常用的以太网帧格式有两种标准：一种是DIX Ethernet V2 标准，另一种是IEEE 802.3 标准。这里只介绍使用得最多的以太网V2 的MAC 帧格式。图4.10以太网帧格式①目的地址和源地址字段都是占用6 个字节的长度，均使用MAC 地址。在以太网上传送数据是以帧为单位，各帧之间必须有一定的间隙。因此，在以太网帧格式中，不需要帧的结束定界符，只要从帧的开始处连续到达的比特流都属于同一个数据帧。......
2023-10-19
串行数据通信技术及帧格式介绍
【摘要】：图6-9串行数据通信的通路形式2）波特率串行通信中，数据是按位来传送的。3）串行数据通信的帧格式在串行通信中，没有专门的信号线可用来指示接收、发送的时刻，并辨别字符的起始和结束。串行传送有同步和异步两种基本方式，在测控领域，异步通信应用更加普遍。下面以异步传送的通信规程为例介绍串行数据通信的帧格式。4）近程通信与远程通信串行通信有近程和远程之分，它们在信号形式上有所不同。
串行通信是将数据一位一位地传送。它只需要一根数据线，硬件成本低，而且可以使用现有的通信通道（如电话、电报等），故在智能化测控仪器仪表中，通常采用串行通信方式来实现与其他仪器或计算机系统之间的数据通信。
1.串行数据通信的基本概念
1）串行数据通信的通路形式
按照设备发送和接收数据的方向，以及能否同时进行数据传输，串行数据通信的通路形式可分为单工形式、半双工形式与全双工形式三种，如图6-9所示。单工形式的数据传送是单向的，一方固定为发送端，另一方固定为接收端，只需要一条数据线，如传统的广播、电视等。半双工形式的数据传送是双向的，但任何时刻只能由其中的一方发送，另一方接收，用一条数据线也可以实现，如对讲机等。全双工形式的数据传送是双向的，且可以同时发送和接收，需要两条数据线，如电话、手机等。
图6-9 串行数据通信的通路形式
2）波特率
串行通信中，数据是按位来传送的。因此，传送速率用每秒传送数据位的数目来表述，称为波特率（Baud Rate），即：1波特＝1 b/s（位每秒）。
3）串行数据通信的帧格式
在串行通信中，没有专门的信号线可用来指示接收、发送的时刻，并辨别字符的起始和结束。为了使接收方能够正确地解释接收到的信号，收发双方需要制定并严格遵守通信协议或规程。串行传送有同步和异步两种基本方式，在测控领域，异步通信应用更加普遍。下面以异步传送的通信规程为例介绍串行数据通信的帧格式。
异步通信是以字符为单位传送的。异步传送的每个字符必须由起始位（1位“0”）开始，之后是7位或8位数据和1位奇偶校验位。数据的低位在先，高位在后，字符以停止位（1位、1位半或2位半逻辑“1”）表示字符的结束，从起始位开始到停止位结束组成1帧信息。因此，异步串行传送的1帧字符信息由4部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位，如图6-10所示。停止位后面可能不会立刻紧接下一字符的起始位，这时停止位后面一直维持“1”状态，这些位称为“空闲位”。
图6-10 异步串行传送的帧格式
异步传送的标准速率有很多种，目前常用的是300 b/s、600 b/s、1 200 b/s、2 400 b/s、4800 b/s、9600 b/s和19 200 b/s。异步传送对每个字符都附加了同步信息，降低了对时钟的要求，硬件较为简单，但冗余信息所占比例较大，数据的传输速度一般低于同步传送方式。
4）近程通信与远程通信
串行通信有近程和远程之分，它们在信号形式上有所不同。近程通信又称为本地通信，采用数字信号直接传送形式，即在传送过程中不改变原数据代码的波形和频率，这种方式称为基带传送方式。远程通信若采用直接传送方式，信号会发生畸变，为此要把数字信号转变为模拟信号再进行传送，通常使用频率调制法，以不同频率的载波信号代表数字信号的两种不同电平状态，这种方式称为频带传送方式。这一过程通过调制解调完成，承担调制解调任务的设备称为调制解调器（modem）。
2.RS-232C标准串行接口总线
RS-232C是美国电子工业协会（EIA）公布的串行通信标准，RS是英文“推荐标准”的字头缩写，232是标识号，C表示该标准修改的次数（3次）。最初发展RS-232C标准是为了促进数据通信在公话网上的应用，通常要采用调制解调器进行远距离数据传输。20世纪60年代中期，将此标准引入计算机领域，目前广泛用于计算机与外围设备的串行异步通信接口中，除了真正的远程通信外，较少采用电话网和调制解调器。
1）总线描述
RS-232C标准定义了数据通信设备（DCE）与数据终端设备（DTE）之间进行串行数据传输的接口信息，规定了接口的电气信号和接插件的机械要求。RS-232C对信号开关电平的规定如表6-1所示。
表6-1 RS-232C信号开关电平定义
RS-232C采用负逻辑，噪声容限可达2 V。
RS-232C标准定义了25条信号线，采用标准的25芯插头座（也称为RS-232C连接器）进行连接。连接器各信号引脚的定义如表6-2所示。
表6-2 RS-232C信号引脚定义
2）RS-232C接口的常用系统连接
计算机与检测设备或智能设备通过RS-232C标准总线直接互连来传输数据是很有实用价值的，下面介绍几种常见的互连接线的方法。
如果由RS-232C连接的两端设备随时都可以进行全双工数据交换，那么就不需要进行握手联络了。此时，如图6-11所示的全双工标准系统连接就可以简化为图6-12所示的全双工最简系统连接。
图6-11 全双工标准系统连接
图6-12 全双工最简系统连接
RS-232C发送器电容负载的最大驱动能力为2 500 pF，这就限制了信号线的最大长度。例如，如果采用每米分布电容约为150 pF的双绞线通信电缆，则最大传输距离限制在15 m。如果使用分布电容较小的同轴电缆，则传输距离可以再增加一些。对于长距离传输或无线传输，则需要用调制解调器通过电话线或无线收发设备连接，如图6-13所示。
图6-13 调制解调器通信系统连接图
3）电平转换
在检测装置、智能仪器及计算机内，通用的信号是正逻辑的TTL电平。而RS-232C的逻辑电平为负逻辑的±12 V信号，与TTL电平不兼容，必须进行电平转换。用于电平转换的集成电路芯片种类很多，RS-232C总线输出驱动器有MC1488、SN75188、SN75150等，总线接收器有MC1489、SN75199、SN75152等，其中MC1488和MC1489的应用方法如图6-14所示。为了把+5 V的TTL电平转换为－2～+12 V的RS-232C电平，输出驱动器需要 ±12 V电源。近年问世的一些RS-232C接口芯片采用单一的+5 V电源，其内部已经集成了DC/DC电源转换系统，而且输出驱动器与接收器制作在同一芯片中，使用更为方便，如MAX232、ICL232等。
图6-14 RS-232C与TTL电平转换器
3.RS-422与RS-485标准串行接口总线
美国电子工业协会（EIA）于1978年颁布了RS-422标准，其目的在于提高串行通信的电气特性，同时在数据格式上与RS-232C保持兼容。RS-422在发送端通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成分别为同相和反相的一对差分信号。在接收端，通过传输线接收器将差分信号转换成逻辑电平。由于差分信号及其有关电路具有对共模噪声的抑制能力，RS-422可以实现比RS-232C更远的传输距离和更高的传输速率。传输速率为10 Mb/s时，电缆的长度可达120 m；如果采用90 kb/s的低传输速率，则传输距离可达1 200 m。
在许多工业控制及通信联络系统中，往往是多点互连而不是两点互连，而且大多数情况下，在任一时刻只有一个主控模块（点）发送数据，其他模块（点）处在接收数据的状态，于是就产生了主从结构形式的RS-485标准。RS-485在电气标准上与RS-422相同，可以使用与RS-422完全相同的接口芯片。RS-485标准允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
有关传感检测与电子测量的文章
- 详细阅读
-
PPP协议帧格式-计算机网络技术详细阅读
PPP 的帧格式如图3.4所示。图3.4PPP 协议的帧格式首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是帧的定界符，规定为0x7E，表示一个帧的开始或结束。当协议字段为0xC021 时，帧的数据部分为PPP 链路控制协议LCP的数据，若为0x8021 时，表示为网络层的控制数据。零比特填充PPP 协议用在SONET/SDH 链路中，是使用同步传输，这时PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。在异步传输方式中，PPP 帧字节填充方式解决透明传输问题。......
2023-10-19
-
通信概述和异步串行通信的字符格式详细阅读
计算机与外部设备或计算机与计算机之间的数据交换称为通信。1．异步串行通信的字符格式在异步串行通信中，信息的两种状态分别以mark和space标志。图中给出的是8位数据位、1位奇偶校验位和1位停止位，加上1位起始位，共11位组成一个传输帧。图9－1异步串行通信的字符格式1）起始位。2．异步串行通信的传送速率异步串行通信的传送速率用于表示数据传送的快慢。在全双工方式下，通信双方需要两根数据线进行数据传送。......
2023-11-17
-
LabVIEW2012：串行通信介绍详细阅读
图11-1 串行通信方式在同步通信中，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。异步通信协议规定每个数据以相同的位串形式传输，每个串行数据由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成，串行数据的位串格式如图11-2所示，具体定义如下：图11-2 串行数据位串定义当通信线上没有数据传输时应处于逻辑“1”状态，表示线路空闲。规定的波特率有50、75、110、150、300、600、1200、2400、4800、9600和19200等几种。......
2023-11-26
-
ARP报文格式及应用技术详细阅读
ARP报文格式如图8-14所示。图8-13 ARP报文的以太网封装格式图8-14 ARP报文格式ARP报文格式说明如下：硬件类型硬件类型字段占2个字节，表示发送者硬件地址的类型。协议地址为IP地址时，它的值为0x0800。该字段指出4种操作报文类型：值为1时表示ARP请求报文，值为2时表示ARP应答报文；值为3时表示RARP请求报文；值为4时表示RARP应答报文。目的方硬件地址和目的方协议地址该地址长度由硬件地址长度字段和协议地址长度字段指定。......
2023-11-20
-
ATM技术介绍及应用分析详细阅读
图5.20ATM 信元结构信元从第1字节开始顺序向下发送，在同一字节中从第8比特开始发送。图5.21ATM 信头格式各字段含义简述如下。图5.22ATM 协议模型2.ATM 交换原理ATM 系统采用面向连接的工作方式，但其连接为逻辑连接，即虚电路方式。图5.23ATM 虚电路概念示意图在一条通信线路上具有相同VPI的信元所占有的子通路称为一个VP链路。图5.24VP和VC连接所谓ATM 交换，是指在ATM 网中，ATM 信元从输入端的逻辑信道到输出端逻辑信道的消息传递。......
2023-06-26
-
PTP数据链路帧格式：具体成果大揭秘详细阅读
PTP的数据链路帧格式如图6-8所示。在BACnet的PTP数据帧中，2B的数据域长度，不包括CRC的1B。2）X‘01’：不含数据段，通知对等设备数据链路有效并可以接收数据帧。图6-8 BACnet的PTP通信的数据帧格式5）X‘04’：肯定确认帧，不包含数据段，确认已接收序列号0的数据帧，不能接收后续帧。17）X‘14’：测试请求帧，启动PTP传输路径的环路测试，其数据域长度为0～501B。......
2023-08-29
-
工作表格式化：设置自定义格式条件格式方法介绍详细阅读
图4-20 “套用表格式”对话框4.5.2 设置自定义格式工作表刚建好时，单元格中的数据一律以默认的普通格式显示。图4-21 “设置单元格格式”对话框4.5.3 设置条件格式条件格式能够使单元格的格式设置受条件控制动态变化。这就需要通过设置条件格式来实现，下面以图4-22工作表为例介绍条件格式的设置方法。......
2023-11-26
相关推荐