多機(jī)通信系統(tǒng)的通信總線綜述【文獻(xiàn)綜述】

《多機(jī)通信系統(tǒng)的通信總線綜述【文獻(xiàn)綜述】》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述電氣工程及自動化多機(jī)通信系統(tǒng)的通信總線綜述摘要：本文對比較分析了幾種有代表性的通信總線的優(yōu)缺點。對多機(jī)通信協(xié)議做了一個較為簡潔的介紹。關(guān)鍵詞：RS485；通信接口；串行通信1.引言隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集以及儀器儀表自動化等許多領(lǐng)域都起著十分重要的作用。但在實際應(yīng)用中，在要求響應(yīng)速度快、實用性強(qiáng)、控制量多的應(yīng)用場合，單個單片機(jī)就往往難以勝任，這時使用多個單片機(jī)結(jié)合PC機(jī)組成分布式系統(tǒng)是一個比較好的解決方案。這樣，單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)就變得十分的重要。2.現(xiàn)場總線及接口

2、簡介所謂現(xiàn)場總線，按照國際電工委員會IEC/SC65C的定義，是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置之間，以及現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向串行、多節(jié)點的通信總線，以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的全數(shù)字控制系統(tǒng)稱作現(xiàn)場控制系統(tǒng)。它具有以下一些優(yōu)勢：(1)數(shù)字化，（2）分布式，（3）開放性，（4）雙向串行傳輸，（5）互操作性，（6）節(jié)省布線空間，（7）智能自診斷性。微機(jī)的系統(tǒng)總線是主機(jī)與外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要通道。采用系統(tǒng)總線連接外設(shè)是一種采用的接口方法，即所謂總線接口技術(shù)[1]。接口系統(tǒng)為多機(jī)通信系統(tǒng)中任何兩臺

3、儀器的數(shù)據(jù)交換提供可能，并且能夠協(xié)調(diào)高速儀器設(shè)備與低速儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。接口系統(tǒng)主要由三大基本模塊組成：接口系統(tǒng)功能模塊、編碼模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。接口功能是通用接口系統(tǒng)研究的核心[2]。3.串行通信總線（一）RS232總線RS-232C是一種串行通信總線標(biāo)志，是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，1969年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）從CCITT遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)中導(dǎo)出的一個標(biāo)準(zhǔn)。不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備，只要他們都具有RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口，則不需要任何轉(zhuǎn)換電路，就可以相互插接起來[3]。RS-232C接口在推

4、出的幾十年來雖然得到了極為廣泛的應(yīng)用，但隨著通信要求的不斷提高，RS-232C標(biāo)準(zhǔn)在很多方面已經(jīng)不能滿足實際通信應(yīng)用的需要。其最為主要的缺點表現(xiàn)在以下幾個方面：1）數(shù)據(jù)通信速率低RS-232C規(guī)定的最高傳輸速率20kbit/s雖然可以滿足一般的異步通信需要，但并不能滿足同步傳輸?shù)囊蟆?）通信距離短使用RS-232C接口的通信線路在15m左右可以達(dá)到正常通信要求，但無法滿足更長的通信距離，即使使用極好的線路器件和優(yōu)良的信號條件，也無法使用電纜長度超過60m。3）抗干擾能力差通信兩端的電平轉(zhuǎn)換電路均為單端電路，無法抑制共模干擾，各信

5、號間也易受到串干擾[4]。（二）RS422總線RS422屬于一種平衡通信接口，采用全雙工通信模式，傳輸速率高達(dá)10Mb/s，傳輸距離長2000m，并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器[5]。RS422采用平衡輸出的發(fā)送器，差分輸入的接收器。由于RS422線路是完全平衡的，它比RS423有更高的可靠性，傳送更快更遠(yuǎn)。一般情況下，RS422線路不使用公共地線，這使得通信雙方由于地電位不同為對通信線路產(chǎn)生的干擾減至最小。雙方地電位不同產(chǎn)生的信號成為共模干擾會被差分接收器濾掉。但是必須注意，由于接收器所允許的共模干擾范圍的有限的。如

6、果超過了也會使信號傳送錯誤，或?qū)е滦酒瑩p壞[3]。（三）RS485總線RS485總線通訊方式以其簡潔靈活、硬件接口簡單、軟件易實現(xiàn)、性價比較高、傳輸距離較遠(yuǎn)、誤碼率較低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點在工業(yè)控制系統(tǒng)中特別是中小型數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用[6]。通常，一般測控系統(tǒng)采用普通的雙絞線就能滿足要求。在某些特定應(yīng)用場合,則要求采用帶屏蔽層的同軸電纜。由于受信號失真及噪聲等因素影響，數(shù)字信號所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?RS485的理論最大傳輸距離為1200m，但受到實際應(yīng)用環(huán)境的限制，實際往往達(dá)不到此理論值。一

7、般情況下，RS485最多可以掛32個底層模塊，且在傳輸過程中，還可以利用中繼器放大信號，這樣，RS-485的最大理論傳輸距離可以達(dá)到9.6km，可以掛256個底層模塊[7]。RS485能很好的應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸小模塊數(shù)據(jù)上，RS485標(biāo)記是極其靈活的。當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)需要做一些遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)時，RS485接口是最多被選擇的。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以是個人計算機(jī)、單片機(jī)或者是任何有可能的異步通信設(shè)備。相比較以太網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)接口，RS485的硬件和協(xié)議要求更為簡單實用。RS485標(biāo)準(zhǔn)可以更為靈活的根據(jù)電纜長度、數(shù)據(jù)速率、節(jié)點數(shù)和電壓去選擇驅(qū)動、接收器和其

8、他元件[8]。4.通信協(xié)議（一）RS232/RS485端口轉(zhuǎn)換多分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中，為克服單片機(jī)的功能不足都引入了PC機(jī)，并采用“PC一單片機(jī)”主從結(jié)構(gòu)模式，即以PC機(jī)為主機(jī)、分布在現(xiàn)場的各個單片機(jī)系統(tǒng)為從機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。一般的PC機(jī)串行