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第五章智能仪器标准数据通信接口技术5.1智能仪器的对外通信与标准总线5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（1）单工、半双工、全双工传输方式仅从信息传输方向考虑，通信信道可以按单工、半双工、全双工方式工作。所谓单工方式是指信号只能沿一个方向传输，而不能进行与此方向相反的传输。半双工方式的信号可以在两个方向上传输，但不能同时进行。如果信息可以同时沿两个方向传输，则称为全双工方式。全双工方式要求有全双向配置，即一对单项配置，这样两端的通信设备都具有完整和独立的发送和接受功能。5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（2）基带传输和宽带传输基带传输就是指直接将这些电脉冲信号（或略加处理）进行传输。基带传输方式不适合远距离数据传输，人们常用基带信号对载波进行调制，再在适当的线路上进行远距离传送，这样就形成了宽带传输。常用的调制方式有调幅、调频以及调相等方式。5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（3）异步与同步传输在同步传输中，为了使发送和接收保持一致，串行数据在发送和接收两端使用的时钟应同步。通常，发送和接收移位寄存器的初始同步是使用一个同步字符来完成，当一次串行数据的同步传输开始时，发送寄存器送出的第一个字符应该是一个双方约定的同步字符，接收器在时钟周期内识别该同步字符后，即与发送器同步，开始接收后续的有效数据信息。图5-1常用的同步技术图5-2串行传输数据格式5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（4）传输速度传输速度指信道在单位时间里可以传输的信息量。它是数据通信的一个重要性能指标，常用下述方式表示。数据信号速度，以每秒能够传输的比特数表示，按下面公式定义，即（bps）211logmiiinT5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（5）信道容量单位时间内最大可能传送的信息量的比特数，称为信道容量。5.1.1数据通信与接口总线1.数据通信（6）调制与解调图5-3通过调制解调器和电话线的串行通信连接方式5.1.2RS-232C串行接口总线标准1.RS-232C简介RS-232C是美国电子工业协会（ElectronicIndustriesAssociation，EIA）1962年公布，1969年最后修订的接口总线标准。RS是推荐标准（RecommendedStandard）的词头缩写，232是此标准的标识号，C表示最后一次修订型。通过RS-232C，微型计算机可以与串行打印机、鼠标、仿真器ICE、调制解调器和智能仪器等设备连接，并实现数据通信。这里，微机既可以作DCE（DataCommunicationEquipment）看待，也可作为DTE（DataTerminalEquipment）看待。表5-39芯RS232C接口信号5.1.5IEEE-488并行接口总线标准1975年美国电子电气工程师学会（IEEE）在美国HP公司HP-IB仪器接口总线（字节串行，位并行）基础上，正式颁布了IEEE-488/1975仪器通用接口总线标准，1978年又加以补充和注释，成为IEEE-488∕1978标准。1980年又通过了IEC-625-IB总线标准，成为IEC总线。实际上以上的两种总线只是机械接头不同，实质是一样的，只要加一个转接头，二总线即可通用，因此又被称为GP-IB即通用仪器接口总线。5.1.5IEEE-488并行接口总线标准1975年美国电子电气工程师学会（IEEE）在美国HP公司HP-IB仪器接口总线（字节串行，位并行）基础上，正式颁布了IEEE-488/1975仪器通用接口总线标准，1978年又加以补充和注释，成为IEEE-488∕1978标准。1980年IEC又通过了IEC-625-IB总线标准，成为IEC总线。实际上以上的两种总线只是机械接头不同，实质是一样的，只要加一个转接头，二总线即可通用，因此又被称为GP-IB即通用仪器接口总线。5.1.5IEEE-488并行接口总线标准1.系统的组成（1）听者（收听器）当寻址寻到它时能够接收总线上的数据，同一时刻可以有多个有效的听者。（2）讲者（收听器）当寻址寻到它时，能发出数据到总线上，同一时刻只能有一个有效讲者。（3）控者（控制器）能寻址其它设备使其成为听者或讲者，能发送接口命令，使其它设备做特定的动作。同一时刻只能有一个有效控者。5.1.5IEEE-488并行接口总线标准1.系统的组成（1）听者（收听器）当寻址寻到它时能够接收总线上的数据，同一时刻可以有多个有效的听者。（2）讲者（收听器）当寻址寻到它时，能发出数据到总线上，同一时刻只能有一个有效讲者。（3）控者（控制器）能寻址其它设备使其成为听者或讲者，能发送接口命令，使其它设备做特定的动作。同一时刻只能有一个有效控者。5.1.5IEEE-488并行接口总线标准2.信号线分类与定义（1）数据输入∕输出线数据输入∕输出线简称DIO线，一共8条。它被用来传送系统内的一切数据和总线命令信息。DIO线上传递信息的方式为位并行，字节串行，双向异步。（2）控制线①注意信号线ATN。由控者使用，用它来区分DIO线上的消息是接口消息还是仪器消息。ATN处于低电平时，表示当前控者正向各设备发送接口消息；ATN处于高电平时，表示当前讲者正向已寻址的听者发送仪器消息。②接口清除信号线IFC。由控者使用，用来发布接口清除消息，通常在测试开始和结束时发出，IFC处于低电平时，系统中所有设备的接口功能置于初始状态。IFC处于高电平时，各设备的接口功能不受影响，仍按各自状态运行。③服务请求信号线SRQ。用来向系统控者提出服务请求（如溢出、程序不明、超量程等）。SRQ处于低电平时，表明系统中至少有一个设备工作不正常；SRQ处于高电平时，表示系统工作正常，没有任何设备有请求。④遥控允许信号REN。该线由控者使用，用来发布远控命令。REN处于低电平时，表示系统控者发出远控命令，使接于总线上的所有设备均可进入远控状态。此时，只要控者发出某设备的讲（或听）地址，该设备就被寻址，进入系统远控状态。REN处于高电平时，各设备回到本地（即面板控制）状态。⑤结束与识别信号线EOI。此线与ATN线配合使用。当EOI=1且ATN=1时，表示控者发布并行点名（查询）消息，此时控者进行点名识别，各有关设备接收到识别信号后，开始响应；当EOI=1且ATN=0时，表明讲者已发送完一组数据。（3）握手线①数据有效线DAV（DataValid）。表示DIO线上的数据是否有效。②未准备好接收数据线NRFD（NotReadyForData）。当NRFD线处于高电平时，表示全部指定的听者都已准备好接收，讲者可以发送消息。若NRFD线处于低电平时，表示指定的听者中至少有一个未准备好接收。③未接收到数据线NDAC（NotDataAccepted）。当NDAC线处于高电平时，表示一切指定的听者均已接收到数据；当NDAC线处于低电平时，表示至少有一个听者未接收到数据。图5-11IEEE-488总线的应用