03人机对话与数据通信-2

第五节多处理器系统第三章人机对话与数据通信定义：多个微机按一定的连接形式组成的系统。有以下三种形式：多微机测量、控制系统：一般下级微机负责测量、转换与控制，它们之间不进行通讯而只与控制站联系。上级微机负责监视、操作。计算机网络系统：计算机相互传递信息、互相联络；又各自独立自主地进行自己的工作。现场总线系统（Fieldbus）:通讯节点是现场仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 与其他设备。全分散、数字式、多点、互联的系统。多处理器系统的特点：较高的工作速度：单CPU只能实现分时系统，很难满足实时测量、实时控制的要求，无法执行有较强并行性、同时性的任务。便于 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与维修：功能分散、模块化的结构，易于重构系统与维护。较高的可靠性：任务分散，故障分散。性能价格比高：微处理器芯片发展迅速，多处理器系统性价比高。多处理器系统的结构：分级式结构：主控制器带多个从处理器，主处理器故障时系统瘫痪。共享总线式结构：点至点互联式结构：共享存储器连接式结构：多处理器系统的结构：分级式结构：主控制器带多个从处理器，主处理器故障时系统瘫痪。共享总线式结构：处理器平等，通过总线相互通信与联系。总线故障时系统瘫痪，所以常用多总线系统。点至点互联式结构：共享存储器连接式结构：多处理器系统的结构：分级式结构：主控制器带多个从处理器，主处理器故障时系统瘫痪。共享总线式结构：处理器平等，通过总线相互通信与联系。总线故障时系统瘫痪，所以常用多总线系统。点至点互联式结构：微处理器通过通信线路彼此相联，当微处理器较多时，通信结构复杂。共享存储器连接式结构：多处理器系统的结构：分级式结构：主控制器带多个从处理器，主处理器故障时系统瘫痪。共享总线式结构：处理器平等，通过总线相互通信与联系。总线故障时系统瘫痪，所以常用多总线系统。点至点互联式结构：微处理器通过通信线路彼此相联，当微处理器较多时，通信结构复杂。共享存储器连接式结构：微处理器通过一个多端口存储器进行通信，实现数据的交换。多处理器系统的通信：共享总线式通信利用共用总线进行数据的通信，由总线控制器实现总线使用的管理。2.利用公共存储器进行通信有共用存储器的系统，在共用存储器中开辟一块区域进行信息交换。3.利用非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 接口通信利用自己定义的接口进行数据交换，如8255芯片，8031的口线等。第六节串行数据通信并行通信:数据的各位同时传送。优点：传送速度快缺点：数据线多，成本较高，且由于并行数据传输线的耦合和共模干扰，传输距离短。主要应用于数据传送量很大的场合，如打印机，液晶屏等。随着现代电子技术的发展，并行通信的应用在逐渐减少。串行通信：将数据按顺序分解为一位（或几位，一般不大于4位）的序列，按顺序传送。优点：传送线路简单，成本低，传送距离长缺点：传送速度比并行通信低随着现代电子技术的发展，传送速度越来越快，应用越来越广泛。如USB、IEEE1394、Profibus、SERCOS、各种网络等6-1串行通讯的一般概念6-1-1并行通信和串行通信按数据的传送方向，串行通信可分为：单工、双工、半双工3种形式。6-1-2串行通信的数据通路形式半双工通信多机通信a.异步通信在异步通信中，没有统一的时钟信号，各设备使用自己的时钟信号,各设备时钟必须在频率上保证一致（误差允许范围很小），每个传送字节必须用其始位来同步时钟，用1~2个停止位来表示传送字节的结束。由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成的串行数据称为字符帧（CharacterFrame）也叫数据帧。异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。异步串行通信的字符帧格式6-1-3串行通信格式按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信。起始位检测串行通信中，每秒钟传送二进制数码的位数为波特率(BaudRate),单位为bps。异步串行通信的收发设备，必须使用相同的波特率。异步通信设备，都具有自己的波特率时钟发生器，其时钟频率一般为波特率的16倍，在检测到起始时位跳变时，接收方同步其接收时钟，然后，间隔24个时钟，检测第一个数据位，以后每间隔16个时钟检测一位，直到停止位，1帧数据结束。用起始位同步接受时钟，消除了时钟误差的累积，降低了对收发时钟频率的一致性要求，一般，时钟误差<3%即可。发送时钟接收时钟数据读取第1个数据位读取第2个数据位b.同步通信在通信的设备中，采用同一时钟信号，这个时钟信号可以是其中一台设备产生的，也可以采用外部时钟信号源。由于具有同步时钟，传送速度快；但若传送距离较长时，时钟信号易受干扰，且不经济。多用于板内芯片间的数据通信和短距离设备间的数据通信。如：I2C、SPI、LVDS（低电压差分信号）等在同步通信中，除了位同步，还需要帧（字符）同步，帧同步可以由单独的硬件信号实现，也可以用数据线上的同步字符来实现（非2进制数据）1）SPI同步串行总线标准SPI总线采用3线制全双工串行通信。76543210765432102）I2C同步串行总线标准I2C总线采用2线制全双工串行通信。主站从站0A2A1A0……000001111从站1A2A1A0从站7A2A1A0SDASCL6-2-1RS232CRS232是应用最早，最广泛的双机异步串行通信总线标准。是美国电子工业协会的推荐标准（RS=recommendedstandard）标准规定了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间串行通信接口的物理(电平)、信号和机械连接标准。6-2常用异步串行通讯接口标准DCERS232C的电气标准和机械连接RS232C的电气标准：3V~15V:逻辑0-3V~-15V:逻辑150ft@9600bpsTTL/CMOS-RS232电平转换芯片：MAX232、MAX202等RS232C接口信号定义引脚(9针)引脚(25针)信号信号源类型描述18CDDCE控制载波信号检测23RxDDCE数据接收数据32TxDDTE数据发送数据420DTRDTE控制终端准备好57GND--信号地66DSRDCE控制数据机准备好74RTSDTE控制请求发送85CTSDCE控制清除以便发送922RIDCE控制振铃信号计算机间RS232C通信的常用连接方法全握手无握手电平转换芯片－MAX232采用MAX232的双机串行通信接口电路单片机和PC通信RS232C发送器驱动电容负载的最大能力为2500pF，这就限制了信号线的最大长度。传输线一般采用双绞线（每米分布电容为150pF）。最大通信距离一般不超过15m，传输速率一般小于20kb/s。对长距离传输，则需要用调制解调器通过电话连接。RS449与RS232C的主要差别是信号的传输方式不同。RS449接口是利用信号导线之间的电位差，可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90kb/s。由于RS449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公用线通信。RS422是RS449标准的子集，规定了电气方面的要求。RS422A的传输率最大为10Mb/s，在此速率下，电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如90kb/s，最大距离可达1200m。RS485是RS422A的变形。RS422A为全双工，可同时发送和接收；RS485则为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接收。由于RS232存在数据传输速率慢和传送距离短的缺点，1977年EIA公布了新的接口标准RS499。6-2-2RS422和RS485RS422的连接线路……主站RRS422采用1:N的全双工连接方式从站1从站NRS485的连接线路RS485采用半双工的连接方式终端电阻的作用：1：阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，减少反射，避免振荡。 2：减少噪声，降低辐射，防止过冲。在串联应用情况下，串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器，消弱信号边沿的陡峭程度，防止过冲。RS232C、RS422A、RS485性能比较RS422A、RS485传输距离与传输速率的关系由于损耗与频率有关，因此传输速率与传输距离约为反比关系，可用下面的经验公式进行计算：速率（b/s）×距离（m）≤100M选择串行接口标准时须注意两点：通信速度和通信距离抗干扰能力保证可靠传输！　　计算机中的数据是并行的，为了实现异步串行传输，发送时必须进行并-串转换；接收时必须再进行串-并转换。此外，还要检验传送是否正确。这些工作一般采用专用集成电路芯片UART（UniversalAsychronousReceiver/Transmitter，通用异步接收器/发送器）来完成。UART作为计算机的串行通信接口电路芯片，在相应的控制软件配合下，实现异步串行数据传输。UART芯片种类很多，常用的有Intel8251、Intel8250、ZilogZ80-SIO、MotorolaMC6850等。许多单片机也有UART。例如：8051具有一个全双工的UART,串行接收或发送数据，是通过对两个独立收发引脚RXD(P3.0)、TXD(P3.1)来实现的。CPU则通过3个特殊功能寄存器(收发缓冲器SBUF、串行控制寄存器SCON、电源和波特率控制寄存器PCON)来实现对UART的控制。6.2.3USB和IEEE1394一、USBUSB（UniversalSerialBus）是由Compaq、HP、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和Philips七家公司联合推出的新一代标准接口总线。该总线是一种连接外围设备的机外总线，最多可连接127个设备，为微机系统扩充和配置外部设备提供了方便。USB规范有多种版本，最早的版本是1994年11月推出的USB0.7版。1996年1月推出了标准版本USBl.0，目标是为中低速的外围设备提供双向、低成本的总线，数据传输率最高为12Mb/s。随着微机系统及其外设性能和功能的增强，需处理的数据量越来越大，2000年4月又推出了新的USB规范—USB2.0。在新版本中，增加了一种480Mb/s的数据传输率，以满足日益复杂的高级外设与PC机之间的高性能连接需求。USB2.0是USB的自然升级，它在保留原有USB规范的基础上又提供了更高的带宽，并且与现有的外设保持完全兼容。常见的USB外部设备USB双机互连USB调制解调器USB鼠标USB音箱USB摄像机USB扫描仪USB游戏杆USB集线器USB移动硬盘USB刻录机USB数字照相机（一）USB基本结构USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游设备提供电源。USB系统的基本构架可以分为三个主要的部分：USB主机控制器/根集线器；USB集线器；USB设备。USB接口统一了各种接口设备的连接头。即插即用（plug-and-play），并能自动检测与配置系统的资源。具有“热插拔“（hotattach&detach）的特性。USB最多可以连接127个接口设备。USB1.1的接口设备采用两种不同的速度：12Mbps（全速）和1.5Mbps（慢速）。USB2.0的传输速度最高可达到480Mbps，也即60MB/s。（二）USB的基本特点PDIUSBD12与微处理器的接口USB专用接口芯片二、USB同类产品—IEEE1394IEEE1394是Apple公司于1993年首先提出，后经IEEE协会于1995年12月正式接纳成为一个工业标准。全称为IEEEl394高性能串行总线标准（IEEEl394HighPerformanceSerialBUSStandard）。在1997年和1998年先后两次由Microsoft、Intel和Compaq几家公司共同制定的PC97和PC98系统设计指南中，规定把USB、IEEEl394作为外设的新接口标准加以推行。IEEE1394的特点（1）IEEEl394与USB有许多相似之处，其主要性能特点如下：采用“级联”方式连接各个外设。IEEEl394不需要集线器(Hub)就可在一个端口上连接63个设备，设备间采用树形或菊花链结构，其电缆的最大长度是4.5m。采用树形结构时可达16层，因此，从主机到最末端外设电缆总长可达72m。电缆不需要终端器（Terminator）。IEEE1394的特点（2）能够向被连接的设备提供电源。IEEEl394使用6芯电缆，其中两条线为电源线，其它4条线被包装成两对双绞线，用来传输信号。具有高速数据传输能力。IEEEl394的数据传输率有三档：100Mb/s、200Mb/s、400Mb/s，特别适合于高速硬盘以及多媒体数据的传输。IEEE1394的特点（3）可以实时地进行数据传输。IEEEl394除了异步传送外，也提供了一种等时同步(Isochronous)传送方式，数据以一系列固定长度的包，等时间间隔地连续发送，端到端既有最大延时限制又有最小延时限制。IEEE1394的特点（4）IEEE1394的总线仲裁除了优先权仲裁方式之外，还有均等仲裁和紧急仲裁两种方式，这保证了多媒体数据的实时传送。采用点对点(PeertoPeer)结构。任何两个支持IEEEl394的设备可直接连接，不需要通过主机控制。设备连接方便。IEEEl394也支持热即插即用，在增加或拆除外设后，IEEEl394会自动调整拓扑结构，重设整个外设的网络状态。IEEE1394的特点（5）USB和IEEE1394的设计出发点不同IEEEl394是一种高速串行总线，它一开始就是面向高速外设的，而USB一开始是面向中低速外设的。两种串行总线都在推广之中。USB2.0的推出使得USB总线也可以连接高速外设，再加上USB总线的价格优势，USB总线有更广阔的发展前景。IEEE1394与USB的比较数据通信中，传输介质是必不可少的，所谓传输介质是指数据传输的物理载体，介质的特性将直接影响到数据传输的性能指标。在有线传输介质中，主要包括平行线、双绞线、同轴电缆和光导纤维。6-3串行通信中常用的传输介质无线数据传输是数据通信系统中经常采用的另一种数传方式。例如对于运动构件上的传感器信号的采集，由于传感器空间位置不固定，使得通过电缆引出信号变得很不可靠，甚至根本不可能，这种情况下，比较好的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 就是采用无线数据传输技术。例：PTR2000无线收发MODEMVCC：正电源Vcc，接2.7V~5.25V。CS：频道选择。CS＝0，选择工作频道1，即433.92MHz；CS=1，选择工作频道2，即434.33MHz。DO：数据输出。DI：数据输入。GND：电源地。PWR：节能控制。PWR＝1，正常工作状态；PWR＝0，待机微功耗状态。TXEN：发送接收控制。TXEN＝1时，模块为发送状态；TXEN＝0时，模块为接收状态。点对点的数据传输PTR2000典型应用一用于工业控制、数据采集、无线键盘、身份识别、无线标签等。用于无线查表、无线数传等。PTR2000典型应用二点对多点的双向数据传输