第5章智能仪器通信接口设计

• 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
• 目前多称其为:GP-IB。
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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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•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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• 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。
• 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。
第5章智能仪器通信接口 设计
2020年6月6日星期六
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。
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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。
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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。
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• 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。
••I•2C
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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•通信接 口
•主要接口方式
•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 。
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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•点按数据•划传分输特
•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线传输方 根导线，其一用于发式送，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。
•5.1 并行总线
•5.1.1 通用接口总线
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-4将其命名为IEC-625国际标准，
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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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