第5章智能仪器通信接口设计.pptx
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一个系统可有多个控者，但每一时刻只能 有一个控者起作用。
讲者
是产生和向总线发送仪器消息（即测量数 据和状态信息）的设备。
一个系统中可有两个以上的讲者，但每一 时刻只能有一个讲者起作用，若有多个讲 者同时将数据放于总线上，会引起数据传 输的混乱。
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听者
是接收总线上传来的数据的设备， 一个系统内可同时有多个听者工作，同时 接收总线上的数据。
通信接口
是各仪器之间或仪器与计算机之间进行信 息交换和传输的联络装置
主要接口方式
主要有并行通信接口、串行通信接口、 现场总线接口和以太网接口等。为方便 各种仪器之间的通信，一般采用标准通 信接口。
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注意：
本章介绍智能仪器较常用的标 准总线，主要有GP-IB通用接口总 线、RS－232C串行总线、 RS422/485串行总线、USB通用串 行总线、CAN总线等 。
总线可供选择。
GP-IB通用并行总线、RS-232C、RS-485和USB
举例：(Universal Serial Bus) 等串行总线、CAN现场总线。
总线在多个领域应用广泛。
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并行总线
总线 按数据传输特点
划分
串行总线
指多个数据位同时传输或接收，可 分为不同位数（宽度）的并行总线（如 8位、16位等），当距离较近而且要求 数据逐位传输，传发输送速或率接较收高数时据通最常多采只用需此两总根线传输方 导线，其一用于发送式，另一用于接收；串行通信采 用不同的工作方式，还可将发送和接收二线合一， 具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用 串行总线方式。
3、总线上传输的消息采用负逻辑，即低电平 （≤0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥2.0V）为逻 辑“0”。
4、采用单字节地址时可有31个讲地址和31个听地 址；采用双字节地址时可有961个讲地址和961 个听地址。
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协议中用到的术语
1、控者、讲者、听者 控者
是对系统控制的设备，能发出各种命令、 地址，也能接收其他仪器发来的信息。 控者能对总线进行接口管理，规定每台仪 器的具体操作。
第五章 智能仪器通信接口设计
本章内容
5.1 并行通信接口 5.2 串行通信接口 5.3 现场总线 5.4 工业以太网 5.5 蓝牙技术
首页
重点： 1. 通用总线 2. 串行接口总线 3. 现场总线 4. 以太网
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概述
在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智能仪器之 间、智能仪器与计算机之间需要进行各种信息的交换和传 输，这种信息的交换和传输通过仪器的通信接口按照一定 的协议实现。
控者、讲者、听者是所有传输过程中必不可少 的三个设备，在一个系统中控者、讲者、听者 的身份可根据系统的功能和所要完成的任务而 改变。
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2、消息 是各台仪器之间通过接口总线传输的各种 信息。 仪器之间的通信即为发送和接收消息的过 程。
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I2C
片内总线一般由芯片制造厂商定义，对外提供的连线
均通过芯片的管脚实现，对智能仪器设计的影响不大。内
部总线的种类相对较为统一， 表。
I2C
总线是其中的典型代
外部总线的种类则比较广泛，由于涉及智能仪器与智 能仪器之间，智能仪器和通用计算机之间通信的问题，根 据通信性质、通信技术和通信距离的不同，有多种多样的
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注意：
相同条件下： 串行传输速度＜并行传输速度
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综述：
上述的各种外部总线都有很多厂商推出了 相应的通信接口，有些接口已经直接在芯片级 予以实现，使用非常方便。
随着新技术、新的通信手段的发展，新的 通信接口还会不断涌现。
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5.1 并行总线
5.1.1 通用接口总线
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适应于轻微干扰的试验室或现场，可用于智能检 测、计算机、导航、通信等领域。 基本特性 1、可通过一条总线将多台仪器互联，组成自动测试 系统。系统中可以连接的仪器不超过15台，互连总 线的长度不超过20米。
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2、数据传送采用位并行、字节串行的双向异步传 输方式，最大传输速率不超过1兆字节/每秒。
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智能仪器中的公共数字传输通道称为 总线（Bus）
总线按连接范围
划分
片间总线（局部总线） 内部总线（系统总线） 外部总线（通信总线）
主要用于芯片 级的互连
用以实现系统与 各种扩展插件板 之间的相互连接
主要用于仪器 间的互连
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内总线 （System Bus）
是系统内部各模块的公共信息 通道。
采用内总线的优点：
１．各模块的设计可通用化； ２．具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可； ３．只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能； ４．改变其中一些模块可以改变仪器的功能
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目 S-100 前 常 用 的 STD 内 总 线
I 2C
是美国是P美r国o-lＭogＩ公Ｔ司Ｓ1公97司9年19提76 出用于年工提业出控适制应微于型Int计el算80机8的0C标PU 准系统系总列线的。总按线工，业共现10场0条标，准其设中 计，具16有条较数好据的线兼；容24性条，地电址路线板；11 采构性简能用单良小条态源，好板控线线品。结制；地种支构线8线条齐持，；；矢全多高816条量， 微度条D中价 处模其M断格 理块A他线线低 器化用；；廉 系，途98， 统结信条条。号电状 共56线条；线主，要其缺中陷6条是逻布辑线电不源太线合；理、 8控8现P线统线条位h制在串内，il数机i线应行部在时容多前p据，s；用通模单钟易已、公线8较4信块片信产极几0司；条年少总或机号生少何于1辅代.线芯系用位干尺68助开条0广片统。于 扰寸年电始地泛 之中控 、大代源址 在应 间应制 地、推线线 我用 的用信 线易出。； 国于 内广号 少变的适流2系 总泛中 、形2二合行条间 引，于，， 脚目
通用接口总线GP-IB
（General Purpose Interface Bus） 目前大多数智能检测仪器带有通用接口总线GP-IB 它最早由美国HP公司研制，称:HP-IB标准。 1975年IEEE将其改进，规范化为IEEE-488标准， 1977年IEC又将其命名为IEC-625国际标准， 目前多称其为:GP-IB。
一个系统可有多个控者，但每一时刻只能 有一个控者起作用。
讲者
是产生和向总线发送仪器消息（即测量数 据和状态信息）的设备。
一个系统中可有两个以上的讲者，但每一 时刻只能有一个讲者起作用，若有多个讲 者同时将数据放于总线上，会引起数据传 输的混乱。
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听者
是接收总线上传来的数据的设备， 一个系统内可同时有多个听者工作，同时 接收总线上的数据。
通信接口
是各仪器之间或仪器与计算机之间进行信 息交换和传输的联络装置
主要接口方式
主要有并行通信接口、串行通信接口、 现场总线接口和以太网接口等。为方便 各种仪器之间的通信，一般采用标准通 信接口。
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注意：
本章介绍智能仪器较常用的标 准总线，主要有GP-IB通用接口总 线、RS－232C串行总线、 RS422/485串行总线、USB通用串 行总线、CAN总线等 。
总线可供选择。
GP-IB通用并行总线、RS-232C、RS-485和USB
举例：(Universal Serial Bus) 等串行总线、CAN现场总线。
总线在多个领域应用广泛。
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并行总线
总线 按数据传输特点
划分
串行总线
指多个数据位同时传输或接收，可 分为不同位数（宽度）的并行总线（如 8位、16位等），当距离较近而且要求 数据逐位传输，传发输送速或率接较收高数时据通最常多采只用需此两总根线传输方 导线，其一用于发送式，另一用于接收；串行通信采 用不同的工作方式，还可将发送和接收二线合一， 具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用 串行总线方式。
3、总线上传输的消息采用负逻辑，即低电平 （≤0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥2.0V）为逻 辑“0”。
4、采用单字节地址时可有31个讲地址和31个听地 址；采用双字节地址时可有961个讲地址和961 个听地址。
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协议中用到的术语
1、控者、讲者、听者 控者
是对系统控制的设备，能发出各种命令、 地址，也能接收其他仪器发来的信息。 控者能对总线进行接口管理，规定每台仪 器的具体操作。
第五章 智能仪器通信接口设计
本章内容
5.1 并行通信接口 5.2 串行通信接口 5.3 现场总线 5.4 工业以太网 5.5 蓝牙技术
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重点： 1. 通用总线 2. 串行接口总线 3. 现场总线 4. 以太网
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概述
在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智能仪器之 间、智能仪器与计算机之间需要进行各种信息的交换和传 输，这种信息的交换和传输通过仪器的通信接口按照一定 的协议实现。
控者、讲者、听者是所有传输过程中必不可少 的三个设备，在一个系统中控者、讲者、听者 的身份可根据系统的功能和所要完成的任务而 改变。
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2、消息 是各台仪器之间通过接口总线传输的各种 信息。 仪器之间的通信即为发送和接收消息的过 程。
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I2C
片内总线一般由芯片制造厂商定义，对外提供的连线
均通过芯片的管脚实现，对智能仪器设计的影响不大。内
部总线的种类相对较为统一， 表。
I2C
总线是其中的典型代
外部总线的种类则比较广泛，由于涉及智能仪器与智 能仪器之间，智能仪器和通用计算机之间通信的问题，根 据通信性质、通信技术和通信距离的不同，有多种多样的
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注意：
相同条件下： 串行传输速度＜并行传输速度
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综述：
上述的各种外部总线都有很多厂商推出了 相应的通信接口，有些接口已经直接在芯片级 予以实现，使用非常方便。
随着新技术、新的通信手段的发展，新的 通信接口还会不断涌现。
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5.1 并行总线
5.1.1 通用接口总线
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适应于轻微干扰的试验室或现场，可用于智能检 测、计算机、导航、通信等领域。 基本特性 1、可通过一条总线将多台仪器互联，组成自动测试 系统。系统中可以连接的仪器不超过15台，互连总 线的长度不超过20米。
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2、数据传送采用位并行、字节串行的双向异步传 输方式，最大传输速率不超过1兆字节/每秒。
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智能仪器中的公共数字传输通道称为 总线（Bus）
总线按连接范围
划分
片间总线（局部总线） 内部总线（系统总线） 外部总线（通信总线）
主要用于芯片 级的互连
用以实现系统与 各种扩展插件板 之间的相互连接
主要用于仪器 间的互连
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内总线 （System Bus）
是系统内部各模块的公共信息 通道。
采用内总线的优点：
１．各模块的设计可通用化； ２．具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可； ３．只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能； ４．改变其中一些模块可以改变仪器的功能
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目 S-100 前 常 用 的 STD 内 总 线
I 2C
是美国是P美r国o-lＭogＩ公Ｔ司Ｓ1公97司9年19提76 出用于年工提业出控适制应微于型Int计el算80机8的0C标PU 准系统系总列线的。总按线工，业共现10场0条标，准其设中 计，具16有条较数好据的线兼；容24性条，地电址路线板；11 采构性简能用单良小条态源，好板控线线品。结制；地种支构线8线条齐持，；；矢全多高816条量， 微度条D中价 处模其M断格 理块A他线线低 器化用；；廉 系，途98， 统结信条条。号电状 共56线条；线主，要其缺中陷6条是逻布辑线电不源太线合；理、 8控8现P线统线条位h制在串内，il数机i线应行部在时容多前p据，s；用通模单钟易已、公线8较4信块片信产极几0司；条年少总或机号生少何于1辅代.线芯系用位干尺68助开条0广片统。于 扰寸年电始地泛 之中控 、大代源址 在应 间应制 地、推线线 我用 的用信 线易出。； 国于 内广号 少变的适流2系 总泛中 、形2二合行条间 引，于，， 脚目
通用接口总线GP-IB
（General Purpose Interface Bus） 目前大多数智能检测仪器带有通用接口总线GP-IB 它最早由美国HP公司研制，称:HP-IB标准。 1975年IEEE将其改进，规范化为IEEE-488标准， 1977年IEC又将其命名为IEC-625国际标准， 目前多称其为:GP-IB。