GPIBUSBRS常用通讯接口介绍及应用实用教案.ppt

GPIB介绍(jièshào)第1页/共99页第一页，共100页GPIB 概述(ɡài shù)Ø美国(měi ɡuó)惠普（HP）公司从60年代中期就开始着力解决自动测试系统接口标准化问题Ø1972年公布了它们的通用接口系统，命名为HP-IBØ1975年美国(měi ɡuó)电气与电子工程师协会（IEEE）在HP-IB基础上制定了IEC-488-75《可程控仪表的数字接口》标准Ø国际电工委员会以IEEE-488-75为基础，制定了IEC-625《可程控测量仪表的接口系统（字节串行，位并行）》标准Ø1978年IEEE也把IEEE-488-75标准修改为IEEE-488-78标准Ø这两个标准都是国际公认的总线标准，按这两个标准配置的接口都称为通用标准接口，由它们构成的系统都称GPIB（General Purpose Interface Bus）系统Ø国家标准：GB/T 15946-1995第2页/共99页第二页，共100页HP 设计 HP-IB196519751987199019921993HP-IB成为IEEE488IEEE488.1-1987IEEE488.2SCPI被引入IEEE488修订IEEE488.2NI提出HS488Standard Commands for Programmable Instruments第3页/共99页第三页，共100页。

￿GPIB的目标1.它应该是一种在有限距离内（例如在一个实验室内）的通用接口系统；2.通过它来实现测试系统内各设备之间毫不含糊的可靠通信；3.被联接的各设备之间可以互相直接通信，而不一定要通过中介单元（测试控制器）的媒介；4.对被联接设备的特性要求，应提出尽可能少的限制条件；5.通信应是异步的（无需同步）；6.价格低廉，以便亦能适用于廉价的简单测试系统；7.使用起来应相当(xiāngdāng)灵活多样、简单方便，使用者无需费很大努力即能容易了解、掌握它的使用第4页/共99页第四页，共100页GPIB的基本特性1．互联方式(总线型)￿￿￿￿系统实物(shíwù)连接如图，其概念模型图测试系统所使用的全部仪器和计算机均通过一组标准总线相互连接第5页/共99页第五页，共100页n首先首先, ,在于系统的组成比较方便、灵活；组建和拆解测在于系统的组成比较方便、灵活；组建和拆解测试系统十分简单其次试系统十分简单其次, ,采用这种连接方式使仪器与采用这种连接方式使仪器与仪器之间可以仪器之间可以(kěyǐ)(kěyǐ)直接直接““通话通话””而无须通过中介单而无须通过中介单元（一般是计算机）元（一般是计算机）。

标准接口总线标准接口总线 GPIB第6页/共99页第六页，共100页 2．总线构成(16条信号线) 8条数据输入输出线、3条挂钩线、5条管理线 3．设备容量(15台) 可采用增加(zēngjiā)母线的方式扩大容量，每增加(zēngjiā)一条总线可增加(zēngjiā)14个器件，最大可增加(zēngjiā)到14x14=196个器件4．地址容量(31个听地址,31个讲地址) 25-1=31 31X31=9615．数传方式(bit并行、Byte串行、双向异步传递 ） 6.数传输率： max: 1MB/s type: 500KB/s第7页/共99页第七页，共100页•7．数据传递距离（不超过20m） ：•L = min( 20m, 2m X n ) n: 器件个数•8．接口功能（共10种）• 设备与接口系统之间每一种交互作用就称为一种接口功能十种接口功能：•9．GPIB系统的控制(kòngzhì)（总线控者/测试系统控制(kòngzhì)器） •10．消息逻辑（TTL电平，负逻辑）第8页/共99页第八页，共100页。

　　GP-IB标准包括接口(jiē kǒu)与总线两部分：接口(jiē kǒu)部分是由各种逻辑电路组成，与各仪器装置安装在一起，用于对传输的信息进行发送、接收、编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用做传输各种消息将具有GP-IB接口(jiē kǒu)的仪器用GP-IB总线连接起来的标准接口(jiē kǒu)总线系统如图所示 一、一、 GP-IB标准接口系统的基本标准接口系统的基本(jīběn)特性特性 第9页/共99页第九页，共100页　　在一个GP-IB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络至少(zhìshǎo)有“讲者”、“听者”、“控者”三类仪器装置 讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置（ 如测量仪器、数据采集器、计算机等），在一个GP-IB系统中，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 听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置（如打印机、信号源等），在一个GP-IB系统中，可以设置多个听者，并且允许多个听者同时工作 控者是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备进行寻址或允许“讲者”使用总线等控者通常由计算机担任，GPIB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。

一、一、 GP-IB标准接口系统的基本标准接口系统的基本(jīběn)特性特性 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置可以具有三要素中的一个、两个或全部台装置可以具有三要素中的一个、两个或全部(quánbù)(quánbù)GP-IBGP-IB系统中的系统中的计算机一般同时兼有讲者、听者与控者的功能计算机一般同时兼有讲者、听者与控者的功能 第10页/共99页第十页，共100页　　（1） 可以用一条总线互相连接若干台装置，以组成一个自动测试系统 系统中装置的数目最多不超过15台，互连总线的长度(chángdù)不超过20m　　（2） 数据传输采用并行比特（位）、串行字节（位组）双向异步传输方式，其最大传输速率不超过1兆字节每秒　　（3） 总线上传输的消息采用负逻辑低电平（≤＋0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥＋2.0V）为逻辑“0”　　（4） 地址容量单字节地址：31个讲地址，31个听地址；双字节地址：961个讲地址，961个听地址　　（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。

一、一、 GP-IB标准接口系统的基本标准接口系统的基本(jīběn)特性特性 GP-IBGP-IB标准接口系统的基本特性标准接口系统的基本特性(tèxìng)(tèxìng)如下：如下：第11页/共99页第十一页，共100页一、一、 GP-IB标准接口系统标准接口系统(xìtǒng)的基本特的基本特性性 　　（1） 可以用一条总线互相连接若干台装置，以组成一个自动测试系统 系统中装置的数目最多不超过15台，互连总线的长度不超过20m　　（2） 数据传输采用并行(bìngxíng)比特（位）、串行字节（位组）双向异步传输方式，其最大传输速率不超过1兆字节每秒　　（3） 总线上传输的消息采用负逻辑低电平（≤＋0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥＋2.0V）为逻辑“0”　　（4） 地址容量单字节地址：31个讲地址，31个听地址；双字节地址：961个讲地址，961个听地址　　（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场 GP-IBGP-IB标准接口系统标准接口系统(xìtǒng)(xìtǒng)的基本特性如下：的基本特性如下：第12页/共99页第十二页，共100页　　总线上传递的各种信息通称为消息。

带标准接口的智能仪器按功能可分为仪器功能和接口功能两部分，所以消息也有仪器消息和接口消息之分　　所谓(suǒwèi)接口消息是指用于管理接口部分完成各种接口功能的信息，它由控者发出而只被接口部分所接收和使用　　仪器消息是与仪器自身工作密切相关的信息，它只被仪器部分所接收和使用，虽然仪器消息通过接口功能进行传递，但它不改变接口功能的状态　　接口消息和仪器消息的传递范围如图所示 二、二、 GP－－IB标准接口的总线结构标准接口的总线结构 第13页/共99页第十三页，共100页 二、二、 GP－－IB标准接口的总线结构标准接口的总线结构 　　总线是一条　　总线是一条2424芯电缆，其中芯电缆，其中(qízhōng)16(qízhōng)16条为信号线，其余为条为信号线，其余为地线及屏蔽线电缆两端是双列地线及屏蔽线电缆两端是双列2424芯叠式结构插头芯叠式结构插头第14页/共99页第十四页，共100页　　（1） 8条双向数据总线（DIO1～DIO8）　　作用：传递仪器消息和大部分接口消息，包括数据、命令和地址由于这一标准没有专门的地址总线和控制总线，因此(yīncǐ)必须用其余两组信号线来区分数据总线上信息的类型。

　　（2） 3条数据挂钩联络线（DAV，NRFD和NDAC）　　作用：控制数据总线的时序，以保证数据总线能正确、有节奏地传输信息，这种传输技术称为三线挂钩技术 　　（3）5条接口管理控制线（ATN，IFC，REN，EOI和SRQ）　　作用：控制GP－IB总线接口的状态　　　 二、二、 GP－－IB标准接口的总线结构标准接口的总线结构 　　　　1616条信号线按功能条信号线按功能(gōngnéng)(gōngnéng)可分为以下三组：可分为以下三组： 第15页/共99页第十五页，共100页　　DAV（DATA VALID）　　数据有效线： 当数据线上出现有效的数据时，讲者置DAV线为低（负逻辑(luó jí)），示意听者从数据线上接收数据　　NRFD（NOT READY FOR DATA）　　数据未就绪线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未准备好接收数据，NRFD线就为低，示意讲者暂不要发出信息　　NDAC（NOT DATA ACCEPTED）数据未收到线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未从数据总线上接收完数据，NDAC就为低，示意讲者暂不要撤掉数据总线上的信息 三、三、 三线三线(sān xiàn)挂钩原理挂钩原理 　　在　　在GPGP－－IBIB系统中，每传递一个字节的数据信息，源方（讲者与控系统中，每传递一个字节的数据信息，源方（讲者与控者）与受方（听者）之间都要进行一次三线挂钩过程。

者）与受方（听者）之间都要进行一次三线挂钩过程　　三条　　三条(sān tiáo)(sān tiáo)挂钩联络线的定义如下：挂钩联络线的定义如下： 第16页/共99页第十六页，共100页　　（1） 听者使NRFD呈高电平，表示已做好接收准备，总线上所有听者是“线或”连接至NRFD线上，因此只要有一个听者未做好准备，NRFD就呈低电平　　（2） 讲者发现(fāxiàn)NRFD呈高电平后，就把数据放在DIO线上，并令DAV为低电平，表示DIO线上的数据已经稳定且有效　　（3） 听者发现(fāxiàn)DAV线呈低电平，就令NRFD呈低电平，表示准备接收数据　　（4） 在接收数据的过程中，NDAC线一直保持低电平，直至每个听者都接收完数据，才上升为高电平所有听者也是“线或”接到NDAC线上　　（5） 当讲者检出NDAC为高，就令DAV为高，表示总线上的数据不再有效　　（6） 听者检出DAV为高电平，就令NDAC再次变为低电平， 以准备进行下一个循环过程 　　假定地址已发送，听者和讲者均已受命三线　　假定地址已发送，听者和讲者均已受命三线(sān xiàn)挂钩过程如下：挂钩过程如下：　　显然，三线挂钩技术　　显然，三线挂钩技术可以协调快慢不同可以协调快慢不同(bù (bù tónɡ)tónɡ)的设备可靠地在总的设备可靠地在总线上进行信息传递。

线上进行信息传递 第17页/共99页第十七页，共100页 接口接口(jiē kǒu)功能与接口功能与接口(jiē kǒu)消息消息  一、一、 仪器仪器(yíqì)功能与接口功功能与接口功能能 　　自动测试系统(xìtǒng)中的任何一个仪器装置都分为两部分：　　一、仪器设备本身，它产生该仪器装置所具备的仪器功能；　　二、接口部分，它产生该仪器装置所需要的接口功能　　仪器功能的任务仪器功能的任务：把收到的控制信息变成仪器设备的实际动作，如调节频率、调节信号电平、改变仪器的工作方式等等，这与常规仪器设备的功能基本相同，不同测量仪器的仪器功能存在很大差异 　　接口功能的任务：　　接口功能的任务：完成系统中各仪器设备之间的通讯，确保系统正常工作　　为保证接口系统的标准化和相容性，各仪器设备接口的设计必须遵照为保证接口系统的标准化和相容性，各仪器设备接口的设计必须遵照GP－－IB标准的各项有关规定，不能自行规定标准以外的任何新的接口标准的各项有关规定，不能自行规定标准以外的任何新的接口功能 第18页/共99页第十八页，共100页接口接口(jiē kǒu)功能与接口功能与接口(jiē kǒu)消息消息  二、二、 接口接口(jiē kǒu)功能的配置功能的配置 　　一、前述的控者功能（C）、讲者功能（T）和听者功能（L）是一个自动测试系统中必不可少的三种最基本的功能。

　　二、为使系统可靠进行三线挂钩，又设置(shèzhì)了源挂钩功能（SH）和受者挂钩功能（AH）　　源挂钩功能为讲者功能和控者功能服务，它利用DAV控制线向受者挂钩功能表示发送的数据是否有效；受者挂钩功能主要为听者功能服务它利用NRFD和NDAC控制线向源挂钩功能表示是否已经接收到数据　　以上五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输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，GP－IB又增加了五种具有相应管理能力的接口功能GPGP－－IBIB标准把全部逻辑功能概括为十种接口功能：标准把全部逻辑功能概括为十种接口功能：第19页/共99页第十九页，共100页　　三、五种具有相应管理能力的接口功能　　服务请求功能（SR）： 当系统中某一装置在运行时遇到某些情况时（ 例如测量已完毕、出现故障等），能向系统控者提出服务请求的能力　　并行点名功能（PP）： 系统控者为快速查询请求服务装置而设置的并行点名能力只有配备PP功能的装置才能对控者的并行点名做出响应　　远控本控功能（R／L）：选择远地和本地两个工作状态的能力　　　　装置触发功能（DT）： 使装置能从总线接收到触发信息，以便进行触发操作。

在一些要进行触发操作或同步操作装置的接口中，必须(bìxū)设置DT功能　　装置清除功能（DC）： 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DC功能的装置同时或有选择地被清除而回到初始状态 　　并非每台装置(zhuāngzhì)都必须具有十种接口功能例如一台数字电压表要接收程控命令，也发送测量数据，因而一般应配置除控者之外的其他的九种功能；一台信号源或打印机只需“听”，所以通常只需配置AH，L， R/L和DT等接口功能很显然，除了控者的其他所有装置(zhuāngzhì)都无需配置C功能 第20页/共99页第二十页，共100页三、三、 接口接口(jiē kǒu)消息及编消息及编码码 　　按用途来分，总线上传递的消息可分为接口消息和仪器消息两大类　　按传递的途径来分，总线上传递的消息可分为本地消息和远地消息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口消息，用三个大写英文字母表示，如MLA（我的听地址）本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息，￿用三个小写英文字母表示，如pon（电源开）　　按使用信号线的数目来分，总线上传递的消息可又分为单线消息和多线消息两种。

用两条或两条以上信号线传递的消息称多线消息，例如各种通令、指令(zhǐlìng)、地址数据等通过一条信号线传输的消息称为单线消息，例如ATN，IFC等￿总线消息总线消息(xiāo xi)的分类：的分类：第21页/共99页第二十一页，共100页　　为确保接口的通用性，接口消息编码(biān mǎ)格式必须作出统一明确的规定单线接口消息通过一条信号线传输消息，无需编码(biān mǎ)多线接口消息是通过DIO线来传输的消息， 需要统一编码(biān mǎ)多线接口消息采用了7位编码(biān mǎ)，主要分为通令、 指令地址和副令(副地址)四类，如表4－1所示 第22页/共99页第二十二页，共100页计算机的GPIB接口(jiē kǒu) 计算机GPIB接口功能通过GPIB接口卡来实现接口卡插入计算机的扩充槽中，卡上由GPIB接口插座通过GPIB电缆同其它仪器相连，构成测试系统测试语句的执行时间同测试程序的运行速度和接口卡的硬件有直接或间接的联系(liánxì)，接口卡硬件电路采用大规模集成电路为主体下图为PC机的GPIB卡框图PC机总线双向缓冲器总线缓冲器双向缓冲器地址开关译码器中断逻辑DMA逻辑控制逻辑DBABCB接口功能GPIB收发器8293GPIB收发器8293GPIB总线第23页/共99页第二十三页，共100页。

PHYSICAL￿&￿ELECTRICAL￿CHARACTERISTICS第24页/共99页第二十四页，共100页USB介绍(jièshào)第25页/共99页第二十五页，共100页USB发展(fāzhǎn)历史•USB发展历史•传统的串口、并口通讯方式逐渐不能满足现有系统或者设备的数据传输速率需求(xūqiú)；•以Intel为首的七家公司于1994年推出了USB(Universal￿Serial￿Bus，通用串行总线协议)概念，并在随后的几年内不断的对USB协议进行改进，成功推行；•2004年底，正式推出了协议；•2008年底，正式发布标准第26页/共99页第二十六页，共100页第27页/共99页第二十七页，共100页USB应用(yìngyòng)概述•使用方便，支持(zhīchí)热插拔•传输速度快•可级联，但实际效果不好•独立供电，一些高电耗的设备仍需外部电源第28页/共99页第二十八页，共100页USB应用(yìngyòng)概述•USB在工业领域中的应用•数据测试测量设备•数据采集记录设备•其他(qítā)设备•USB在现场总线中的应用•PC通过USB与现场总线通信（CAN总线）•其他(qítā)应用第29页/共99页第二十九页，共100页。

•USB的广泛应用第30页/共99页第三十页，共100页USB的特点(tèdiǎn)•1.USB为所有的USB外设提供了单一的、易于操作的标准的连接类型这样一来就简化了USB外设的设计，同时也简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽时的任务，实现了单一的数据通用接口•2.USB排除了各个设备象鼠标、调制解调器、键盘和打印机设备对去系统资源的需求，因而减少了硬件的复杂性和对端口的占用，整个的USB的系统只有一个端口和一个中断，节省了系统资源•3.USB支持热插拔(hot￿plug)，也就是说在不关PC的情况下可以安全的插上和断开USB设备，动态的加载驱动程序其他普通的外围连接标准，如SCSI(见说明）设备等必须在关掉主机(zhǔjī)的情况下才能增加或移走外围设备第31页/共99页第三十一页，共100页•4.USB支持PNP当插入USB设备的时候，计算机系统检测该外设并且通过自动的加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作•5.USB在设备供电方面提供了灵活性USB直接连接到Hub或者是连接到Host的设备可以通过USB电缆供电，也可以通过电池或者其它的电力设备来供电，或使用两种供电方式的组合.并且支持节约能源的挂机和唤醒模式。

•6.USB提供全速12Mbps的速率(sùlǜ)和低速1.5Mbps的速率(sùlǜ)来适应各种不同类型的外设第32页/共99页第三十二页，共100页•7.针对(zhēnduì)不能处理突然发生的非连续传送的设备，如音频和视频设备，USB可以保证其固定带宽•8.为了适应各种不同类型外围设备的要求，USB提供了四种不同的数据传送类型•9.USB使得多个外围设备可以跟主机通信•当然USB的480Mb/s的传输速率还不是很高，仅为IEEE-1394的3.2Gb/s传输速率的六分之一，这使其只适用于连接低速和中速的外设，如键盘、打印机、视频等同时，USB还缺少对老硬件设备的支持，连接距离有限，协议太复杂等等第33页/共99页第三十三页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识USB主机客户软件－负责和USB设备的功能单元进行通信，以实现其特定功能USB系统软件－负责和USB逻辑设备进行配置通信，并管理客户软件启动的数据传输USB总线接口(jiē kǒu)－用于给USB系统提供一个或多个连接点（端口）第34页/共99页第三十四页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识USB设备设备（设备描述符） 设备代表一个USB设备，它由一个或多个配置组成。

设备描述符用于说明设备的总体(zǒngtǐ)信息，并指明其所含的配置的个数一个USB设备只能有一个设备描述符第35页/共99页第三十五页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识•配置（配置描述符）•￿￿￿配置描述符用于说明USB设备中各个配置的特性(tèxìng)，如配置所含接口的个数等USB设备的每一个配置都必须有一个配置描述符第36页/共99页第三十六页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识•接口（接口描述符）•￿￿￿接口是端点的集合•￿￿￿接口描述符用于说明USB设备中各个接口的特性，如接口所属(suǒshǔ)的设备类及其子类等USB设备的每个接口都必须有一个接口描述符第37页/共99页第三十七页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识•端点（端点描述符）•￿￿￿端点是USB设备中的实际物理单元，USB数据传输就是在主机和USB设备各个端点之间进行的•￿￿￿USB设备中的每一个端点都有唯一的端点号，每个端点所支持(zhīchí)的数据传输方向一般而言也是确定的：或是输入（IN）或是输出（OUT）￿。

第38页/共99页第三十八页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识•字符串（字符串描述符）•￿￿￿说明一些(yīxiē)专用信息，如制造商的名称、设备的序列号等它的内容以UNICODE的形式给出，且可以被客户软件所读取第39页/共99页第三十九页，共100页USBUSB接口接口(jiē￿kǒu)(jiē￿kǒu)的基本知识的基本知识•管道•￿￿￿管道是对主机和USB设备间通信流的抽象，它表示主机的数据缓冲区和USB设备的端点之间存在着逻辑数据传输，而实际的数据传输是由USB总线(zǒnɡ￿xiàn)接口层来完成的•￿￿￿管道和USB设备中的端点一一对应第40页/共99页第四十页，共100页第41页/共99页第四十一页，共100页USBUSB物理物理(wùlǐ)(wùlǐ)特性特性USB接口接口(jiē kǒu)A A型连接头型连接头1234B B型连接头型连接头1 12 24 43 3黑黑GroundGround4 4绿绿Data+(D+)Data+(D+)3 3白白Data-(D-)Data-(D-)2 2红红VccVcc1 1缆线颜色缆线颜色信号名称信号名称引脚编号引脚编号第42页/共99页第四十二页，共100页。

USBUSB物理物理(wùlǐ)(wùlǐ)特性特性USBUSB信号信号差分信号技术差分信号技术(jìshù)(jìshù) 传统的传输方式大多使用一个临界值传统的传输方式大多使用一个临界值来分别来区分来分别来区分1 1和和0 0 差分信号技术差分信号技术(jìshù)(jìshù)最大的特点是：最大的特点是：必须使用两条线路才能表达一个比特位，必须使用两条线路才能表达一个比特位，用两条线路传输信号的压差作为判断用两条线路传输信号的压差作为判断1 1还是还是0 0的依据第43页/共99页第四十三页，共100页USBUSB物理物理(wùlǐ)(wùlǐ)特性特性USBUSB信号信号(xìnhào)(xìnhào)USBUSB编码格式编码格式NRZI编码器编码器电缆段电缆段差分驱动器差分驱动器NRZI解码器解码器差分驱动器差分驱动器D+ D-第44页/共99页第四十四页，共100页USBUSB物理物理(wùlǐ)(wùlǐ)特性特性检测设备连接与速度检测设备连接与速度 USB USB采用在采用在D+D+或或D-D-线上增加上拉电阻的方法来识别低速和线上增加上拉电阻的方法来识别低速和全速设备。

当全速设备当USBUSB主机探测到主机探测到D+/D-D+/D-线的电压已经接近高电平，线的电压已经接近高电平，而其它的线保持接地时，它就知道全速而其它的线保持接地时，它就知道全速/ /低速设备已经连了低速设备已经连了 为识别出高速设备，需要在上拉电阻和为识别出高速设备，需要在上拉电阻和D+D+线之间连接一个线之间连接一个(yī ɡè)(yī ɡè)由由软件控制的开关，它通常被集成在软件控制的开关，它通常被集成在USBUSB设备接口芯片的内部设备接口芯片的内部 USB主机主机USB低速低速设备设备USB数据线数据线+5VD+D-15千欧千欧1.5千欧千欧VccD+D-地地15千欧千欧+5V地地第45页/共99页第四十五页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议帧￿　在低速、全速模式下，主机每间隔1ms(这个1ms称为一帧，允许误差0.005ms)发送(fā￿sònɡ)一个帧开始令牌包SOF(Start￿of￿Frame)包含SOF标记、帧序列号及CRC5校验码￿　在高速模式下，主机每间隔1/8ms（即为一微帧，允许误差0.0625￿μs）发送(fā￿sònɡ)一个帧开始令牌包SOF。

￿第46页/共99页第四十六页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议包包包的基本包的基本(jīběn)(jīběn)格式格式包结尾字段包结尾字段(EOP)(EOP)CRCCRC字段字段数据数据字段字段PIDPID字段字段同步字段同步字段(SYNC)(SYNC)第47页/共99页第四十七页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议信息信息(xìnxī)(xìnxī)包格式包格式令牌令牌(token)(token)包包CRC5CRC5ENDPENDPADDRADDRPIDPIDSYNCSYNC5 5位位4 4位位7 7位位8 8位位8 8位位第48页/共99页第四十八页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议信息信息(xìnxī)(xìnxī)包格式包格式数据包数据包CRC16CRC16DATADATAPIDPIDSYNCSYNC1616位位0~10230~1023字节字节8 8位位8 8位位第49页/共99页第四十九页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议信息信息(xìnxī)(xìnxī)包格式包格式数据包数据包CRC16CRC16DATADATAPIDPIDSYNCSYNC1616位位0~10230~1023字节字节8 8位位8 8位位PIDSYNC8位位8位位•握手(wò shǒu)包第50页/共99页第五十页，共100页。

USBUSB的通信协议的通信协议事务事务事务处理：在事务处理：在USBUSB上数据信息的一次接上数据信息的一次接收或发送收或发送(fā sònɡ)(fā sònɡ)的处理过程的处理过程事务处理的类型事务处理的类型输入输入(IN)(IN)事务处理事务处理输出输出(OUT)(OUT)事务处理事务处理设置设置(SETUP)(SETUP)事务处理事务处理帧开始、帧结尾帧开始、帧结尾第51页/共99页第五十一页，共100页USBUSB的通信协议的通信协议USBUSB传输类型传输类型控制传输控制传输实时传输实时传输批量批量(pī liànɡ)(pī liànɡ)传输传输中断传输中断传输第52页/共99页第五十二页，共100页•USB传输类型•控制(kòngzhì)传输•主要传输一些控制(kòngzhì)命令和数据，USB设备收到这些数据和命令后，按先进先出的原则处理•￿￿•中断传输￿•该方式传送的数据量很小，但这些数据需要及时处理，以达到实时效果如键盘、鼠标、游戏手柄等外部设备￿第53页/共99页第五十三页，共100页•USB传输类型•批传输方式￿•该方式用来传输要求正确无误的数据通常(tōngcháng)打印机、扫描仪和数码相机以这种方式与主机连接。

•等时传输￿￿•该方式用来连接需要连续传输，且对数据的正确性要求不高而对时间极为敏感的外部设备，如麦克风、音箱以及等第54页/共99页第五十四页，共100页RS232介绍(jièshào)第55页/共99页第五十五页，共100页RS232的协议的协议(xiéyì)提出及发展现状提出及发展现状 首先，让我们了解一下什么是串行通信串行通信指数据一位位地依次首先，让我们了解一下什么是串行通信串行通信指数据一位位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度这种方式只要很少的连接线就可在传输，每一位数据占据一个固定的时间长度这种方式只要很少的连接线就可在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，但传输速度较慢但传输速度较慢最早的最早的RS232是美国电子工业联合会（是美国电子工业联合会（EIA）与）与BELL等公司于等公司于1962年年发布的，现在说的发布的，现在说的RS232是指是指RS232-C，是，是EIA与与BELL等公司在原基础上修改，等公司在原基础上修改，经过经过RS232A/RS232B，于，于1969年公布的。

年公布的 第56页/共99页第五十六页，共100页RS-232C 标准标准(biāozhǔn)（协议）的全称是（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准标准(biāozhǔn)，其中，其中EIA 代表美国电子工业协会，代表美国电子工业协会，RS代表推荐标准代表推荐标准(biāozhǔn)，，232是标识号，是标识号，C代表代表RS232的最新一次修改（的最新一次修改（1969），在这之前，有），在这之前，有RS232B、、RS232A它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程它适合于它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程它适合于数据传输速率在数据传输速率在0～～20000b/s范围内的通信范围内的通信目前，目前，RS232已在微机通讯接口中广泛采用，已被内置于每一台计算已在微机通讯接口中广泛采用，已被内置于每一台计算机，同时也被置于从微控器到主机的多种类型的计算机及其相连节的设备机，同时也被置于从微控器到主机的多种类型的计算机及其相连节的设备第57页/共99页第五十七页，共100页计算机及微控器计算机及微控器232接口接口(jiē kǒu)图片：图片：第58页/共99页第五十八页，共100页。

RS232协议电气特性协议电气特性EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定：规定： 在在TXD和和RXD上：逻辑上：逻辑1 表示电压范围为表示电压范围为 -3V至至-15V逻辑逻辑0 表示电表示电压范围为压范围为 +3V至至+15V 在在RTS、、CTS、、DSR、、DTR和和DCD等控制线上：等控制线上： 信号有效信号有效(yǒuxiào) 表示电压范围为表示电压范围为 +3V至至+15V信号无效信号无效 表示电压范围为表示电压范围为 -3V至至-15V第59页/共99页第五十九页，共100页EIA RS-232C 与与TTL转换：转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同以高低电平表示逻辑状态的规定不同(bù tónɡ)因此，为了因此，为了能够同计算机接口或终端的能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在器件连接，必须在EIA RS-232C 与与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。

电路之间进行电平和逻辑关系的变换实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如芯片目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、、SN75150芯片可完成芯片可完成TTL电平到电平到EIA电平的转换，而电平的转换，而MC1489、、SN75154可实现可实现EIA电平到电平到TTL电平的转换电平的转换MAX232芯片可完成芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换双向电平转换第60页/共99页第六十页，共100页 RS232协议机械特性协议机械特性 由于由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此并未定义连接器的物理特性，因此(yīncǐ)，出现了，出现了DB-25、、DB-15和和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同计算机中常采用的是计算机中常采用的是 DB-25和和 DB-9两种连接器，下面就这两种连两种连接器，下面就这两种连接器做较为详细的介绍接器做较为详细的介绍第61页/共99页第六十一页，共100页25针数据针数据(shùjù)口与口与9针数据针数据(shùjù)口图片：口图片：第62页/共99页第六十二页，共100页。

DB-25和和DB-9的常用信号的常用信号(xìnhào)脚说明脚说明第63页/共99页第六十三页，共100页DB-25连接器定义了连接器定义了25根信号根信号(xìnhào)线，分为线，分为4组：异步通组：异步通信的信的9个电压信号个电压信号(xìnhào)（（Pin-2、、3、、4、、5、、6、、7、、8、、20、、22）；）；20mA电流环信号电流环信号(xìnhào)9个（个（Pin-12、、13、、14、、15、、16、、17、、19、、23、、24）；空）；空6个（个（Pin-9、、10、、11、、18、、21、、25）；保护地）；保护地1个，个，作为设备接地端（作为设备接地端（Pin-1） DB-9连接器在连接器在AT机（机（AT不是指机，而是一种规范，即主板不是指机，而是一种规范，即主板标准）以后，不支持标准）以后，不支持20mA电流环接口，使用电流环接口，使用DB-9连接器只提供异连接器只提供异步通信的步通信的9个新号第64页/共99页第六十四页，共100页常用常用9信号介绍：信号介绍：1.联络控制信号线：联络控制信号线：数据装置准备好（数据装置准备好（Data set ready-DSR)—有效时（有效时（ON）状态，）状态，表明表明MODEM处于处于(chǔyú)可以使用的状态。

可以使用的状态数据终端准备好数据终端准备好(Data Terminal ready-DTR)——有效时（有效时（ON））状态，表明数据终端可以使用状态，表明数据终端可以使用请求发送请求发送(Request to send-RTS)——用来表示用来表示DTE请求请求DCE发发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向状态），向MODEM请求发送它用来控制请求发送它用来控制MODEM是否要进入发送状态是否要进入发送状态第65页/共99页第六十五页，共100页Ø允许发送（允许发送（Clear to send-CTS））——用来表示用来表示(biǎoshì)DCE准准备好接收备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号的响应信号当当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据发送数据Ø接收线信号检出接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示用来表示(biǎoshì)DCE已接通通信链路，告知已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。

当本地准备接收数据当本地的的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的收到由通信链路另一端（远地）的 MODEM送来的载送来的载波信号时，使波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线据线RxD送到终端此线也叫做数据载波检出送到终端此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线第66页/共99页第六十六页，共100页Ø振铃指示振铃指示(zhǐshì)(Ringing-RI)——当当MODEM收到交换台收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通状态），通知终端，已被呼叫知终端，已被呼叫Ø2 数据发送与接收数据发送与接收Ø发送数据发送数据(Transmitted data-TxD)——通过通过TxD终端将串终端将串行数据发送到行数据发送到MODEM，，(DTE→DCE)Ø接收数据接收数据(Received data-RxD)——通过通过RxD线终端接收线终端接收从从MODEM发来的串行数据，发来的串行数据，(DCE→DTE)。

Ø3 地线地线Ø有两根线有两根线SG、、PG——信号地和保护地信号线，无方向信号地和保护地信号线，无方向第67页/共99页第六十七页，共100页上述控制信号线何时上述控制信号线何时(hé shí)有效，何时有效，何时(hé shí)无效的顺序表示了接无效的顺序表示了接口信号的传送过程口信号的传送过程例如，只有当例如，只有当DSR和和DTR都处于有效（都处于有效（ON）状态时，才能在）状态时，才能在DTE和和DCE之间进行传送操作若之间进行传送操作若DTE要发送数据，则预先将要发送数据，则预先将DTR线置成有效线置成有效(ON)状状态，等态，等CTS线上收到有效线上收到有效(ON)状态的回答后，才能在状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据线上发送串行数据这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送第68页/共99页第六十八页，共100页电缆长度：电缆长度：在通信速率低于在通信速率低于20kbps时，时，RS-232C所直接连接所直接连接的最大物理距离为的最大物理距离为15m（（50英尺）。

英尺）最大直接传输距离说明：最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不标准规定，若不使用使用MODEM，在码元畸变小于，在码元畸变小于4%的情况下，的情况下，DTE和和DCE之间最大传输距离为之间最大传输距离为15m（（50英尺）可见这个最英尺）可见这个最大的距离是在码元畸变小于大的距离是在码元畸变小于4%的前提的前提(qiántí)下给出的下给出的为了保证码元畸变小于为了保证码元畸变小于4%的要求，接口标准在电气特性的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于中规定，驱动器的负载电容应小于 2500pF第69页/共99页第六十九页，共100页4 串行通信的协议串行通信的协议串行通信的协议指对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、串行通信的协议指对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定，通信双方必须共同遵纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定，通信双方必须共同遵守通常(tōngcháng)需要设定一下几个部分需要设定一下几个部分1 选择串口号选择串口号2 设定数据位长度：可以是设定数据位长度：可以是7、、8或或9位位3 设定停止位长度：可以使设定停止位长度：可以使1位、位或位、位或2位位4 设定奇偶校验位：可以选择奇校验、偶校验或无设定奇偶校验位：可以选择奇校验、偶校验或无5 设定波特率：设定波特率：50、、75、、100、、150、、300、、600、、1200、、2400、、4800、、9600、、19200bps第70页/共99页第七十页，共100页。

5 RS232协议的缺点协议的缺点 1 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电电平不兼容故需使用电平转换电路方能与平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接；电路连接； 　　　　 2 传输速率较低，在异步传输时，波特率为传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；；　　　　 3 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱；这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱； 　　　　 4 传输距离有限，最大传输距离标准值为传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺英尺(yīngchǐ)，实际上，实际上也只能用在也只能用在15米左右；米左右； 5 只能进行点对点传输，不便于成网控制只能进行点对点传输，不便于成网控制第71页/共99页第七十一页，共100页6 RS232协议协议(xiéyì)传输实现传输实现 1.远距离传输远距离传输 2.近距离传输近距离传输 第72页/共99页第七十二页，共100页。

1.远距离传输远距离传输由于由于RS232协议本身的缺点，故要实现远距离传输，需要借助其协议本身的缺点，故要实现远距离传输，需要借助其他设备，例如调制解调器他设备，例如调制解调器MODEM等，因此使用的信号等，因此使用的信号(xìnhào)线较多下面介绍两种远距离传输方式注意：在以下各图中，下面介绍两种远距离传输方式注意：在以下各图中，DTE信号信号(xìnhào)为为RS-232-C信号信号(xìnhào)，，DTE与计算机间的电平转换电路未与计算机间的电平转换电路未画出第73页/共99页第七十三页，共100页、采用、采用(cǎiyòng)Modem(DCE)和网通信时的信号连接：和网通信时的信号连接：使用使用25针串口时，若在双方针串口时，若在双方MODEM之间采用之间采用(cǎiyòng)普通交换线进行通信，除了需要普通交换线进行通信，除了需要2～～8号信号线号信号线外还要增加外还要增加RI(22号号)和和DTR(20号号)两个信号线进行联络，如图两个信号线进行联络，如图所示 第74页/共99页第七十四页，共100页过程说明：过程说明： SR、、DTR：数传机（：数传机（DCE）准备好、数据终端（）准备好、数据终端（DTE）准备好，只表示设备）准备好，只表示设备本身可用。

本身可用　　首先，通过机拔号呼叫对方，交换台向对方发出拔号呼叫信号　　首先，通过机拔号呼叫对方，交换台向对方发出拔号呼叫信号(xìnhào)，当对方，当对方DCE收到该信号收到该信号(xìnhào)后，使后，使RI（振铃信号（振铃信号(xìnhào)）有效，）有效，通知通知DTE，已被呼叫当对方，已被呼叫当对方“摘机摘机”后，两方建立了通信链路后，两方建立了通信链路　　若计算机要发送数据至对方，首先通过接口电路（　　若计算机要发送数据至对方，首先通过接口电路（DTE）发出）发出RTS（请求发（请求发送）信号送）信号(xìnhào)此时，若此时，若DCE（（Modem）允许传送，则向）允许传送，则向DTE回答回答CTS （允许发送）信号（允许发送）信号(xìnhào)一般可直接将一般可直接将RTS/CTS接高电平，即只要通信链路接高电平，即只要通信链路已建立，就可传送信号已建立，就可传送信号(xìnhào)RTS/CTS可只用于半双工系统中作发送方式可只用于半双工系统中作发送方式和接收方式的切换和接收方式的切换　　当　　当DTE获得获得CTS信号信号(xìnhào)后，通过后，通过TXD线向线向DCE发出串行信号发出串行信号(xìnhào)，，DCE（（Modem）将这些数字信号）将这些数字信号(xìnhào)调制成模拟信号调制成模拟信号(xìnhào)（又称载（又称载波信号波信号(xìnhào)），传向对方。

传向对方　　计算机向　　计算机向DTE“数据输出寄存器数据输出寄存器”传送新的数据前，应检查传送新的数据前，应检查Modem状态和数状态和数据输出寄存器为空当对方的据输出寄存器为空当对方的DCE收到载波信号收到载波信号(xìnhào)后，向对方的后，向对方的DTE发出发出 DCD信号信号(xìnhào)（数据载波检出），通知其（数据载波检出），通知其DTE准备接收，同时，将载波信号准备接收，同时，将载波信号(xìnhào)解调为数据信号解调为数据信号(xìnhào)，从，从RXD线上送给线上送给DTE，，DTE通过串行接收移通过串行接收移位寄存器对接收到的位流进行移位，当收到位寄存器对接收到的位流进行移位，当收到1个字符的全部位流后，把该字符的个字符的全部位流后，把该字符的数据位送到数据输入寄存器，数据位送到数据输入寄存器，CPU可以从数据输入寄存器读取字符可以从数据输入寄存器读取字符第75页/共99页第七十五页，共100页、采用专用线路通信：、采用专用线路通信：在通信双方的在通信双方的MODEM之间采用线进行之间采用线进行(jìnxíng)通信，不需要机、振铃信号不需要机、振铃信号RI和和DTR信号，其信号线的连接如图所示：信号，其信号线的连接如图所示：第76页/共99页第七十六页，共100页。

 2.近距离传输近距离传输 当通信距离较近时，可不需要当通信距离较近时，可不需要Modem，通信双方可以直接连接，，通信双方可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线最简单的情况，在通信中根本这种情况下，只需使用少数几根信号线最简单的情况，在通信中根本不需要不需要RS-232C的控制的控制(kòngzhì)联络信号，只需三根线（发送线、接收联络信号，只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信，即是这里要讨论的第一线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信，即是这里要讨论的第一种情况第77页/共99页第七十七页，共100页2.1 无无Modem 的最简连线（的最简连线（3线制）线制）下图是零下图是零MODEM方式的最简单连接（即三线连接），图中方式的最简单连接（即三线连接），图中的的2号线与号线与3号线交叉号线交叉(jiāochā)连接是因为在直连方式时，把通信双连接是因为在直连方式时，把通信双方都当作数据终端设备看待，双方都可发也可收在这种方式下，方都当作数据终端设备看待，双方都可发也可收在这种方式下，通信双方的任何一方，只要请求发送通信双方的任何一方，只要请求发送RTS有效和数据终端准备好有效和数据终端准备好DTR有效就能开始发送和接收。

有效就能开始发送和接收1））RTS与与CTS互联：只要请求发送，立即得到允许互联：只要请求发送，立即得到允许（（2））DTR与与DSR互联：只要本端准备好，认为本端立即可以接收互联：只要本端准备好，认为本端立即可以接收（（DSR、数传机准备好）数传机准备好） 第78页/共99页第七十八页，共100页第79页/共99页第七十九页，共100页2.2 零零Modem标准连接：标准连接：如果想在直接连接时，而又考虑到如果想在直接连接时，而又考虑到RS-232C的联络控制的联络控制(kòngzhì)信号，则采用零信号，则采用零MODEM方式的标准连接方法，其通信双方式的标准连接方法，其通信双方信号线安排如下顺序所演示的那样方信号线安排如下顺序所演示的那样　　无　　无Modem的标准联线（的标准联线（7线制）如下图所示：线制）如下图所示：　　从中可以看出，　　从中可以看出，RS-232C接口标准定义的所有信号线都用到了，接口标准定义的所有信号线都用到了，并且是按照并且是按照DTE和和DCE之间信息交换协议的要求进行连接的，只不之间信息交换协议的要求进行连接的，只不过是把过是把DTE自己发出的信号线送过来，当作对方自己发出的信号线送过来，当作对方DCE发来的信号，发来的信号，因此，又把这种连接称为双叉环回接口。

因此，又把这种连接称为双叉环回接口第80页/共99页第八十页，共100页双方的握手双方的握手(wò shǒu)信号关系如下（注：甲方乙方在图信号关系如下（注：甲方乙方在图中标出）：中标出）：　　（　　（1）当甲方的）当甲方的DTE准备好，发出准备好，发出DTR信号，该信号信号，该信号直接联至乙方的直接联至乙方的RI（振铃信号）和（振铃信号）和DSR（数传机准备好）数传机准备好）即只要甲方准备好，乙方立即产生呼叫（即只要甲方准备好，乙方立即产生呼叫（RI）有效，并同）有效，并同时准备好（时准备好（DSR）尽管此时乙方并不存在）尽管此时乙方并不存在DCE（数传（数传机）　　（　　（2）甲方的）甲方的RTS和和CTS相连，并与乙方的相连，并与乙方的DCD互连即：一旦甲方请求发送（即：一旦甲方请求发送（RTS），便立即得到允许），便立即得到允许（（CTS），同时，使乙方的），同时，使乙方的DCD有效，即检测到载波信号有效，即检测到载波信号　（　（3）甲方的）甲方的TXD与乙方的与乙方的RXD相连，一发一收相连，一发一收第81页/共99页第八十一页，共100页RS485介绍(jièshào)第82页/共99页第八十二页，共100页。

•早期推出的RS-232C虽然使用广泛,但缺点也不少,已不能满足现代网络通信的要求,主要表现如下:•①数据传输速率低RS-232C规定的最大传输速率20kbps,远不能满足用户日益增长的传输速率要求;•②传输距离短RS-232C接口一般规定电缆长度在15m以内,即使有较好的线路器件(qìjiàn),优良的信号质量,电缆长度也不会超过60m;•③接口处各信号间容易产生串扰第83页/共99页第八十三页，共100页n鉴鉴于于RS-232C接接口口的的上上述述缺缺点点，，EIA在在1977年年制制定定(zhìdìng)了了新新标准标准RS-449n新新标标准准除除了了与与RS-232C兼兼容容外外，，在在提提高高传传输输速速率率、、增增加加传传输输距距离离、、改进电气性能方面作了很大努力改进电气性能方面作了很大努力nRS-449标准有多个子集，分别为：标准有多个子集，分别为：nRS-422AnRS-423AnRS-485第84页/共99页第八十四页，共100页RS-422A与RS-232C的主要(zhǔyào)差别•信号在导线上的传输方式不同：•RS-232C是利用(lìyòng)传输信号线与公共地之间的电压差•RS-422A是利用(lìyòng)信号导线之间的信号电压差，它给出平衡信号差的规定。

•RS-423A给出了平衡信号差的规定第85页/共99页第八十五页，共100页RS-485•RS-485是RS-422的变型，是一种多发送器的电路标准它进一步扩展了RS-422A的性能，允许(yǔnxǔ)双导线上一个发送器驱动32个负载设备负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器(发送器和接收器的组合)•RS-485电路允许(yǔnxǔ)共用线通信电路结构是在平衡连接电缆两端有终端电阻，在平衡电缆上挂接发送器、接收器、组合收发器•RS-485标准没有规定在何时控制发送器发送或接收器接收数据的规则•电缆选择比RS-422A更严格第86页/共99页第八十六页，共100页RS-422A与RS-485性能(xìngnéng)比较见表6-30￿第87页/共99页第八十七页，共100页RS-485收发器￿•用于RS-422A/RS-485通信标准的收发器芯片(xīn piàn)比较多，如MAX48X/49X系列收发器，其主要特点如下:•①+5V单电源供电•②低功耗，工作电流120~500μA•静态电流120μA(MAX483/487/488/489)•静态电流300μA(MAX481/485/490/491)•③MAX481/483/487μA电流•④通信传输线上最多可挂接128个收发器(MAX487)•⑤使用不同型号电路可方便组成半双工或全双工通信电路•⑥共模输入电压范围为-7〜+12V•⑦驱动器过载保护第88页/共99页第八十八页，共100页。

典型工作(gōngzuò)(gōngzuò)电路 •MAX481/483/485/487用于半双工通信的典型工作电路(diànlù)如图6-14所示•图中Rt为匹配电阻，传输线为双绞线 第89页/共99页第八十九页，共100页第90页/共99页第九十页，共100页通信(tōng xìn)(tōng xìn)网络 •由MAX48X/49X系列收发器组成的差分平衡系统，抗干扰能力强，接收器可检测低达200mV的信号，传输数据可以从千米以外得到恢复,因此特别适用(shìyòng)于远距离通信•可组成满足RS-485/RS-422A标准的通信网络第91页/共99页第九十一页，共100页•MM481/483/485/487/489/491可 用 于 总 线(母线,合用线)系统•图6-16所示为一典型半双工RS-485通信网络,图中驱动器有使能控制端DE当驱动器被禁止时,输出端Y、Z为高阻态,因而接收器具有高的输入阻抗,使处于禁止状态的驱动器和多个接收器挂接在传输线上不会影响信号的正常(zhèngcháng)传输,故多个驱动器和接收器可共享一公用传输线•图中各驱动器分时使用传输线(不发送数据的驱动器应被禁止)。

•网络上可挂接32个站(MAX481/MAX483/MAX485) 第92页/共99页第九十二页，共100页图6-166-16所示为一典型半双工RS-485RS-485通信(tōng xìn)(tōng xìn)网络第93页/共99页第九十三页，共100页•如果使用MAX487作为站的收发器,由于其输入阻抗是标准(biāozhǔn)接收器的4倍,故网络上可挂接32×4=128个站•使用MAX489/MAX491可组成全双工RS-485通信网,其线路连接如图6-17所示 第94页/共99页第九十四页，共100页MAX489/MAX491MAX489/MAX491组成(zǔ chénɡ)(zǔ chénɡ)全双工RS-485RS-485通信网, ,线路连接如图6-176-17第95页/共99页第九十五页，共100页传输线的选择(xuǎnzé)(xuǎnzé)和阻抗匹配 •在差分平衡(pínghéng)系统中,一般选择双绞线作为信号传输线由于双绞线在长度、方向上完全对称,因而它们所受的外界干扰程度完全相同,干扰信号以共模方式出现在接收器的输入端由于共模干扰受到抑制，所以能实现信号的可靠传输。

第96页/共99页第九十六页，共100页•信 号 在 传 输 线 上 传 输 ,若 遇 到 阻 抗 不 匹 配(pǐpèi)的情况,会出现反射现象,影响信号的远距离传输,因此必须采用并接匹配(pǐpèi)电阻的方法来消除反射•在实际应用中,为减少误码率,通信距离较远时,通信速率应取低一些•例如RS-485/RS-422规定：•通信距离为120m时,最大通信速率为1Mbps;•km则最大通信速率为100Kbps第97页/共99页第九十七页，共100页谢谢(xiè￿xie)！第98页/共99页第九十八页，共100页感谢您的观看(guānkàn)！第99页/共99页第九十九页，共100页内容(nèiróng)总结GPIB介绍并行点名功能（PP）： 系统(xìtǒng)控者为快速查询请求服务装置而设置的并行点名能力装置触发功能（DT）： 使装置能从总线接收到触发信息，以便进行触发操作装置清除功能（DC）： 能使仪器装置接收清除信息并返回到初始状态传统的传输方式大多使用一个临界值来分别来区分1和0USB采用在D+或D-线上增加上拉电阻的方法来识别低速和帧开始、帧结尾实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片第一百页，共100页。