远程数据通信及其应用要点
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 串行总线在全面替代并行总线
串行替代并行
PATA硬盘并口接口规范 SATA串行高级技术附件
PCI
PCIE
USB：英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的 缩写
IEEE1394
PCI-Express是最新的总线和接口标准，主要优势就 是数据传输速率高，目前最高的16X 2.0版本可达到 10GB/s，而且还有相当大的发展潜力。
远程数据通信及其应用
一、远程数据通信 远程数据通信分有线和无线两种。
有线方式主要有：RS232、RS485、RS422、电流 环、CANBUS或其他数据总线、TCP\IP网络通信，电 力载波；
无线方式主要有：专用数传电台、开放频段遥控模 块和数传模块、公用GSM或CDMA网络。
异步串口
• 目前 RS-232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串 行接口。 RS-232 被定义为一种在低速率串行通信中增加 通信距离的单端标准。 RS-232 采取不平衡传输方式，即 所谓单端通信。典型的 RS-232 信号在正负电平之间摆动， 在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在 +5 ～ +15V ， 负电平在 -5 ～ -15V 电平。当无数据传输时，线上为 TTL 电平，从开始传送数据到结束，线上电平从 TTL 电平到 RS-232 电平再返回 TTL 电平。接收器典型的工作电平在 +3 ～ +12V 与 -3 ～ -12V 。 RS-232 是为点 对点（即只 用一对收、发设备 ）通信而设计的，其驱动器负载为 3 ～ 7k Ω 。由于 RS-232 发送电平与接收电平的差仅为 2V 至 3 V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线 上的分布电容，其传送距离最大为约 30 米，最高速率为 20kb/s 。
并行与串行通信
• 计算机与外设或计算机之间的通信通常有两种方式：并行 通信和串行通信。
• 并行通信指数据的各位同时传送。并行方式传输数据速度 快，但占用的通信线多，传输数据的可靠性随距离的增加 而下降，只适用于近距离的数据传送。
• 串行通信是指在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。 发送过程中，每发送完一个数据，再发送第二个，依此类 推。接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接 受，再把它们拼成一个完整的数据。在远距离数据通信中， 一般采用串行通信方式，它具有占用通信线少、成本低等 优点。
• 为扩展应用范围， EIA 在 RS-422 的基础上制定了 RS-485 标准，增 加了多点、双向通信能力，通常在要求通信距离为几十米至上千米时， 广泛采用 RS-485 收发器。RS-485 收发器采用平衡发送和差分接收， 即在发送端，驱动器将 TTL 电平信号转换成差分信号输出；在接收端， 接 收器将差分信号变成 TTL 电平，因此具有抑制共模干扰的能力， 加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达 200mV 的电压，故数据传 输可达千米以外。
• PATA 硬盘并Leabharlann Baidu接口规范
串行替代并行
• 早期微控制器系统由于主频不高，所以，在需要 高速数据传输的时候，通常使用并行方式，在主 频一定的情况下，通过位宽的扩展提高总的数据 传输率。
• 并行总线位宽的增加就以为着连接线的增加，在 多个设备连接时PCB的设计将是巨大的挑战，所 以很难扩展过多的设备。而且太多的布线互相之 间的干扰也制约着频率的提高。
常用并行总线
• 单片机的三总线（8080总线、6800总线） • ISA插槽是基于ISA总线（Industrial
Standard Architecture，工业标准结构总线） 的扩展插槽，其工作频率为8MHz左右，为 16位插槽，最大传输率16MB/sec
• PCI (Peripheral Component Interconnect) 传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)， 或者266MB/s(66MHz * 32bit/s).
ＣＡＮＢＵＳ
A、CAN为多主工作方式，网络上任一节点均可在任意时刻主动 地向网络上其它节点发送信息，不分主从。 B、最高传输速率可达1MBPS（此时通信距离40M） C、最远传输距离可达10KM（速率5KBPS） D、CAN节点最多可达110个。 E、CAN上节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优 先级最高的数据最多可在134uS内得到传输。 F、CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点向总线发送信息 出现冲突时，优先级低的节点主动退出，而最高优先级的节点可 不受影响地继续传输数据。 G、CAN上节点在错误严重情况下具有自动关闭输出功能，以使 总线上其它节点的操作不受影响。 H、CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤。 I、CAN的缺点成本较高，一片CAN控制芯片如：SJA1000 约20 元。
性能比较
电流环通信
电流环是一种非正式的串行通信标准。
它以电流流过通信环路表示数据信号的传递 (逻辑1)，无电流为空号(逻辑0)，在接收端 由光电耦合器件将电流还原为处理器可以 读的电平信号。
由于电流环方式是通过环路中电流的有无来 表示逻辑值“1”和“0”，而不是用电平的高 低表示逻辑值，加上在收发二端采用光电 隔离技术，因此与电平方式相比，具有明 显的优点：信号不易衰减、抗干扰能力强、 传输速率高、传输距离最大可达几千米。
现场总线
异步串口
• RS-422 由 RS-232 发展而来。为改进 RS-232 通信距离短、速度低 的缺点， RS-422 定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到 10Mbit/s, 并允许在一条平衡总线上连接最多 10 个接收器。 RS-422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。RS-422 的最大 传输距离为 4000 英尺（约 1200 米），最大传输速率为 10Mb/s 。 其平衡双绞线的长度与传输速率成反比 ，在 100kb/s 速率以下，才可 能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。 一般 100 米长的双绞线上 所能获得的最大传输速率仅为 1Mb/s 。
串行替代并行
PATA硬盘并口接口规范 SATA串行高级技术附件
PCI
PCIE
USB：英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的 缩写
IEEE1394
PCI-Express是最新的总线和接口标准，主要优势就 是数据传输速率高，目前最高的16X 2.0版本可达到 10GB/s，而且还有相当大的发展潜力。
远程数据通信及其应用
一、远程数据通信 远程数据通信分有线和无线两种。
有线方式主要有：RS232、RS485、RS422、电流 环、CANBUS或其他数据总线、TCP\IP网络通信，电 力载波；
无线方式主要有：专用数传电台、开放频段遥控模 块和数传模块、公用GSM或CDMA网络。
异步串口
• 目前 RS-232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串 行接口。 RS-232 被定义为一种在低速率串行通信中增加 通信距离的单端标准。 RS-232 采取不平衡传输方式，即 所谓单端通信。典型的 RS-232 信号在正负电平之间摆动， 在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在 +5 ～ +15V ， 负电平在 -5 ～ -15V 电平。当无数据传输时，线上为 TTL 电平，从开始传送数据到结束，线上电平从 TTL 电平到 RS-232 电平再返回 TTL 电平。接收器典型的工作电平在 +3 ～ +12V 与 -3 ～ -12V 。 RS-232 是为点 对点（即只 用一对收、发设备 ）通信而设计的，其驱动器负载为 3 ～ 7k Ω 。由于 RS-232 发送电平与接收电平的差仅为 2V 至 3 V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线 上的分布电容，其传送距离最大为约 30 米，最高速率为 20kb/s 。
并行与串行通信
• 计算机与外设或计算机之间的通信通常有两种方式：并行 通信和串行通信。
• 并行通信指数据的各位同时传送。并行方式传输数据速度 快，但占用的通信线多，传输数据的可靠性随距离的增加 而下降，只适用于近距离的数据传送。
• 串行通信是指在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。 发送过程中，每发送完一个数据，再发送第二个，依此类 推。接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接 受，再把它们拼成一个完整的数据。在远距离数据通信中， 一般采用串行通信方式，它具有占用通信线少、成本低等 优点。
• 为扩展应用范围， EIA 在 RS-422 的基础上制定了 RS-485 标准，增 加了多点、双向通信能力，通常在要求通信距离为几十米至上千米时， 广泛采用 RS-485 收发器。RS-485 收发器采用平衡发送和差分接收， 即在发送端，驱动器将 TTL 电平信号转换成差分信号输出；在接收端， 接 收器将差分信号变成 TTL 电平，因此具有抑制共模干扰的能力， 加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达 200mV 的电压，故数据传 输可达千米以外。
• PATA 硬盘并Leabharlann Baidu接口规范
串行替代并行
• 早期微控制器系统由于主频不高，所以，在需要 高速数据传输的时候，通常使用并行方式，在主 频一定的情况下，通过位宽的扩展提高总的数据 传输率。
• 并行总线位宽的增加就以为着连接线的增加，在 多个设备连接时PCB的设计将是巨大的挑战，所 以很难扩展过多的设备。而且太多的布线互相之 间的干扰也制约着频率的提高。
常用并行总线
• 单片机的三总线（8080总线、6800总线） • ISA插槽是基于ISA总线（Industrial
Standard Architecture，工业标准结构总线） 的扩展插槽，其工作频率为8MHz左右，为 16位插槽，最大传输率16MB/sec
• PCI (Peripheral Component Interconnect) 传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)， 或者266MB/s(66MHz * 32bit/s).
ＣＡＮＢＵＳ
A、CAN为多主工作方式，网络上任一节点均可在任意时刻主动 地向网络上其它节点发送信息，不分主从。 B、最高传输速率可达1MBPS（此时通信距离40M） C、最远传输距离可达10KM（速率5KBPS） D、CAN节点最多可达110个。 E、CAN上节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优 先级最高的数据最多可在134uS内得到传输。 F、CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点向总线发送信息 出现冲突时，优先级低的节点主动退出，而最高优先级的节点可 不受影响地继续传输数据。 G、CAN上节点在错误严重情况下具有自动关闭输出功能，以使 总线上其它节点的操作不受影响。 H、CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤。 I、CAN的缺点成本较高，一片CAN控制芯片如：SJA1000 约20 元。
性能比较
电流环通信
电流环是一种非正式的串行通信标准。
它以电流流过通信环路表示数据信号的传递 (逻辑1)，无电流为空号(逻辑0)，在接收端 由光电耦合器件将电流还原为处理器可以 读的电平信号。
由于电流环方式是通过环路中电流的有无来 表示逻辑值“1”和“0”，而不是用电平的高 低表示逻辑值，加上在收发二端采用光电 隔离技术，因此与电平方式相比，具有明 显的优点：信号不易衰减、抗干扰能力强、 传输速率高、传输距离最大可达几千米。
现场总线
异步串口
• RS-422 由 RS-232 发展而来。为改进 RS-232 通信距离短、速度低 的缺点， RS-422 定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到 10Mbit/s, 并允许在一条平衡总线上连接最多 10 个接收器。 RS-422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。RS-422 的最大 传输距离为 4000 英尺（约 1200 米），最大传输速率为 10Mb/s 。 其平衡双绞线的长度与传输速率成反比 ，在 100kb/s 速率以下，才可 能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。 一般 100 米长的双绞线上 所能获得的最大传输速率仅为 1Mb/s 。