測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)之1

1、7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥1 7.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ) 7.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸 7.3 總線通信技術(shù)總線通信技術(shù)7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥27.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成信源信源/信宿：數(shù)據(jù)的出發(fā)點(diǎn)與目的地，成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備信宿：數(shù)據(jù)的出發(fā)點(diǎn)與目的地，成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備控制器：控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，主要功能有：控制器：控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，主要功能有： 1.鏈路控制；鏈路控制；2.同步；同步；3.差錯控制。差錯控制。收發(fā)器：收發(fā)數(shù)據(jù)的設(shè)備，基本功能是將傳輸數(shù)據(jù)信號收發(fā)器：收發(fā)數(shù)據(jù)的設(shè)備，基

2、本功能是將傳輸數(shù)據(jù)信號 變換成適用于信道傳輸?shù)男问健Ｗ儞Q成適用于信道傳輸?shù)男问健Ｐ诺溃簲?shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，包括傳輸介質(zhì)和中間通信設(shè)備信道：數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，包括傳輸介質(zhì)和中間通信設(shè)備噪聲源：耦合到通信系統(tǒng)中的噪聲。噪聲源：耦合到通信系統(tǒng)中的噪聲。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥37.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.2 信道的分類信道的分類1. 信道的種類信道的種類（1）有線信道）有線信道電纜：雙絞線、同軸電纜、多芯電纜電纜：雙絞線、同軸電纜、多芯電纜光纜：光纖光纜：光纖（2）無線信道）無線信道無線電波：無線電波：微波：微波：頻率在頻率在300MHz-300GHz的電磁波，波長微米級的電

3、磁波，波長微米級紅外光：發(fā)光二極管、激光二極管、光電二極管等紅外光：發(fā)光二極管、激光二極管、光電二極管等7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥47.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.2 信道的分類信道的分類2. 信道的多路復(fù)用信道的多路復(fù)用（1）空分制：按空間劃分信道的傳輸方法）空分制：按空間劃分信道的傳輸方法 如：每對導(dǎo)線只傳輸一個信號如：每對導(dǎo)線只傳輸一個信號（2）頻分制（）頻分制（FDMA）：將一個信道分割成多個頻段，每個頻段）：將一個信道分割成多個頻段，每個頻段只傳輸一個信號，每個頻段的頻譜在信道內(nèi)互不重疊。只傳輸一個信號，每個頻段的頻譜在信道內(nèi)互不重疊。 資源利用率高、結(jié)構(gòu)簡單

4、、但是需要調(diào)制解調(diào)器資源利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、但是需要調(diào)制解調(diào)器（3）時分制（）時分制（TDMA）：將一個信道分割成多個時間段，每個時）：將一個信道分割成多個時間段，每個時間段只傳輸一個信號，每個信號的時間段在信道內(nèi)互不重疊。間段只傳輸一個信號，每個信號的時間段在信道內(nèi)互不重疊。（4）碼分制（）碼分制（CDMA）：給每個用戶分配一個唯一的偽隨機(jī)碼）：給每個用戶分配一個唯一的偽隨機(jī)碼作為該用戶的地址碼，然后實現(xiàn)信道復(fù)用；在接收端，用與發(fā)送作為該用戶的地址碼，然后實現(xiàn)信道復(fù)用；在接收端，用與發(fā)送端相同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行解碼。端相同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行解碼。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥57.1 數(shù)

5、字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.3 數(shù)據(jù)傳輸形式數(shù)據(jù)傳輸形式 測控系統(tǒng)中多采用時分制（測控系統(tǒng)中多采用時分制（TDMA），分為如下兩），分為如下兩種形式：種形式：1. 基帶傳輸：是指按照數(shù)字形式的原樣傳輸，要求信道基帶傳輸：是指按照數(shù)字形式的原樣傳輸，要求信道具有較寬的通頻帶，否則信號波形會發(fā)生畸變?；鶐骶哂休^寬的通頻帶，否則信號波形會發(fā)生畸變?；鶐鬏敳恍枰{(diào)制解調(diào)器，設(shè)備簡單。輸不需要調(diào)制解調(diào)器，設(shè)備簡單。2. 頻帶傳輸：采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)傳輸信號。頻帶傳輸：采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)傳輸信號。常用的有：調(diào)幅（常用的有：調(diào)幅（PAM）、調(diào)頻（）、調(diào)頻（PFM）、調(diào)相）、調(diào)相（PPM）具有調(diào)制解調(diào)功能的

6、裝置稱之為：具有調(diào)制解調(diào)功能的裝置稱之為：MODEM。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥67.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制 降低出錯率的方法有兩種，（降低出錯率的方法有兩種，（1）改善信道的電氣性能；（）改善信道的電氣性能；（2）增加差錯控制手段。增加差錯控制手段。 差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)1.糾錯技術(shù)糾錯技術(shù)（1）重發(fā)糾錯：接收端根據(jù)約定的方法判斷傳輸是否有錯誤，并）重發(fā)糾錯：接收端根據(jù)約定的方法判斷傳輸是否有錯誤，并將信息反饋給發(fā)送端，若傳輸有錯，發(fā)送端再次發(fā)送，直至接收將信息反饋給發(fā)送端，若傳輸有錯，發(fā)送端再次

7、發(fā)送，直至接收端接收到正確數(shù)據(jù)。端接收到正確數(shù)據(jù)。（2）自動糾錯：發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯的信息碼，接收端發(fā)現(xiàn)錯誤）自動糾錯：發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯的信息碼，接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后自動糾錯。但是糾錯能力有限。后自動糾錯。但是糾錯能力有限。（3）混合糾錯）混合糾錯： （1）與（）與（2）混合使用，先自動糾錯，超出自）混合使用，先自動糾錯，超出自動糾錯能力后，要求發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)。動糾錯能力后，要求發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥77.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制 降低出錯率的方法有兩種，（降低出錯率的方法有兩種，（1）改善信道的電氣性能；（）改善信道的

8、電氣性能；（2）增加差錯控制手段，差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)。增加差錯控制手段，差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)。2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（1）奇偶校驗：奇校驗、偶校驗）奇偶校驗：奇校驗、偶校驗 給一個給一個n比特數(shù)據(jù)附加一位（第比特數(shù)據(jù)附加一位（第n+1位位奇偶校驗位）來進(jìn)奇偶校驗位）來進(jìn)行奇偶校驗。行奇偶校驗。選擇奇偶校驗位為選擇奇偶校驗位為“0”或者為或者為“1”，使得：，使得：奇校驗：奇校驗：n+1位數(shù)中位數(shù)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)；的個數(shù)為奇數(shù)；偶校驗：偶校驗：n+1位數(shù)中位數(shù)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)。的個數(shù)為偶數(shù)。例如：例如：8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)“1010 0111”奇校驗：奇校驗：“0”1

9、010 0111（同或）（同或）;偶校驗：偶校驗：“1”1010 0111（異或）（異或）問題：錯兩位怎么辦？7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥87.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制 降低出錯率的方法有兩種，（降低出錯率的方法有兩種，（1）改善信道的電氣性能；（）改善信道的電氣性能；（2）增加差錯控制手段。增加差錯控制手段。 差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（2）累加和校驗和垂直異或校驗：）累加和校驗和垂直異或校驗： 奇偶校驗大多用于單字節(jié)，對于多字節(jié)傳輸，可以考慮使用奇偶校驗大多用于單字節(jié)，對于多字節(jié)傳輸，

10、可以考慮使用“本方法本方法”，比傳輸數(shù)據(jù)多一個字節(jié)。，比傳輸數(shù)據(jù)多一個字節(jié)。累加和：累加和：DATA(n+1)=DATA(0)+DATA(1)+DATA(2)+DATA(n)垂直異或：垂直異或：DATA(n+1)=DATA(0) xor DATA(1) xorxor DATA(n)7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥97.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制 降低出錯率的方法有兩種，（降低出錯率的方法有兩種，（1）改善信道的電氣性能；（）改善信道的電氣性能；（2）增加差錯控制手段。增加差錯控制手段。 差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)差錯控制包括：糾錯技術(shù)和檢錯技術(shù)2.

11、 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）： CRC是一類重要的線性分組碼，編碼和解碼方法簡單，檢錯和糾錯能力強(qiáng)，在通信領(lǐng)域廣泛地用于實現(xiàn)差錯控制。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥107.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC），），也叫（N,K）碼：1）基本原理： 在發(fā)送端根據(jù)要傳送的K位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個校驗用的R位監(jiān)督碼（CRC碼），附在原始信息后邊，構(gòu)成一個新的二進(jìn)制碼序列數(shù)共K+R位，然后發(fā)送出去。在接收設(shè)備，根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢驗，以

12、確定傳送中是否出錯。這個規(guī)則，在差錯控制理論中稱為“生成多項式”。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥117.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：2）校驗碼的具體生成過程為： 發(fā)送端在基本信息位發(fā)送的同時發(fā)送端的CRC校驗位生成器自動生成CRC校驗位（用基本信息位除以一個給定的多項式G(x)生成），一旦基本信息位發(fā)送完畢，就將CRC校驗位緊接著發(fā)送出去。 假設(shè)發(fā)送信息用信息多項式C(X)表示，將C(x)左移R位，則可表示成C(x)*2的R次方，這樣C(x)的右邊就會空出R位，這就是校驗碼的位置。通過C

13、(x)*2的R次方除以生成多項式G(x)得到的余數(shù)就是校驗碼。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥127.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：3）接收端檢錯過程為： 用接收到的信息除以生成多項式G(x)（與發(fā)送端相同），若余數(shù)為0，認(rèn)為傳輸正確；否則，認(rèn)為傳輸有錯。原理框圖7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥137.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：a）CRC生成多項式G(x)： CRC生

14、成多項式G(x)由協(xié)議規(guī)定，目前已有如下多種生成式列入國際標(biāo)準(zhǔn)： 854121132161521612581(*8CRC)121161 1CRCG xxxxCRCG xxxxxxCRCG xxxxCRCCCITT G xxxx 位位CRC位CRC 322623221612111087542(*16CRCCRC-ITU)321CRCG xxxxxxxxxxxxxxx位，也稱7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥147.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：b）信息碼對應(yīng)的K(x)多項式與校

15、驗碼對應(yīng)的R(x)多項式： 任何一個由二進(jìn)制數(shù)位串組成的代碼都可以和一個只含“0”和“1”兩個系數(shù)的多項式建立一一對應(yīng)關(guān)系。例如：代碼“1011011”對應(yīng)的多項式為：代碼“110110”對應(yīng)的多項式為：654321064311011011=1xxxxxxxxxxx 5432105421110110=xxxxxxxxxx 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥157.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：b）信息碼對應(yīng)的K(x)多項式與校驗碼對應(yīng)的R(x)多項式： k位要發(fā)送的信息碼對應(yīng)

16、一個k-1次多項式K(x)，r位CRC校驗碼對應(yīng)一個r-1次多項式R(x)。由信息碼多項式K(x)產(chǎn)生CRC校驗碼R(x)的過程就是一個已知K(x)求R(x)的過程。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥167.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：c）校驗碼R(x)與發(fā)送碼T(x)的產(chǎn)生過程： 具體做法是，用一個事先約定的r次多項式G(x)去除以XrK(x)，把所得余式作為R(x)，由此而構(gòu)成的n位(n=k+r)發(fā)送碼所對應(yīng)的n-1次多項式 。 rT xX K xR x7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)

17、字通信技術(shù)授課教師：王 翥177.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：d）接收端的檢錯過程： 設(shè)：G(x)除以XrK(x)的商為Q(x)，則：進(jìn)而得到： 。這里的“+”是邏輯異或，故： 。所以：所以，若傳輸無錯，T(x)可以被G(x)整除。 rX K xG x Q xR x rT xX K xR xG x Q xR xR x rT xX K xR xG x Q xR xR xG x Q x 0R xR x7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥187.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)數(shù)字通信基礎(chǔ)7.1.

18、4 差錯控制差錯控制2. 檢錯技術(shù)檢錯技術(shù)（3）循環(huán)冗余校驗（）循環(huán)冗余校驗（CRC）：4）CRC多項式：d）接收端的檢錯過程： 所以，接收端的檢錯過程就是用除以接收到的代碼多項式來實現(xiàn)。若余式為零，傳輸無錯；若余式不為零，則傳輸有錯。例如： 742642632613108732,1/11/0K Xxxxx G xxxxR Xx K XG xxxxT Xx K XR xxxxxxxxT XG x則：得到：若接受無錯，則：7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥197.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.1 基帶傳輸基帶傳輸 由計算機(jī)或終端產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號所固有的頻帶，由計算機(jī)或

19、終端產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號所固有的頻帶，簡稱基帶。利用基帶直接傳輸?shù)姆绞浇凶龌鶐鬏?。簡稱基帶。利用基帶直接傳輸?shù)姆绞浇凶龌鶐鬏敗?數(shù)字通信仲，一般用電脈沖代表二進(jìn)制序列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)字通信仲，一般用電脈沖代表二進(jìn)制序列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這些電脈沖如何表示二進(jìn)制中的這些電脈沖如何表示二進(jìn)制中的“0”與與“1”（即如何編碼）？（即如何編碼）？通常有三種方式：通常有三種方式：1. 不歸零編碼不歸零編碼NRZ（Non-Return Zero）特點(diǎn)：用不同的電平表示“0”或者“1”。分正邏輯與負(fù)邏輯。不足：缺乏同步能力，很難判斷一位的結(jié)束與另一位的開始。對策：采取措施，保證發(fā)送時鐘與接收時鐘的同步

20、。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥207.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥217.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.1 基帶傳輸基帶傳輸2. 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼特點(diǎn)：每一位電信號的中點(diǎn)（1/2周期位置）有一個電平跳變，它既用于定時，也代表數(shù)據(jù)信號。當(dāng)電平信號由高變低時代表“0”，當(dāng)電平信號有底變高時代表“1”。3. 微分曼徹斯特編碼特點(diǎn)：每一位電信號的中點(diǎn)（1/2周期位置）有一個電平跳變，它用于定時，不代表數(shù)據(jù)信號。當(dāng)每一位的邊界有跳變時代表“0”，邊界沒有跳變時代表“1”。2與3方式中，時鐘包含在數(shù)據(jù)流序列中，故也稱之為自同步碼

21、。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥227.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口1. EIA-232D(RS-232C) EIA-232D等同于RS-232C。 RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾實驗室、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。 最初，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。目前代替DB25的是DB9接口。RS是英文

22、“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識號，C表示修改次數(shù)。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥237.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口1. EIA-232D(RS-232C) RS-232既有電氣標(biāo)準(zhǔn)又有物理標(biāo)準(zhǔn)既有電氣標(biāo)準(zhǔn)又有物理標(biāo)準(zhǔn) RS-232對連接器的機(jī)械特性及電氣特性做了明確規(guī)定。對連接器的機(jī)械特性及電氣特性做了明確規(guī)定。 DB9連接器連接器 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥247.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口1. EIA-232D(RS-232C) RS-232對連接器的機(jī)械特性及

23、電氣特性做了明確規(guī)定。對連接器的機(jī)械特性及電氣特性做了明確規(guī)定。 DB9連接器連接器 917 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥257.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口1. EIA-232D(RS-232C)管腳編號管腳編號管腳定義管腳定義1DCD 載波檢測2RXD 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)3TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND 信號地信號地6DSR 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好7RTS 請求發(fā)送8CTS 允許發(fā)送9RI 振鈴提示 DB9連接器管腳定義及連線圖連接器管腳定義及連線圖7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥267.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字

24、信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口1. EIA-232D(RS-232C) RS-232接口電氣特性接口電氣特性采用負(fù)邏輯。采用負(fù)邏輯。邏輯邏輯“0”規(guī)定為：規(guī)定為：+5+15V；邏輯；邏輯“1”規(guī)定為：規(guī)定為：-5-15V。一般為一般為+/-12V。 信號速率：信號速率：20kbit/S 電纜長度：電纜長度：15m 與與TTL電平不兼容，需要采用電平不兼容，需要采用MAX232、SP232等轉(zhuǎn)換。等轉(zhuǎn)換。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥277.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. RS-485 RS-485是電氣標(biāo)準(zhǔn)，

25、物理接口形式不限是電氣標(biāo)準(zhǔn)，物理接口形式不限 采用差動傳輸方式，采用差動傳輸方式，不需要相對于某個參照點(diǎn)來檢測信號，不需要相對于某個參照點(diǎn)來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。邏輯邏輯“0”規(guī)定兩線間電位差為：規(guī)定兩線間電位差為：-(26)V；邏輯邏輯“1”規(guī)定兩線間電位差為：規(guī)定兩線間電位差為：+(26)V 。 信號速率：信號速率：100kbit/S（100kbps） 電纜長度：電纜長度：1200m 中繼點(diǎn)數(shù)量：中繼點(diǎn)數(shù)量： 32個（具體數(shù)量要查使用的驅(qū)動器）個（具體數(shù)量要查使用的驅(qū)動器） 與與TTL電平不兼容，需要采用電平不兼容，需要采用MA

26、X485、SP485等轉(zhuǎn)換。等轉(zhuǎn)換。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥287.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. RS-485 需要注意事項： RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般是兩線制（雙絞線）。(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯栴}： RS-485接口支持總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形、樹狀結(jié)構(gòu)。采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個節(jié)點(diǎn)的引出線長度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會造成信號質(zhì)量下降。 有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距

27、離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴(yán)重，7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥297.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. RS-485 需要注意事項： RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般是兩線制（雙絞線）。(2)阻抗的連續(xù)性問題： 應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：1）總線的不同區(qū)段采用了不同電纜；2）某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝；3）過長的分支線引出到總線。總之，應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥307.2 數(shù)字

28、信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. RS-485 需要注意事項： RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般是兩線制（雙絞線）。(3)終端負(fù)載電阻問題： RS-485在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻，一般取120，相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因大多數(shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100120。還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達(dá)到改善信號質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥317.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. R

29、S-485 電路圖：電路圖：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:19-Feb-2014Sheet of File:D:wangzhuDesktop 2014春教學(xué)任務(wù)可刪參考課件060708硬件設(shè)計可刪.DdbDrawn By:RO1RE2VDD8B7A6GND5DE3DI4USP485E123JCON3C1C2R2R3R1D2P6KE6.8CAD3P6KE6.8CAD1P6KE6.8CAVCC7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥327.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口2. RS-485R

30、S232與與RS485轉(zhuǎn)換接口實物圖轉(zhuǎn)換接口實物圖7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥337.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口3. USB 串行通信總線的簡稱。串行通信總線的簡稱。USB1.112Mbit/SUSB1.112Mbit/S19981998年公布標(biāo)準(zhǔn)年公布標(biāo)準(zhǔn)USB2.0480Mbit/SUSB2.0480Mbit/S20002000年公布標(biāo)準(zhǔn)年公布標(biāo)準(zhǔn)USB3.03Gbit/SUSB3.03Gbit/S20082008年公布標(biāo)準(zhǔn)年公布標(biāo)準(zhǔn)7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥347.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口3. USB特點(diǎn)：特點(diǎn)： 具有即插即用和具有即插即用和熱插拔熱插拔功能功能 攜帶方便攜帶方便 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一 傳輸距離：幾十米以內(nèi)傳輸距離：幾十米以內(nèi) 可從計算機(jī)可從計算機(jī)“竊電竊電” 可連接可連接127127個個外設(shè)外設(shè)，如鼠標(biāo)和鍵盤等。，如鼠標(biāo)和鍵盤等。7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)授課教師：王 翥357.2 數(shù)字信號的傳輸數(shù)字信號的傳輸7.2.2 基帶信號傳輸接口基帶信號傳輸接口3. USB接口及定義：接口及定義： PCPC接口（接口（A A型口）：型口）：4 4根線根線紅色紅色USBUSB電源電源 +5V/500mA+5V/500mA白色白色數(shù)據(jù)線（