第2章總線接口與過(guò)程通道習(xí)題與思考題2-1總線有哪些基本操作？2-2總線有哪些性能指標(biāo)？2-3I/O接口的功能是什么？2-4I/O接口有哪幾種實(shí)現(xiàn)方式？2-5串口通信有哪幾種工作模式？2-6如何查看計(jì)算機(jī)上的串口信息？2-7查閱文獻(xiàn)，了解PCI總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。2-8查閱文獻(xiàn)，了解RS-232總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。2-9查閱文獻(xiàn)，了解RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。參考答案2-1總線有哪些基本操作？答：廣義上說(shuō)，總線就是傳輸信息的公共通路，掛在總線上的所有設(shè)備都可以發(fā)出信息傳輸命令，進(jìn)行信息傳送，此時(shí)這個(gè)設(shè)備稱為總線主設(shè)備，而其它則被稱為總線從設(shè)備。掛在總線上的每個(gè)設(shè)備都可以成為總線主設(shè)備，都可以發(fā)出信息傳輸命令，這就有可能發(fā)生信息傳輸時(shí)的沖突。顯然，為了保證信息傳輸?shù)恼_性，某一時(shí)刻只允許一個(gè)主設(shè)備發(fā)布命令，這就需要一個(gè)仲裁機(jī)構(gòu)解決某時(shí)刻總線的占有權(quán)問(wèn)題。當(dāng)仲裁機(jī)構(gòu)決定某設(shè)備作為總線主設(shè)備占有總線時(shí)，其它掛在總線上的設(shè)備此刻為從設(shè)備。主設(shè)備將其地址信息放在總線上，以選擇與其通信的從設(shè)備。從設(shè)備應(yīng)具備識(shí)別地址的功能，當(dāng)主設(shè)備地址被某一從設(shè)備認(rèn)可，該從設(shè)備即可與主設(shè)備進(jìn)行信息交換，被讀或被寫。任何設(shè)備都不能長(zhǎng)期占用總線，當(dāng)進(jìn)行一次或幾次信息交換之后，必須放棄總線占有權(quán)。為了解決總線的占有權(quán)，就需要有一套總線規(guī)約以管理總線。多數(shù)總線操作都采用定時(shí)信號(hào)進(jìn)行同步，定時(shí)信號(hào)用以指明總線上的數(shù)據(jù)和地址什么時(shí)候是有效的。幾乎所有的總線都有中斷處理機(jī)構(gòu)，以處理總線上某一設(shè)備向另一設(shè)備發(fā)出的請(qǐng)求信號(hào)，要求后者注意并進(jìn)行某種服務(wù)。還需要提及的是，為了減少總線信號(hào)的數(shù)目，有些總線系統(tǒng)采用復(fù)用技術(shù)，如地址線與數(shù)據(jù)線分階段在同樣的數(shù)據(jù)—地址線上傳輸。顯然，復(fù)用技術(shù)降低了總線的傳輸速度及性能，但也同樣降低了總線的造價(jià)。以下就上述總線的基本操作加以說(shuō)明。1）總線仲裁一般掛在總線上的每一個(gè)主設(shè)備都設(shè)有專用的總線請(qǐng)求及總線允許線作為應(yīng)答信號(hào)，用以決策總線占有權(quán)?？偩€仲裁有三種方案：集中仲裁、鏈路方式及分布式仲裁方式。集中仲裁方式利用優(yōu)先級(jí)方案進(jìn)行仲裁，優(yōu)先級(jí)方案則有多種選擇，如有一種方案允許優(yōu)先級(jí)高的設(shè)備長(zhǎng)期占用總線；另一種方案則可按時(shí)間仲裁，不允許某設(shè)備長(zhǎng)期“霸占”總線，這種方案的總線仲裁及數(shù)據(jù)傳送操作并行工作，互不影響，但掛在總線上的設(shè)備越多，那么，總線請(qǐng)求，允許線數(shù)目也越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。鏈路方式中總線請(qǐng)求，允許線是公用的，主設(shè)備占用總線的優(yōu)先級(jí)按其在鏈路中的位置決定。某一設(shè)備占用總線，總線允許信號(hào)就不下傳，從而避免了總線沖突，但最大的問(wèn)題是無(wú)法滿足中斷請(qǐng)求優(yōu)先處理問(wèn)題，離開仲裁電路越遠(yuǎn)的設(shè)備，總線占有率越低。分布式仲裁方案的特點(diǎn)是仲裁過(guò)程在每一個(gè)主設(shè)備中完成，當(dāng)某一主設(shè)備在總線上置起它的優(yōu)先級(jí)代碼時(shí)，即開始了一個(gè)仲裁周期。仲裁周期結(jié)束，只有最高優(yōu)先級(jí)仍放置在總線上，當(dāng)某一主設(shè)備檢測(cè)到總線上的優(yōu)先級(jí)與自己的級(jí)別一致，即認(rèn)為自己為下一個(gè)總線主設(shè)備。2）總線定時(shí)主設(shè)備獲得總線控制權(quán)以后，即進(jìn)入總線操作周期，進(jìn)行主設(shè)備間的信息交換（包括地址信息和數(shù)據(jù)信息的交換)。定時(shí)信號(hào)即用于指明這些信息何時(shí)有效。定時(shí)信號(hào)有異步與同步兩種。在異步總線系統(tǒng)中，命令者與響應(yīng)者之間有一對(duì)選通／應(yīng)答定時(shí)信號(hào)進(jìn)行握手，以表示信息的有效和接收。在大多數(shù)的同步總線系統(tǒng)中，定時(shí)時(shí)鐘是由系統(tǒng)統(tǒng)一提供的，總線狀態(tài)的改變只出現(xiàn)在固定的時(shí)刻。總線周期的持續(xù)時(shí)間通常根據(jù)掛在總線上最慢的設(shè)備速率決定。為了保證總線的通信速率，在總線標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了插入等待周期，以為慢速設(shè)備信息傳送提供方便。3）尋址尋址是主設(shè)備與從設(shè)備建立聯(lián)系的一種總線操作，通常有以下方式。（1）物理尋址。該尋址方式通常是用于選擇掛在總線某一特定位置的從設(shè)備。大多數(shù)從設(shè)備都包含若干個(gè)寄存器，這種尋址方式常伴有輔助尋址，最終選擇的是某從設(shè)備的特定寄存器或某一功能。（2）邏輯尋址。該尋址方式用于選擇指定存儲(chǔ)單元的某一通用區(qū)，而不考慮這些存儲(chǔ)單元的物理位置，即邏輯尋址是選擇與位置無(wú)關(guān)的設(shè)備。（3）廣播尋址。該尋址方式用于選擇多個(gè)從設(shè)備作為響應(yīng)者。為了確保所選從設(shè)備都能響應(yīng)，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)這種操作的定時(shí)機(jī)構(gòu)。4）數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)尋址，一個(gè)主設(shè)備可以和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備通過(guò)總線溝通，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀／寫操作。這個(gè)過(guò)程根據(jù)總線的形式不同，傳輸方法也各異，通常有并行和串行兩種傳送方式。并行傳送速度較快，方法簡(jiǎn)單；串行傳送還應(yīng)配置一定的應(yīng)答信號(hào)，所傳信息除有效信息外，還應(yīng)有起始和結(jié)束的標(biāo)志位、校驗(yàn)位等用以保證信息傳送的正確性。5）出錯(cuò)檢測(cè)在總線上進(jìn)行信息傳送時(shí)常常會(huì)因噪聲及串?dāng)_而出錯(cuò)。并行傳送由于距離短、出錯(cuò)率低，不少總線沒(méi)設(shè)置檢錯(cuò)糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)。但在串行傳送時(shí)，一般距離都較遠(yuǎn)，發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)較多，在高性能的總線中都配有奇偶校驗(yàn)碼產(chǎn)生及校驗(yàn)電路，以監(jiān)督傳送是否有錯(cuò)，一般采用重發(fā)方式糾錯(cuò)，但在要求較高的場(chǎng)合，除總線監(jiān)督外，還應(yīng)采用其它抗干擾措施，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。6）中斷當(dāng)掛在總線上的某設(shè)備需要進(jìn)行信息傳送或完成某種操作時(shí)，即向總線發(fā)出中斷請(qǐng)求。總線采用中斷請(qǐng)求的方法是多樣的，最簡(jiǎn)單的方法是采用菊花鏈方式。請(qǐng)求中斷的設(shè)備置起此信號(hào)，準(zhǔn)備響應(yīng)的某設(shè)備則監(jiān)測(cè)此信號(hào)，當(dāng)相符時(shí)即發(fā)出中斷回答信號(hào)并禁止此信號(hào)下傳，而把自己的識(shí)別碼放在總線上以使中斷處理機(jī)構(gòu)加以識(shí)別。這種方法連線簡(jiǎn)單，但靈活性和可靠性均較差，不宜用于系統(tǒng)具有多個(gè)能進(jìn)行中斷處理的設(shè)備。另一種方法是把請(qǐng)求中斷的設(shè)備變成總線命令者，然后把中斷信息發(fā)給想知道的設(shè)備。這種處理過(guò)程是分布式的，把設(shè)備指派為中斷處理的設(shè)備是動(dòng)態(tài)進(jìn)行的。這種方法的缺點(diǎn)是所有申請(qǐng)中斷的設(shè)備都應(yīng)具有主設(shè)備的能力，在高性能的總線標(biāo)準(zhǔn)中采用這種方法。7）容錯(cuò)技術(shù)當(dāng)掛在總線上的設(shè)備之間進(jìn)行信息傳輸時(shí)，不可避免地會(huì)有差錯(cuò)，因此如何減少故障對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的重新配置能力，提高總線的容錯(cuò)技術(shù)是必須考慮的，如動(dòng)態(tài)重配邏輯地址、隔離故障或更換故障單元等軟件措施應(yīng)受到總線支持。有些總線標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了串行總線出故障時(shí)如何用備用路徑宋代替的條文。這種備用總線在主串行總線工作時(shí)，可以傳送中斷信息、監(jiān)視主串行總線工作，隨時(shí)準(zhǔn)備替代出故障的主串行總線。8）控制信號(hào)總線上的控制信號(hào)一般有三種類型：第一類是設(shè)備的初始化操作，如清零、啟動(dòng)、停止等，第二類用于改變總線的操作方式，如改變數(shù)據(jù)流向、數(shù)據(jù)字段的寬度和字節(jié)的選擇等；第三類用來(lái)指明地址和數(shù)據(jù)的含義，如地址可指定某一地址空間等。2-2總線有哪些性能指標(biāo)？答：由于用戶往往存在選擇總線標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，不同的總線之間如何進(jìn)行比較有著現(xiàn)實(shí)的意義。以下幾個(gè)參數(shù)可以作為衡量總線的指標(biāo)：1）總線時(shí)鐘頻率總線的工作是在時(shí)鐘脈沖的作用下進(jìn)行的，一個(gè)任務(wù)的完成一般需要一個(gè)到幾個(gè)時(shí)鐘脈沖的周期。因此，總線時(shí)鐘頻率可以作為衡量總線工作速度的—個(gè)指標(biāo)?？偩€時(shí)鐘頻率用MHz來(lái)表示。2）總線寬度總線寬度用總線中數(shù)據(jù)總線的位數(shù)來(lái)表示?？偩€的寬度有8位、16位、32位和64位等。顯然，在同樣的總線時(shí)鐘頻率下，總線寬度越大，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染驮娇臁?）總線（最大）傳輸速率總線（最大）傳輸速率用總線上每秒鐘所能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)來(lái)表示，單位為MB/s。若總線的時(shí)鐘頻率為8MHz，總線的寬度為8位，則其總線傳輸速率為8MB/s。若總線的時(shí)鐘頻率為33.3MHz，總線的寬度為32位，則其總線傳輸速率為133MB/s。4）同步方式總線上的主模塊與從模塊之間進(jìn)行傳輸有同步和異步兩種方式。在同步方式下，總線上的主模塊與從模塊之間進(jìn)行一次傳輸所需要的時(shí)間（即傳輸周期或總線周期）是固定的，并嚴(yán)格按照系統(tǒng)的時(shí)鐘定時(shí)操作主、從模塊之間的傳輸。只要總線上的模塊或設(shè)備都是高速的，總線的傳輸速率就會(huì)很高，當(dāng)然，前提是總線上的模塊或設(shè)備要以比較高的速度運(yùn)行。在異步方式下，主模塊與從模塊之間采用應(yīng)答方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，允許從模塊根據(jù)自己的工作速度來(lái)調(diào)整響應(yīng)時(shí)間。顯然，在異步方式下，對(duì)從模塊的要求不是很高，但總線的傳輸速率也會(huì)下降。5）其它性能指標(biāo)負(fù)載能力：負(fù)載能力反映了一個(gè)總線允許掛接（插入）擴(kuò)展模板的數(shù)目。負(fù)載能力越大，允許掛接的模板的數(shù)目就越多。信號(hào)線數(shù)目：總線的信號(hào)線數(shù)目反映了總線的技術(shù)復(fù)雜程度。信號(hào)線數(shù)目越大，總線就越復(fù)雜?？偩€控制方式：總線控制方式包括：傳輸方式、并發(fā)方式、中斷分配與仲裁方式等。電源電壓等級(jí)：—般來(lái)說(shuō)，電源電壓越低，總線的負(fù)載能力也就越高。使用的普及程度：—種總線標(biāo)準(zhǔn)使用得越普及，在市場(chǎng)上支持該總線的模板也就越多，用戶的選擇面就越大。2-3I/O接口的功能是什么？答：接口的基本功能就是根據(jù)CPU的要求對(duì)外設(shè)進(jìn)行管理與控制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)邏輯及工作時(shí)序的轉(zhuǎn)換，保證CPU與外設(shè)之間能進(jìn)行可靠有效的信息交換。具體來(lái)說(shuō)，接口部件應(yīng)該具有以下功能：1．?dāng)?shù)據(jù)緩沖功能計(jì)算機(jī)的工作速度很快，過(guò)程通道和外部設(shè)備的工作速度相比則是比較慢的，為了避免因速度不一致而丟失數(shù)據(jù)，利用接口電路進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖，協(xié)調(diào)兩者的工作。接口電路設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器或者鎖存器，以解決高速的主機(jī)與低速的外設(shè)之間的速度匹配問(wèn)題。計(jì)算機(jī)工作時(shí)從寄存器取數(shù)據(jù)，而寄存器數(shù)據(jù)是由外部電路或計(jì)算機(jī)定時(shí)刷新，所以計(jì)算機(jī)的工作不受寄存器數(shù)據(jù)和外部電路影響。2．設(shè)備選擇功能一個(gè)接口往往會(huì)連接多個(gè)外部設(shè)備，而CPU在同一時(shí)間里只能與一臺(tái)外設(shè)交換信息，因此需要通過(guò)接口的地址譯碼對(duì)外設(shè)進(jìn)行尋址。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)高位地址產(chǎn)生外設(shè)的片選信號(hào)，低位地址作為芯片內(nèi)部寄存器或鎖存器尋址，以選定所需的設(shè)備，只有被選中的設(shè)備才能與CPU交換數(shù)據(jù)信息。3．信號(hào)轉(zhuǎn)換功能由于外部設(shè)備所需的控制信號(hào)和所能提供的狀態(tài)信號(hào)與計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信號(hào)往往是不一致的，特別是連接不同公司生產(chǎn)的芯片時(shí)，進(jìn)行信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換是不可避免的。信號(hào)的轉(zhuǎn)換包括：時(shí)序的配合、電平的轉(zhuǎn)換、信號(hào)類型的轉(zhuǎn)換（模擬量變數(shù)字量或數(shù)字量變模擬量）、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換（并行變串行或串行變并行）等。4．提供信息交換的握手信號(hào)CPU對(duì)外設(shè)的各種命令和數(shù)據(jù)都是以代碼的形式發(fā)送到接口電路，再由接口電路解讀后，形成一系列控制信號(hào)去控制外設(shè)。為了CPU與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)，接口電路要提供寄存器或鎖存器“空”、“滿”、“準(zhǔn)備好”、“忙”、“不忙”等狀態(tài)信息，以便程序能夠了解是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)到外設(shè)或從外設(shè)讀取數(shù)據(jù)。5．驅(qū)動(dòng)功能由于計(jì)算機(jī)總線的信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力有限，當(dāng)要連接多臺(tái)外部設(shè)備時(shí)，總線資源可能不夠。利用接口電路可以提高總線的負(fù)載能力，使一個(gè)接口與多臺(tái)外部設(shè)備相連接，充分利用計(jì)算機(jī)的硬件資源。6．中斷管理功能當(dāng)外部設(shè)備需要及時(shí)得到計(jì)算機(jī)的服務(wù)時(shí)，特別是一些隨機(jī)需要與CPU交換信息的外設(shè)，就要求接口設(shè)備具有中斷控制管理功能。此時(shí)，接口為CPU處理有關(guān)中斷事務(wù)，如提出中斷請(qǐng)求，中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，提供中斷向量等。這樣既加快了計(jì)算機(jī)對(duì)外部的響應(yīng)速度，又使CPU與外部設(shè)備能并行工作，從而提高了CPU的效率。7．可編程功能可編程是指用程序來(lái)改變接口的工作方式。目前大多數(shù)接口芯片是可編程的，這樣在不改動(dòng)硬件電路的情況下通過(guò)修改接口驅(qū)動(dòng)程序就可以改變接口的工作方式，從而大大增強(qiáng)了接口的靈活性和適應(yīng)性，使接口向智能化方向發(fā)展?？傊琁/O接口的功能就是完成數(shù)據(jù)、地址和控制三總線的轉(zhuǎn)換和連接任務(wù)。當(dāng)然并非所有接口電路都同時(shí)具備以上功能，需根據(jù)完成的任務(wù)而定。2-4I/O接口有哪幾種實(shí)現(xiàn)方式？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，相應(yīng)的I/O接口裝置也各不相同，歸納起來(lái)基本上有以下3種形式。整體方式將控制系統(tǒng)制作成一個(gè)獨(dú)立的裝置，在這種方式中，計(jì)算機(jī)（CPU）與I/O接口是安裝在同一塊印制電路板上的，例如，用單片機(jī)開發(fā)的系統(tǒng)。這種方式的特點(diǎn)是體積小、重量輕，成本也比較低。由于接口裝置與CPU是放在一起的，一旦系統(tǒng)開發(fā)完成，就不能輕易改變。這種方式一般用于小型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，特別是嵌入式系統(tǒng)中。板卡方式利用計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展功能，將I/O接口裝置按照計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，并根據(jù)實(shí)際需要制成多種類型的板卡，有的板卡同時(shí)包含了A-D和D-A功能。板卡直接插在個(gè)人計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽上，通過(guò)總線與計(jì)算機(jī)互連和傳輸信息。這種方式與前一種方式相比，系統(tǒng)的構(gòu)成相對(duì)要靈活得多，可靠性適中。但是，由于所有的板卡都插在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，不適合遠(yuǎn)程和大范圍的監(jiān)控，而且，由于計(jì)算機(jī)插槽的數(shù)目也有限，因此輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)也有限。這種方式一般用于中小型的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。模塊方式這種方式將各種I/O功能以模塊的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。I/O模塊與計(jì)算機(jī)之間以及I/O模塊與I/O模塊之間的物理連接可以很靈活，例如，可以采用雙絞線或同軸電纜連接，也可以采用并行總線連接。由于生產(chǎn)廠家已經(jīng)生產(chǎn)了許多類型的I/O模塊，因此，系統(tǒng)的構(gòu)成與擴(kuò)充非常方便。這種方式非常適合于大、中型的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前，無(wú)論是集散控制系統(tǒng)，還是可編程序控制器以及現(xiàn)場(chǎng)總線都使用該方式。2-5串口通信有哪幾種工作模式？答：通過(guò)單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成三種傳送模式：?jiǎn)喂?、半雙工、全雙工。1）單工形式單工形式的數(shù)據(jù)傳送是單向的。通信雙方中，一方固定為發(fā)送端，另一方則固定為接收端。信息只能沿一個(gè)方向傳送，使用一根傳輸線，如圖1所示。發(fā)送器發(fā)送器接收器圖1單工形式地線單工形式一般用在只向一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。例如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的通信是單工形式，因?yàn)橹挥杏?jì)算機(jī)向打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)，而沒(méi)有反方向的數(shù)據(jù)傳送。還有在某些通信信道中，如單工無(wú)線發(fā)送等也是采用單工形式。2）半雙工形式半雙工通信使用同一根傳輸線，既可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收。在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工形式既可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線，如圖2所示。圖2半雙工形式圖2半雙工形式地線發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器半雙工通信中每端需有一個(gè)收/發(fā)切換電子開關(guān)，通過(guò)切換來(lái)決定數(shù)據(jù)向哪個(gè)方向傳輸。因?yàn)橛星袚Q，所以會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，信息傳輸效率低些。但是對(duì)于象打印機(jī)這樣單方向傳輸?shù)耐鈬O(shè)備，用半雙工方式就能滿足要求了，不必采用全雙工方式，可省一根傳輸線。3）全雙工形式全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作，如圖3所示。在全雙工方式中，每一端都有發(fā)送器和接收器，有兩條傳送線，可在交互式應(yīng)用和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中使用，信息傳輸效率較高。圖3全雙工形式圖3全雙工形式地線發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器2-6如何查看計(jì)算機(jī)上的串口設(shè)備信息？進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)，右鍵單擊“我的電腦”，如圖2-11所示。在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中選擇“硬件”項(xiàng)，單擊“設(shè)備管理器”按鈕，出現(xiàn)“設(shè)備管理器”對(duì)話框。在列表中有端口COM和LPT設(shè)備信息，如圖2-12所示。圖2-11“我的電腦”屬性圖2-12查看串口設(shè)備選擇“通訊端口（COM1）”，單擊右鍵，選擇“屬性”，進(jìn)入“通信端口（COM1）屬性”對(duì)話框，在這里可以查看端口的低級(jí)設(shè)置，也可查看其資源。在“端口設(shè)置”選項(xiàng)卡中，可以看到缺省的波特率和其它設(shè)置，如圖2-13所示，這些設(shè)置可以在這里改變，也可以在應(yīng)用程序中很方便地修改。在“資源”選項(xiàng)卡中，可以看到，COM1口的輸入/輸出范圍（03F8-03FF）和中斷請(qǐng)求號(hào)（04），如圖2-14所示。圖2-13查看端口設(shè)置圖2-14查看端口資源2-7查閱文獻(xiàn)，了解PCI總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。答：PCI（PeripheralComponentInterconnect）是計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備互連的意思。1992年由Intel發(fā)布，很快就成為了商用計(jì)算機(jī)的總線標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展至今，PCI實(shí)際上已經(jīng)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的總線標(biāo)準(zhǔn)，而是一類標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線的提出極大地?cái)U(kuò)展了PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸能力，使PC機(jī)對(duì)高速外設(shè)如圖形顯示器、硬盤等的支持能力極大提高，它是目前各種總線標(biāo)準(zhǔn)中定義最完善、性能價(jià)格比最高的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，除在PC機(jī)中廣泛應(yīng)用和普及外，在小型工作站等高檔計(jì)算機(jī)中也得到日益推廣。歸納起來(lái)，PCI總線具有以下特點(diǎn)：總線傳輸速率高，可達(dá)528MB/s，不受處理器限制，兼容性強(qiáng)，自動(dòng)配置功能，支持即插即用，高性能價(jià)格比，是立足現(xiàn)在放眼未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線的接口芯片將大量系統(tǒng)功能高度集成，節(jié)省了邏輯電路，耗用較小的電路板空間，使成本降低。PCI總線采用地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用方式，使PCI總線上的接口引腳數(shù)減至50以下。PCI局部總線既迎合了當(dāng)今的技術(shù)要求，又能滿足未來(lái)的發(fā)展需要，是計(jì)算機(jī)界公認(rèn)的最具發(fā)展前景的局部總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線的高性能、高效率及與現(xiàn)有總線標(biāo)準(zhǔn)的兼容性和充裕的發(fā)展?jié)摿?，是其它總線不可及的。電氣特性：2-8查閱文獻(xiàn)，了解RS-232總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。答：RS-232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（ElectronicIndustryAssociation）于1962年公布，并于1969年修訂的串行接口標(biāo)準(zhǔn)。它已經(jīng)成為國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中RS（recommendedstandard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS-232的最新一次修改（1969），它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000bit/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，如信號(hào)電平、信號(hào)線功能、電氣特性、機(jī)械特性等都作了明確規(guī)定。目前RS-232C已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DataTerminalEquipment，簡(jiǎn)稱DTE，如計(jì)算機(jī)）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DataCommunicationEquipment，簡(jiǎn)稱DCE，如Modem）的接口標(biāo)準(zhǔn)。目前RS-232C是PC與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口，在IBMPC上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。利用RS-232C串行通信接口可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信；可與其它外設(shè)（如打印機(jī)、邏輯分析儀、智能調(diào)節(jié)儀、PLCRS-232C的每一支腳都有它的作用，也有它信號(hào)流動(dòng)的方向。原來(lái)的RS-232C是設(shè)計(jì)用來(lái)連接調(diào)制解調(diào)器作傳輸之用的，因此它的腳位意義通常也和調(diào)制解調(diào)器傳輸有關(guān)。從功能來(lái)看，全部信號(hào)線分為三類，即數(shù)據(jù)線（TXD、RXD）、地線（GND）和聯(lián)絡(luò)控制線（DSR、DTR、RI、DCD、RTS、CTS），各信號(hào)線的作用描述如下：DCD：用來(lái)表示DCE已經(jīng)接收到滿足要求的載波信號(hào)，已經(jīng)接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。RXD：作用是接收DCE發(fā)送的串行數(shù)據(jù)。TXD：作用是將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到DCE。在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TXD保持邏輯“1”。DTR：當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，表示DTE準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)至DCE，可以使用。GND：作用是為其他信號(hào)線提供參考電位。DSR：當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，表示DCE已經(jīng)與通信的信道接通，可以使用。RTS：該信號(hào)用來(lái)表示DTE請(qǐng)求向DCE發(fā)送信號(hào)。當(dāng)DTE欲發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將該信號(hào)置為有效，向DCE提出發(fā)送請(qǐng)求。CTS：該信號(hào)是DCE對(duì)RTS的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)DCE已經(jīng)準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，將該信號(hào)置為有效，通知DTE可以通過(guò)TXD發(fā)送數(shù)據(jù)。RI：當(dāng)Modem（DCE）收到交換臺(tái)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，該信號(hào)被置為有效，通知DTE對(duì)方已經(jīng)被呼叫?？刂菩盘?hào)線何時(shí)有效，何時(shí)無(wú)效的順序表示了接口信號(hào)的傳送過(guò)程。例如，只有當(dāng)DSR和DTR都處于有效（ON）狀態(tài)時(shí)，才能在DTE和DCE之間進(jìn)行傳送操作。若DTE要發(fā)送數(shù)據(jù)，則預(yù)先將DTR線置成有效(ON)狀態(tài)，等CTS線上收到有效(ON)狀態(tài)的回答后，才能在TXD線上發(fā)送串行數(shù)據(jù)。這種順序的規(guī)定對(duì)半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定DCE已由接收方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送。EIA-RS-232C對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在TXD和RXD上：邏輯1為-3V～-15V；邏輯0為+3～+15V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）為+3V～+15V；信號(hào)無(wú)效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）為-3V～-15V。以上規(guī)定說(shuō)明了RS-232對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”的電平低于-3V，邏輯“0”的電平高于+3V。對(duì)于控制信號(hào)：接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號(hào)無(wú)效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于+3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)，介于-3～+3V之間的電壓無(wú)意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在±（3～15）V之間。RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換，實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MAX232芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換。2-9查閱文獻(xiàn)，了解RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)及其特點(diǎn)。答：RS-422由RS-232發(fā)展而來(lái)，它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出的。為改進(jìn)RS-232抗干擾能力差、通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mbit/s，傳輸距離延長(zhǎng)到1219m（速率低于100kbit/s時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-425-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通信工業(yè)領(lǐng)域，仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。有關(guān)電氣參數(shù)見表5-2。表5-2RS-232、RS-422、RS-485電氣參數(shù)比較規(guī)定RS-232RS-422RS-485工作方式單端差分差分節(jié)點(diǎn)數(shù)1收、1發(fā)1發(fā)10收1發(fā)32收最大傳輸電纜長(zhǎng)度/m15121121最大傳輸速率20Kbit/s10Mbit/s10Mbit/s最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓/V±25-0.25～+6-7V～+12驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(負(fù)載最小值)/V負(fù)載±5～±15±2.0±1.5驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(空載最大值)/V空載±25±6±6