现场总线技术-2-数据通信基础

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第2章

数据通信与网络基础

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第2章

数据通信与网络基础2.0 数据通信的基本含义 2.1 总线的基本概念 2.2 通信系统的基本概念 2.3 网络结构及传输介质 2.4 通信系统的协议模型 2.5 差错控制

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2.0 数据通信的基本含义数据通信的基本含义是指在2个或2个以上 数据通信 相互独立的计算机类设备之间传递数字化 信息。比如：工业控制机与PLC之间，计 算机与手机、PDA之间，校园网中计算机 与计算机之间等。 在计算机内部的数据传递 计算机内部的数据传递，如CPU与显示 计算机内部的数据传递 卡、CPU与硬盘之间等，一般不归于数据 通信的范畴。

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2.0 数据通信的基本含义在计算机等数字化设备中，信息的基本描述 形式为二进制数，而目前最基本、最常用的 表述形式为8位数据位。 若在2台计算机之间传递一条信息，从信息 传递的方式上看，可以采用串行通信 串行通信方式或 串行通信 并行通信方式。 并行通信

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2.0 数据通信的基本含义一条信息的各位数据被同时传送的通信方式 称为并行通信 并行通信。并行通信的特点是：各数据 并行通信 位同时传送，传送速度快、效率高，但有多 少数据位就需多少根数据线，因此传送成本 高，只适用于近距离(相距数米)的通信。 一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通 信方式称为串行通信 串行通信。串行通信的特点是： 串行通信 各个数据位的传送是按位序顺序进行，最少 只需一根数据传输线即可完成，成本低但传 送速度慢。串行通信的距离可以从几米到几 千米。

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2.0 数据通信的基本含义

一般常说的数据通信就指的是串行数据通信

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2.1 总线的基本概念(1)总线与总线段 (2)主设备与从设备 (3)总线上的控制信号 (4)总线协议

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2.1 总线的基本概念(1)总线(bus)与总线段(bus segment) 总线(bus)与总线段(bus 总线 从广义说，总线 总线就是传输信号或信息的公共 总线 路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方 式。 一组设备通过总线连在一起称为总线段 总线段。 总线段 可以通过总线段相互连接把多个总线段连 接成一个网络 网络系统。 网络

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2.1 总线的基本概念(2)主设备与从设备 可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设 主设 master) 备”(bus master ,又称命令者。 不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、 对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备 (bus slaver slaver),也称基本设备。 在总线上可能有多个主设备，某一设备既可以是 主设备，也可以是从设备，但不能同时既是主设备 又是从设备。

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(3)控制信号(三种类型) 控制信号(三种类型) (a)控制连接在总

线上的设备，让其进行所 规定的操作，如设备清零、初始化、启动和停 止等。 (b)用于改变总线操作的方式，如改变数据 流的方向，选择数据字段的宽度和字节等。 (c)表明地址和数据的含义，如对于地址， 可用于指定某一地址空间，或表示出现了广播 操作；对于数据，可用于指定它能否转译成辅 助地址或命令。

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2.1 总线的基本概念 (4)总线协议 管理主、从设备使用总线的一套规则称为 “总线协议”(bus protocol)。 协议是一套事先规定的、总线上所有设备 必须共同遵守的规约。

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2.2 通信系统的基本概念(1)通信系统的组成 (2)数据通信基本原理 (3)数据交换方式

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(1)通信系统的组成 通信系统是传递信息所需的一切技术设备 的总和。它一般由信息源和信息接收者， 发送、接收设备，传输介质几部分组成。

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信息源和接收者 信息源和接收者是信息的产生者和使用者。 在数字通信系统中传输的信息是数据，是数字 化了的信息。这些信息可能是原始数据，也可 能是经计算机处理后的结果，还可能是某些指 令或标志。 信息源可根据输出信号的性质不同分为模拟信 息源和离散信息源。

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发送设备 发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹 配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码， 并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。 信源编码：把连续消息变换为数字信号； 信道编码：使数字信号与传输介质匹配，提高 传输的可靠性或有效性。 发送设备还要包括为达到某些特殊要求所进行 的各种处理，如多路复用、保密处理、纠错编 码处理等。

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传输介质 传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递 所经媒介。它可以是无线的，也可以是有线的 (包括光纤)。有线和无线均有多种传输媒介， 如电磁波、红外线为无线传输介质，各种电缆、 光缆、双绞线等为有线传输介质。 介质在传输过程中必然会引入某些干扰，如热 噪声、脉冲干扰、衰减等。媒介的固有特性和 干扰特性直接关系到变换方式的选取。