計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在儀器中的應(yīng)用

====Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 第一章緒論通信消息的傳遞過程三個(gè)階段：1語言手勢(shì)烽火；2文字印刷郵政；3電話電報(bào)網(wǎng)絡(luò)（以電信號(hào)為媒介）。 通信技術(shù)的發(fā)展：新技術(shù)新器件的應(yīng)用；通信原理。1.2通信系統(tǒng)的組成：人一人，人一機(jī)器，機(jī)器一機(jī)器通信模型：信源一一發(fā)送設(shè)備一一信道一一接收設(shè)備一一信宿 （發(fā)送方） T （接收方）噪聲（1） 信源：模擬數(shù)字 （2） 信宿（收信者）：信息轉(zhuǎn)換為收信者能夠識(shí)別的形式。（3） 發(fā)送設(shè)備：連接信源、信道，把信源信號(hào)處理成便于傳輸?shù)男问?。?） 接收設(shè)備：發(fā)送設(shè)備的逆轉(zhuǎn)換，差錯(cuò)控制。 （5） 信道：區(qū)分?jǐn)?shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)的依據(jù)。信源調(diào)制器信道解調(diào)器信宿 調(diào)制器：頻域搬移原因：（1）為了傳輸過程中抗干擾。（2）易多路復(fù)用。（3）為了遠(yuǎn)距離傳輸。 信源編碼器：（1）模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸。（2）數(shù)據(jù)壓縮。信道編碼器：（1）差錯(cuò)控制。（2）加密。 數(shù)字調(diào)制器：遠(yuǎn)距離傳輸、抗干擾、復(fù)用（和模擬調(diào)制器相似）、同步。（1） 抗干擾能力強(qiáng)（2） 差錯(cuò)可控：校驗(yàn)（3） 便于大規(guī)模集成 （4） 易于各種數(shù)字終端連接（5） 保密性好 （6） 傳輸與交換有機(jī)結(jié)合傳輸（data）交換（IP地址、MAC地址、端口號(hào)）（7） 容易實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用（1） 消息的物理特性區(qū)分：電話、電報(bào)、以太網(wǎng)等。 （2） 傳輸信號(hào)的特征：數(shù)字、模擬。 （3） 調(diào)制：基帶傳輸；調(diào)制傳輸。 （4） 復(fù)用方式：時(shí)分、頻分、碼分多址。（5） 傳輸?shù)拿浇椋河芯€、無線。 （1）消息傳播的方向與時(shí)間的關(guān)系：?jiǎn)喂?、半雙工、全雙工::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 ::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 ====Word====Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪==== （2）消息的排列來分類：串行、并行。Ethernet,usb,rs232，打印機(jī)并口，藍(lán)牙迅馳（1）消息：統(tǒng)計(jì)特性離散信號(hào)事件0123456789概率％261686所有概率之和為1（2）離散事件的信息量 單個(gè)事件出現(xiàn)的概率越小，信息量越大 事件持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，信息量越大 對(duì)①把事件的概率倒數(shù)值的對(duì)數(shù)作為信息量的大小 I（xi）=^og-L-2P（Xi）例：二元系統(tǒng)，p（o）=4,問”1”出現(xiàn)后，信息量=?i（i）=log-1- ,p（i）=i-p（o）=3，所以i（i）=log32p（1） 4 23對(duì)②把每個(gè)事件信息量求和事件：011110 1(011110)=2XI(0)+4XI(1)=2X2+4x0.415=5.66 （1） 指標(biāo)：有效、可靠、適應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)（2） 對(duì)模擬系統(tǒng) 有效性：用有效帶寬來描述模擬系統(tǒng)的有效性，占用的頻帶越窄，效率越高。 可靠性：用接收著的信號(hào)的信噪比描述。信號(hào)能量"'噪聲能量 （3）數(shù)字系統(tǒng)用傳輸速率描述有效性，用誤碼率來描述可靠性 有效性：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)碼元速率Rs（波特率）單位時(shí)間內(nèi)的信息量，信息速率R（比特率）b一個(gè)碼元有可能攜帶多個(gè)信息量，所以兩者有所區(qū)別，又有所聯(lián)系例：0.5min48000個(gè)碼元①二進(jìn)制信號(hào)R-?S2R-?b2②八進(jìn)制信號(hào)R-?S8R-?b848000R^^——-1600B/sR-R-1600bit/sS20.5X60b2S2R-R-1600bit/sS8 S2Rb8=RS8X颱；-4800bit/s可靠性：誤碼率，誤信率第二章測(cè)控儀器的網(wǎng)絡(luò)接入

'接入技術(shù)特述以太網(wǎng)硬件系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)的接入特點(diǎn)：總線型,CSMA/CD,MACCSMA/CD：CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection載波偵聽多路獲取，具有沖突檢測(cè)。CSMA/CD：CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetectionMAC：標(biāo)識(shí)主機(jī)用六個(gè)字節(jié)來表示。以太網(wǎng)接入技術(shù)JPC+網(wǎng)卡+驅(qū)動(dòng)|mcu+網(wǎng)絡(luò)芯片+驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換3.驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)（以后再補(bǔ)）2.3CSMA/CD技術(shù)硬件系統(tǒng)電平轉(zhuǎn)換3.驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)（以后再補(bǔ)）2.3CSMA/CD技術(shù)CS:載波偵聽若空閑發(fā)又有沖突（同時(shí)發(fā)）停止等待重發(fā)等待時(shí)間=?發(fā)送次數(shù)：n時(shí)間r:設(shè)計(jì) 0v=隨機(jī)數(shù)r<2k,K=min（n,10）nkrE(r)110,112220,12332330,1....772注意：64字節(jié)從目的地址開始算起，若不夠64字節(jié)，用填充為填到64字節(jié)導(dǎo)言7個(gè)字節(jié)都是10101010幀起始符1個(gè)字節(jié)10101011目的地址6個(gè)字節(jié)MAC源地址6個(gè)字節(jié)MAC長(zhǎng)度類型域16位有效數(shù)據(jù)填充位全零CRC32位申請(qǐng)空區(qū)蘭成DS 將REG與DS相連骨置寄存器啟動(dòng)針據(jù)此諼軟件驅(qū)劫發(fā)送3?位1硬件目動(dòng)完成等回遍時(shí)間/\當(dāng)導(dǎo)言與幀起始發(fā)送完，發(fā)送64字節(jié)。有沖突則發(fā)32位的“1”再給n=n+1接收時(shí)：(1)(2)(3)(4)(5)幀長(zhǎng)＜64字節(jié)，丟棄目的地址是本機(jī)？不是則丟棄CRC校驗(yàn)，錯(cuò)，丟棄幀長(zhǎng)為8bit整數(shù)倍？接收第三章TCP/IP協(xié)議詳解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:ISO的OSITCP/IP應(yīng)用層為用戶服務(wù)應(yīng)用層表示層數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換會(huì)話層協(xié)調(diào)各軟個(gè)件間的工作傳輸層端到端完整通信傳輸層網(wǎng)絡(luò)層交換路由網(wǎng)絡(luò)層鏈路層點(diǎn)到點(diǎn)幀的傳輸鏈路層物理層傳輸比特流TCP/IP分層協(xié)議族應(yīng)冃厚網(wǎng)絡(luò)縣包的封裝/分用DATAE尊旅：包含TCP頭；DATA'羅尸；包題瀕t3p頭ITCP頭|d&TA以大網(wǎng)頭 IP頭 TCP笑MTACRC存節(jié)以太網(wǎng)封裝格式長(zhǎng)度類型0800：IP包0806:ARP包8035：RARP包——IP地址的轉(zhuǎn)換ARP：已知IP求物理地址RARP：已知MAC求IP地址ARP格式：長(zhǎng)度類硬件類協(xié)議類硬件地協(xié)議地SenderSenderDetDetMACMAC型域型域址長(zhǎng)度址長(zhǎng)度OPMacIpMacIp====Word====Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 ::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 2 0100 0110 2“1"：ARP請(qǐng)求“2”：ARP應(yīng)答“3"：RAPR請(qǐng)求“4”：RAPR應(yīng)答過程A---B1、A發(fā)廣播包目的源Mac0806???????????“1”AMACAIP、、、、、BIPMAC全12、B---AAMACBMAC0806???????????“2”BMACBIPAMACAIPOS:管理了一個(gè)ARP緩存IpC.IpMacIpC.IpC.Mac3.4IP協(xié)議（網(wǎng)絡(luò)層的核心）：提供了不可靠的無連接服務(wù)。不可靠：出錯(cuò)丟棄，發(fā)ICMP包。無連接：3.4.1IP頭以太網(wǎng)頭14字節(jié)IP頭20字節(jié)TCP頭22字節(jié)DATA0314位版本號(hào) 4位首部長(zhǎng)度8位服務(wù)類型16位總長(zhǎng)16位表示3位標(biāo)志 13位片偏移8位TTL 8位協(xié)議16位首部校驗(yàn)和32位源IP32目的IP8位協(xié)議：1.ICMP2.IGMP6.TCP17.UDP（有一點(diǎn)上課補(bǔ)充看筆記）PING----基于ICMP協(xié)議的應(yīng)用程序20字節(jié)IP頭 ICMP數(shù)據(jù)0 7 8 15 16 318位類型 8位代碼 16位校驗(yàn)和

對(duì)于PING程序：8位類型為8或0；8位代碼為0。網(wǎng)絡(luò)上時(shí)間的同步0 7 81513,網(wǎng)絡(luò)上時(shí)間的同步0 7 81513,14 |0校驗(yàn)和標(biāo)識(shí)符 序列號(hào)—發(fā)送時(shí)間（以ms為單位A的）接收時(shí)間（以ms為單位B的）傳送時(shí)間（以ms為單位B的）默認(rèn)還會(huì)有一個(gè)A的接收時(shí)間四個(gè)時(shí)間例如：A.發(fā) 1433B.收相同 1503A.收（默認(rèn)會(huì)有）1617所以1433+1617=30503050/2=15251503和1525對(duì)比即可得時(shí)間差I(lǐng)PIP路由 IP層維護(hù)路由表，查表，把包送到相應(yīng)的端口收陽數(shù)據(jù)包若可的目的IP劃址為本機(jī)或?yàn)閺V韻，棱收若本機(jī)無檔由功能收陽數(shù)據(jù)包若可的目的IP劃址為本機(jī)或?yàn)閺V韻，棱收若本機(jī)無檔由功能,舍棄苜與蹬由功能則；1.査蹈曲表,攏到與目旳Ip完全匹配旳斐目轉(zhuǎn)發(fā)N瓏到匹配的網(wǎng)告號(hào)3.轉(zhuǎn)到琢認(rèn)的読目輯發(fā)目標(biāo)網(wǎng)關(guān)192.168.0.11127.0.目標(biāo)網(wǎng)關(guān)192.168.0.11127.0.點(diǎn) 八、、點(diǎn)通信太網(wǎng)頭例如：點(diǎn) 八、、點(diǎn)通信太網(wǎng)頭例如：192.168.0.3---192.168.0.4查路由表，直接收IP頭 （數(shù)據(jù)）① 以太網(wǎng)頭 IP頭 （數(shù)據(jù)）目的的MAC：,0.254的Mac（先接收再轉(zhuǎn)發(fā)）② 以太網(wǎng)頭 ~~IP頭 （數(shù)據(jù)） 注意：IP頭部信息始終保持不變（自己分析源IP）端到端靠IP地址路由IP層點(diǎn)到點(diǎn)靠Mac地址.3IP選路的重定向 此時(shí).0.3向.0.11發(fā)數(shù)據(jù)： ①發(fā)給R2②R2發(fā)給,0.1③.0.1轉(zhuǎn)給.0.11④R2發(fā)給.0.3發(fā)給一個(gè)數(shù)據(jù)包，ICMP數(shù)據(jù)包，重定向 3.4UDP協(xié)議：每個(gè)操作近產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)包。（無連接，不可靠）UDP頭0 1516 31源端口號(hào)目的端口號(hào)0 1516 31源端口號(hào)目的端口號(hào)16位UDP16位校驗(yàn)碼UDP數(shù)據(jù) 以太網(wǎng)頭IP頭UDP頭數(shù)據(jù)IP程序 3.5TCP協(xié)議：有連接，可靠，字節(jié)流可靠性： （1）應(yīng)用數(shù)據(jù)被分成適當(dāng)大小的塊；（2）每發(fā)一包，啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，若未確認(rèn)就重傳； （3）收到數(shù)據(jù)，確認(rèn)；（4）檢查校驗(yàn)和，出錯(cuò)就丟棄；（5）重組失序包；（6）丟棄重復(fù)包;（7）流量控制 滑動(dòng)窗口協(xié)議。 16位源端口1616位源端口16位目的端口32位序號(hào)（A的序號(hào)）32位確認(rèn)序號(hào)（A已收到的B的號(hào)）4位首保留長(zhǎng)16位窗口大小16位校驗(yàn)和16位窗口大小??????????URG: ACK:確認(rèn)位有效PSH:RST:SYN:同步 FIN:結(jié)束標(biāo)志 TCP協(xié)議連接的建立：通過交互完成，三次握手。TCP連接的斷開（四次握手）::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 ::Word行業(yè)資料分享-可編輯版本-雙擊可刪 胸認(rèn)號(hào)（N+ILJ.表示已E踴收到前N個(gè).請(qǐng)求是第N+：［個(gè)在A投出斷開之后,B対A的斷開湖出難認(rèn),1旦日布￡有斷開A,所以白巴可以結(jié)陽徴痘.直剝B主動(dòng)旺幵A.且A對(duì)其作出滑動(dòng)窗:SVNNAfNA0)WIN4096MM(NA+1)WIN4096ACKINB+1)W1N40Q61:1025<1024*ACK1WIN<439d>1025!2349ack12MS：2O73<1D24>還有一部分看筆記上。第五章智能儀器中共享存儲(chǔ)器通信技術(shù)、多處理器系統(tǒng)J松耦合i緊耦合：相互之間一定有依賴關(guān)系二、共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)'1.公用總線共享存儲(chǔ)器籍2.矩陣開關(guān)式共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)3多端口共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)4.總線窗口共享存儲(chǔ)器籍公用總線共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)單總線也可以變成雙總線或多總線（備份用）3.多端口共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)本質(zhì)型多端口共享存儲(chǔ)器（AB、DB、CB）：缺點(diǎn)是容量小非本質(zhì)型多端口CM例：設(shè)計(jì)一個(gè)8K*8的雙端口共享存儲(chǔ)器

PLF2 11 <741s244*20E―□741s244+2 -3741s245PLF2 11 <741s244*20E―□741s244+2 -3741s245DE■薩1罷45P2P1ina'la"OF62648k*BSRAM4.總線窗口共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)總線窗口由通用性、擴(kuò)展性很強(qiáng)的處理器或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)此種方法用在例如像ARM9和51的共享存儲(chǔ)器通信上。三、共享存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu)虛擬結(jié)構(gòu)信箱結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：對(duì)資源利用率的下降。通信池結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：利用率高缺點(diǎn)：制約性加強(qiáng)。第六章智能儀器與系統(tǒng)的PIO通信技術(shù)一、PIO信道的基本形式信道的形式（串行、并行都可以適用）點(diǎn)到點(diǎn)菊花鏈結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)環(huán)形結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)總線形結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)復(fù)合形結(jié)構(gòu)（1至5的結(jié)合）PIO的基本形式：1.單I/O接口的PIO信道例如:二、PIO接口的分類零線握手聯(lián)絡(luò)并行接口單線握手聯(lián)絡(luò)并行接口雙線 點(diǎn)到點(diǎn)單向選通信號(hào)單向點(diǎn)到點(diǎn)選通響應(yīng)單雙向都可以 數(shù)據(jù)有效 未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù) 未接收到數(shù)據(jù)但主要是點(diǎn)到點(diǎn)一點(diǎn)到多點(diǎn)點(diǎn)到點(diǎn)三、流量控制 式停等控制方式 點(diǎn)到點(diǎn)標(biāo)志類型最后包標(biāo)志變量序號(hào)大小正文長(zhǎng)度包序號(hào)正文校驗(yàn)四、系統(tǒng)的通信協(xié)議（自定義）8位3位1位3位1位8位8位n個(gè)字節(jié)8位標(biāo)志：幀的開始 標(biāo)志：幀的開始 類型5種：000001010011100命令幀 數(shù)據(jù)幀（幀的類型和標(biāo)量序號(hào)有關(guān)）出錯(cuò)幀 要求診斷幀（要求重發(fā)） 第七章儀器儀表與系統(tǒng)SIO通信技術(shù)RS422/RS423接口（全雙工）4線接口平衡發(fā)送器MC3487 TTL一差分差分差動(dòng)接收器MC3486差分一TTLRS485（半雙工）兩根線RS232RS422RS485工作方式單端差動(dòng)差動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)1發(fā)1收1發(fā)10收1發(fā)32收最大傳輸電纜長(zhǎng)度15米最大傳輸速率20Kbps最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓正負(fù)25V1200米1200米10Mbps10Mbps-0.25V?+6V-7V~+12V3.串行總線（ICtoIC）同步數(shù)據(jù)線SDA400Kbps時(shí)鐘線SCL數(shù)據(jù)傳輸格式起始位被控接收器地址R/W確認(rèn)位數(shù)據(jù)確認(rèn)位?????停止位R主接收從發(fā)送起始位被控接收器地址R/W確認(rèn)位數(shù)據(jù)確認(rèn)位?????停止位W主發(fā)送從接收4.SPI接口（串行外設(shè)接口）'時(shí)鐘線SCK四線接口,MISO四線接口,MOSISS時(shí)序圖看筆記上面5.1394總線IEEE---1394MbpsMbps最大傳輸距離＜=最大可支持16層樹形網(wǎng)段72m最多可以連接63臺(tái)設(shè)備（在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)）支持熱插拔電纜形式6根：一對(duì)時(shí)鐘、一對(duì)數(shù)據(jù)、一對(duì)電源線8?40V4根：一對(duì)時(shí)鐘、一對(duì)數(shù)據(jù)6.USB總線優(yōu)點(diǎn)：（1）只用一個(gè)端口地址和一個(gè)中斷源，采用菊花鏈結(jié)構(gòu)（2） 支持即插即用和熱插拔（3） 供電靈活+5V，500mAUSB2.0規(guī)范480Mbps

（5） 提供四種數(shù)據(jù)傳輸方式 （6） 最多可支持127個(gè)設(shè)備USB接口（四線制）：D+,D-；VBUS（+5V,500mA）,GND邏輯地電纜長(zhǎng)度V5mUSB設(shè)備（三種）：USB主機(jī)（USBhost）USB設(shè)備（USBdevice）USB集線器（USBhub）USB系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： USB總線數(shù)據(jù)傳輸方式（四種）: （1） 控制傳輸方式 （2） 同步傳輸方式 （1） 控制傳輸方式 （2） 同步傳輸方式 （3） 中斷傳輸方式 （4）