fā)端碼字計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為1，字節(jié)計(jì)數(shù)器的值為0。當(dāng)接收端從接收的信息序列中檢測(cè)出同步碼字后，也將接收端的碼字計(jì)數(shù)器置為1，字節(jié)計(jì)數(shù)器置為0，便實(shí)現(xiàn)了兩端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值的一致。這時(shí)接收端就完全可以按照規(guī)約規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)和碼字結(jié)構(gòu)，用本端碼字計(jì)數(shù)器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，對(duì)接收信息進(jìn)行識(shí)別，保證遠(yuǎn)動(dòng)信息的正確接收。因此，幀同步是實(shí)現(xiàn)在接收端正確識(shí)別幀的起始的方法，對(duì)每一幀的同步碼字的檢出是接收端完成信息接收的前提條件。第二節(jié)幀同步比如發(fā)送端每幀發(fā)送完同步碼字后，置發(fā)端碼字計(jì)數(shù)第二節(jié)幀同步幀同步中的同步碼字也稱幀同步碼或同步字，同步字取一組特定的不變的字符。部頒CDT規(guī)約中規(guī)定的同步字是按它在通道中的傳送順序?yàn)槿MEB90H來取值。因?yàn)镋B90H具有較好的自相關(guān)特性，且三組EB90H構(gòu)成的同步字正好48位，與信息字的位數(shù)相等，處理較為方便。第二節(jié)幀同步幀同步中的同步碼字也稱幀同步碼或同步字，同步字第二節(jié)幀同步二、同步字的檢測(cè)串行接口電路向信道傳送信息時(shí)，一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地進(jìn)行。對(duì)每一個(gè)字節(jié)首先傳送字節(jié)中的低位，最后傳送字節(jié)中的高位。為了保證同步字在通道中的傳送順序?yàn)槿MEB90H,寫入串行口的同步字應(yīng)該是三組D709H。第二節(jié)幀同步二、同步字的檢測(cè)第二節(jié)幀同步接收端對(duì)同步字的檢測(cè)分為兩種情況。一種情況是接收端正確接收完一核信息后，在下一恢的同步字應(yīng)該出現(xiàn)的時(shí)間間隔內(nèi)尋找同步字，這種工作狀態(tài)叫慣性同步狀態(tài)。另一種情況是收發(fā)兩端處于失步狀態(tài)，比如接收端剛開機(jī)工作，這時(shí)，接收端必須從接收信息中首先尋找出同步字，才能進(jìn)入對(duì)后續(xù)碼字的接收，這種工作狀態(tài)叫搜索同步狀態(tài)。第二節(jié)幀同步接收端對(duì)同步字的檢測(cè)分為兩種情況。第二節(jié)幀同步第二節(jié)幀同步第二節(jié)幀同步部頒CDT規(guī)約要求遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送采用同步通信方式。當(dāng)發(fā)送端用同步通信方式發(fā)送信息時(shí)，串行數(shù)據(jù)流中不存在字節(jié)的起點(diǎn)標(biāo)志。在收發(fā)兩端失步，使收端進(jìn)入搜索同步狀態(tài)時(shí)，接收端對(duì)同步字中的第一個(gè)D7H和09H的檢側(cè)，必須由串行接口電路從按位搜索開始。其方法是:對(duì)串行接口電路初始化時(shí)，首先寫入方式控制字，設(shè)置工作方式為同步通信、每個(gè)字符長度為8位、選擇雙同步字符;接著寫入兩個(gè)同步字符D7H和09H;最后由命令控制字置串行接口電路進(jìn)入搜索方式。第二節(jié)幀同步部頒CDT規(guī)約要求遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送采用同步通信方第二節(jié)幀同步串行接口電路在串行移位接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收一位便把接收移位寄存器中的數(shù)據(jù)與寫入的同步字符比較一次。直到兩者相同，可以認(rèn)為找到了同步字符，即找到同步字中的第一組D709H。同時(shí)也就找到了數(shù)據(jù)流中字節(jié)的起點(diǎn)。自此以后，串行接口電路開始按8位字符長度接收數(shù)據(jù)。對(duì)剩下的兩組D709H，把它們看作四個(gè)特定字節(jié)，由程序?qū)﹃懤m(xù)收到的字節(jié)進(jìn)行判斷，看是否是兩組D709H。如果又連續(xù)收到兩組D709H，表示搜索同步字成功，轉(zhuǎn)控制字接收。否則認(rèn)為按位搜索到的D709H是假同步碼，必須再回到按位搜索。第二節(jié)幀同步串行接口電路在串行移位接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收一位便第二節(jié)幀同步當(dāng)接收端正確接收到同步字，并同步接收完一幀信息后，應(yīng)該繼續(xù)接收下一幀的同步字。此時(shí)，發(fā)端在發(fā)完一幀信息后，也進(jìn)入下一幀同步字的發(fā)送。因此接收端是在同步字出現(xiàn)的時(shí)刻檢測(cè)同步字，串行接口電路仍然保持按字節(jié)接收數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)，字節(jié)和字節(jié)之間的界限還存在。這時(shí)同步字的檢側(cè)可以直接由軟件完成，即程序?qū)B續(xù)收到的6個(gè)字節(jié)逐個(gè)進(jìn)行判斷，看是否是三組D709H。如果是，這一幀的同步字找到，可以進(jìn)入后續(xù)碼字的接收，否則重新轉(zhuǎn)入搜索同步狀態(tài)的按位搜索。第二節(jié)幀同步當(dāng)接收端正確接收到同步字，并同步接收完一幀信息第三節(jié)位同步位同步是指收發(fā)兩端的位相位一致，即碼元和碼元的起止時(shí)刻對(duì)齊。由于碼元的發(fā)送和接收分別由發(fā)送端和接收端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘控制，所以位同步就是要使發(fā)送端串行接口電路的發(fā)送時(shí)鐘和接收端串行接口電路的接收時(shí)鐘始終保持相位一致。第三節(jié)位同步位同步是指收發(fā)兩端的位相位一致，即碼元和碼元的第三節(jié)位同步當(dāng)接收端檢測(cè)到一幀信息中的同步字后，收端處于同步接收狀態(tài)。由于發(fā)端的發(fā)送時(shí)鐘和收端的接收時(shí)鐘之間有一定頻率誤差，由它產(chǎn)生的碼元相位差即位的相位差，在一幀信息的接收過程中將一位一位地逐步積累。若不及時(shí)消除這種位相差，接收進(jìn)行到一定的時(shí)間后，累積的位相差會(huì)使收發(fā)兩端錯(cuò)位，導(dǎo)致收端進(jìn)入失步狀態(tài)。因此要保證收發(fā)兩端同步工作，不僅需要幀同步，還要有位同步措施。第三節(jié)位同步當(dāng)接收端檢測(cè)到一幀信息中的同步字后，收端處于同第三節(jié)位同步一、數(shù)字鎖相原理發(fā)送端發(fā)送時(shí)鐘的周期等于一位碼元的時(shí)間寬度，因此接收端收到的數(shù)字信息中含有發(fā)送端發(fā)送時(shí)鐘的相位信息。接收端可以在接收信息的過程中，以接收到的信息相位為基準(zhǔn)，不斷調(diào)整收端接收時(shí)鐘的相位，減小收發(fā)兩端的位相差，從而不至于出現(xiàn)因位相差的積累而失步的現(xiàn)象。第三節(jié)位同步一、數(shù)字鎖相原理第三節(jié)位同步ua是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，它是校正脈沖發(fā)生器的輸入信號(hào)，當(dāng)ua中的碼元從0變成1或者從1變成0，即ua出現(xiàn)變位時(shí)，會(huì)使校正脈沖發(fā)生器輸出一個(gè)校正脈沖ub。ub的脈沖寬度大大小于ua的碼元寬度，它是一個(gè)窄脈沖信號(hào)。因?yàn)閡a變位只可能出現(xiàn)在發(fā)送碼元的開始或結(jié)束時(shí)刻。所以u(píng)b也只會(huì)在發(fā)送端位的起始或結(jié)束時(shí)刻出現(xiàn)，它可以代表發(fā)送端的位相位第三節(jié)位同步ua是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，它是校正第三節(jié)位同步圖4-5中分頻電路的輸出uc是收端接收到的經(jīng)解調(diào)后的信息序列，uc的周期等于接收一位碼元的時(shí)間寬度。由于發(fā)端的串行接口電路在發(fā)送時(shí)鐘的下降沿將發(fā)送碼元串行移位輸出，而收端的串行接口電路在接收時(shí)鐘的上升沿對(duì)接收碼元采樣輸入。因此當(dāng)發(fā)端的發(fā)送時(shí)鐘和收端的接收時(shí)鐘相位一致時(shí)，收端是在每位碼元的中心位置采樣接收。只要收發(fā)兩端的位相差不大于半個(gè)碼元寬度，都能保證收端對(duì)碼元正確接收。為了使兩端的位相差不超過半個(gè)碼元，收端在接收碼元的過程中必須不斷檢測(cè)兩端的位相差，并根據(jù)檢測(cè)情況調(diào)整收端的位相位，減小位相差，使兩端的位相差不至于積累太大。第三節(jié)位同步圖4-5中分頻電路的輸出uc是收端接收到的經(jīng)解第三節(jié)位同步相位比較器完成將ub(它代表發(fā)送端的位相位)和uc(它代表接收端的位相位)進(jìn)行相位比較。如果ub出現(xiàn)在uc的前半周，即uc等于零的半周，說明接收端的位相位超前發(fā)送端的位相位。如果ub出現(xiàn)在uc的后半周，說明接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位。第三節(jié)位同步相位比較器完成將ub(它代表發(fā)送端的位相位)第三節(jié)位同步計(jì)數(shù)脈沖控制電路的作用是：根據(jù)相位比較器的比較結(jié)果，調(diào)整收端分頻電路的分頻系數(shù)。當(dāng)收端不進(jìn)行位相位調(diào)整時(shí)，分頻電路的分頻系數(shù)按式(4-1)計(jì)算。如果相位比較器的比較結(jié)果是接收端的位相位超前發(fā)送端的位相位，則由計(jì)數(shù)脈沖控制電路調(diào)整分頻電路的分頻系數(shù)為δ+1，這時(shí)分頻電路的輸出uc頻率降低、周期加長，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位實(shí)現(xiàn)了滯后校正。第三節(jié)位同步計(jì)數(shù)脈沖控制電路的作用是：根據(jù)相位比較器的比較第三節(jié)位同步反之，若接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位，則調(diào)整分頻電路的分頻系數(shù)為δ-1，這時(shí)分頻電路的輸出uc頻率增大、周期變短，對(duì)下一個(gè)碼元的位相位實(shí)現(xiàn)了超前校正。計(jì)數(shù)脈沖控制電路對(duì)分頻電路分頻系數(shù)的調(diào)整，必須在接收信息有變位，使校正脈沖發(fā)生器輸出校正脈沖時(shí)才能進(jìn)行。在接收信息沒有變位出現(xiàn)時(shí)，不產(chǎn)生校正脈沖，分頻電路按原有的分頻系數(shù)δ工作。第三節(jié)位同步反之，若接收端的位相位滯后發(fā)送端的位相位，則調(diào)第三節(jié)位同步二、數(shù)字鎖相電路數(shù)字鎖相電路的功能一是完成對(duì)收發(fā)兩端位相位的比較，到斷其超前和滯后狀態(tài);二是根據(jù)判斷結(jié)果，調(diào)整接收端分頻電路的分頻系數(shù)，使收端的位，即碼元的寬度變長或變短，從而達(dá)到縮小兩端位相差韻目的。第三節(jié)位同步二、數(shù)字鎖相電路第三節(jié)位同步圖中的兩個(gè)JK觸發(fā)器和CD4520加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成收端的分頻電路。分頻電路的輸出f6是串行接口電路的接收時(shí)鐘。校正脈沖產(chǎn)生電路由圖4-7中的異或門、觸發(fā)器ZX1和ZX2組成。Yl，Y2和H1完成相位比較和計(jì)數(shù)脈沖控制。第三節(jié)位同步圖中的兩個(gè)JK觸發(fā)器和CD4520加法計(jì)數(shù)器構(gòu)第三節(jié)位同步經(jīng)解調(diào)后的接收信息序列TDM與本地產(chǎn)生的通道信號(hào)復(fù)現(xiàn)碼TDF在異或門中進(jìn)行比較。當(dāng)TDM發(fā)生變位時(shí)，異或門輸出1，fCLK的上升沿將變位檢出觸發(fā)器ZX1置1，進(jìn)而使通道信號(hào)復(fù)現(xiàn)觸發(fā)器ZX2在的上升沿改變狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)TDF跟蹤TDM變化。當(dāng)TDF跟蹤TDM變位后，異或門出0，fCLK的上升沿將使ZXl從1回0。所以ZX1在每次TDM變位時(shí)，輸出一個(gè)寬度等于fCLK周期的脈沖，稱為校正脈沖。第三節(jié)位同步經(jīng)解調(diào)后的接收信息序列TDM與本地產(chǎn)生的通道信第三節(jié)位同步分頻電路中的兩個(gè)JK觸發(fā)器，起到調(diào)整分頻系數(shù)的作用。fCLK是JK觸發(fā)器的計(jì)數(shù)脈沖。由于它們的RS端都接0V，所以當(dāng)JK端為0時(shí)，fCLK脈沖不改變JK觸發(fā)器的狀態(tài)；當(dāng)K端為“1”時(shí)fCLK使JK觸發(fā)器改變一次狀態(tài)。第三節(jié)位同步分頻電路中的兩個(gè)JK觸發(fā)器，起到調(diào)整分頻系數(shù)的第三節(jié)位同步當(dāng)TDM無變位時(shí)，ZXl輸出為“0"，ZX1輸出為"1"，這時(shí)兩個(gè)JK觸發(fā)器按二進(jìn)制計(jì)數(shù)工作，構(gòu)成四分頻電路。當(dāng)TDM有變位時(shí)，ZX1輸出校正脈沖。若校正脈沖出現(xiàn)在分頻電路的輸出f6的前半周，判斷為收端位相位超前，這時(shí)輸入的一個(gè)fCLK脈沖不改變兩個(gè)JK觸發(fā)器的狀態(tài)，使JK觸發(fā)器的這一次計(jì)數(shù)循環(huán)變?yōu)槲宸诸l電路，從而實(shí)現(xiàn)了滯后校正。若校正脈沖出現(xiàn)在f6的后半周，判斷為收端位相位滯后，此時(shí)JK觸發(fā)器這一次計(jì)數(shù)循環(huán)變?yōu)槿诸l電路，實(shí)現(xiàn)了超前校正。第三節(jié)位同步當(dāng)TDM無變位時(shí)，ZXl輸出為“0"，ZX1第三節(jié)位同步8253的計(jì)數(shù)器0作分頻電路；計(jì)數(shù)器2，D觸發(fā)器和與門完成相位比較；分頻系數(shù)的調(diào)整由軟件實(shí)現(xiàn)。第三節(jié)位同步8253的計(jì)數(shù)器0作分頻電路；計(jì)數(shù)器2，D觸發(fā)第三節(jié)位同步初始化8253時(shí)使計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2都工作在方式3-方波速率發(fā)生器。選擇脈沖信號(hào)fCLK作計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2的時(shí)鐘輸入。由于計(jì)數(shù)器0的控制端G0為高電平，使計(jì)數(shù)器0始終按寫入的計(jì)數(shù)值對(duì)輸入CLK0的脈沖計(jì)數(shù)，即以計(jì)數(shù)值為分頻系數(shù)，將fCLK的頻率降低到碼元傳輸速率，其輸出OUT0送8251A的接收時(shí)鐘端。寫入計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值可以由軟件進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到調(diào)整分頻系數(shù)的目的。計(jì)數(shù)器2的控制端G2同與門的輸出相連，當(dāng)與門輸出高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)，當(dāng)與門輸出低電平時(shí)，禁止計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)。第三節(jié)位同步初始化8253時(shí)使計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器2都工作在方第三節(jié)位同步相位比較器由D觸發(fā)器和與門組成。接收信息序列ua送D觸發(fā)器的D輸入端，D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入由接收時(shí)鐘提供。D觸發(fā)器的非端輸出和接收的信息序列ua相與，送8253的G2端。當(dāng)收發(fā)兩端位相位相同時(shí)，與門輸出的脈沖，也就是G2的輸入脈沖，其寬度恰好為半個(gè)碼元寬，即T/2；當(dāng)收端的位相位超前于發(fā)端的位相位時(shí)，G2輸入脈沖的寬度小于T/2；當(dāng)收端的位相位滯后于發(fā)端的位相位時(shí)，G2輸入脈沖的寬度大于T/2。三種情況的波形見圖4-9。由于G2脈沖的寬度就是允許計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)的時(shí)間，所以計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值大小，反映出G2脈沖的寬度，也就反映出收發(fā)兩端的位相差。第三節(jié)位同步相位比較器由D觸發(fā)器和與門組成。接收信息序列u第三節(jié)位同步如果G2脈沖的寬度正好為T/2時(shí)，計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值應(yīng)該等于