01

　　外部總線概述

　　Bus" target="_blank">ExternalBus（外部總線） ,，通常所說的總線(Bus)指片外總線，是 CPU 與內(nèi)存 RAM,、ROM 和輸入 / 輸出設(shè)備接口之間進(jìn)行通訊的通路,，也稱系統(tǒng)總線 . 外部總線又稱為通信總線，用于計(jì)算機(jī)之間,、計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端,、計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備以及計(jì)算機(jī)與測量儀器儀表之間的通信。該類總線不是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有的總線,，而是利用電子工業(yè)或其他領(lǐng)域已有的總線標(biāo)準(zhǔn),。外部總線又分為并行總線和串行總線，并行總線主要有 IEEE-488 總線,，串行總線主要有 RS232C,、RS422C、RS485,、IEEE1394 以及 USB 總線等,。

　　02

　　IEEE-488 總線概述

　　IEEE-488 總線是并行總線接口標(biāo)準(zhǔn),。IEEE-488 總線用來連接系統(tǒng)，如微計(jì)算機(jī),、數(shù)字電壓表,、數(shù)碼顯示器等設(shè)備及其他儀器儀表均可用 IEEE-488 總線裝配起來。它按照位并行,、字節(jié)串行雙向異步方式傳輸信號(hào),，連接方式為總線方式，儀器設(shè)備直接并聯(lián)于總線上而不需中介單元,，但總線上最多可連接 15 臺(tái)設(shè)備,。最大傳輸距離為 20 米，信號(hào)傳輸速度一般為 500KB/s,，最大傳輸速度為 1MB/s,。

　　IEEE 488 是一種并行的外總線，它是 20 世紀(jì) 70 年代由 HP 公司制定的,。HP 公司為了解決各種儀器儀表與各類計(jì)算機(jī)的接口時(shí),，由于互相不兼容而帶來的連接麻煩，而研制了通用接口總線 HP—IB 總線,。1975 年 IEEE 以 IEEE 488 標(biāo)準(zhǔn)總線予以推薦,，1977 年國際電工委員會(huì) (IEC)也對該總線進(jìn)行認(rèn)可與推薦，定名為 IEC—IB,。所以這種總線同時(shí)使用了 IEEE—488,，IEC—IB (IEC 接口總線)，HP—IB (HP 接口總線)或 GP—IB (通用接口總線)多種名稱,。由于 IEEE 488 總線的推出,，當(dāng)用 IEEE 488 標(biāo)準(zhǔn)建立一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的測試系統(tǒng)時(shí)，不要再加一大堆復(fù)雜的控制電路,，IEEE 488 系統(tǒng)以機(jī)架層疊式智能儀器為主要器件,，構(gòu)成開放式的積木測試系統(tǒng)。因此 IEEE 488 總線是當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的通信總線之一,。

　　03

　　IEEE-488 總線工作方式

　　IEEE 488 總線接口結(jié)構(gòu)如圖 8.22 所示 . 利用 IEEE 488 總線將微型計(jì)算機(jī)和其它若干設(shè)備連接在一起,。可以采用串行連接,，也可以采用星型連接,。

　　圖 8.22 IEEE 488 總線接口結(jié)構(gòu)

　　在 IEEE 488 系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備可按如下 3 種方式工作。

　　(1) “聽者”方式這是一種接收器,，它從數(shù)據(jù)總線上接收數(shù)據(jù),，一個(gè)系統(tǒng)在同一時(shí)刻，可以有兩個(gè)以上的“聽者”在工作,?？梢猿洚?dāng)“聽者”功能的設(shè)備有：微型計(jì)算機(jī)、打印機(jī),、繪圖儀等,。

　　(2) “講者”方式這是一種發(fā)送器，它向數(shù)據(jù)總線發(fā)送數(shù)據(jù),，一個(gè)系統(tǒng)可以有兩個(gè)以上的“講者”,，但任一時(shí)刻只能有一個(gè)講者在工作。具有“講者”功能的設(shè)備有：微型計(jì)算機(jī),、磁帶機(jī),、數(shù)字電壓表、頻譜分析儀等,。

　　(3) “控制者”方式這是一種向其它設(shè)備發(fā)布命令的設(shè)備,，例如對其它設(shè)備尋址，或允許“講者”使用總線,?？刂普咄ǔＳ晌⑿蜋C(jī)擔(dān)任。一個(gè)系統(tǒng)可以有不止一個(gè)控制者,，但每一時(shí)刻只能有一個(gè)控制者在工作,。

　　在 IEEE 488 總線上的各種設(shè)備可以具備不同的功能。有的設(shè)備如微型計(jì)算機(jī)可以同時(shí)具有控制者,、聽者,、講者 3 種功能。有的設(shè)備只具有收,、發(fā)功能,，而有的設(shè)備只具有接收功能，如打印機(jī),。在某一時(shí)刻系統(tǒng)只能有一個(gè)控制者,，而當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，某一時(shí)刻只能有一個(gè)發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù),，允許多個(gè)接收器接收數(shù)據(jù),。也就是可以進(jìn)行一對多的數(shù)據(jù)傳送。

　　一般應(yīng)用中,，例如,，微型機(jī)控制的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，通過 IEEE 488 將微型機(jī)和各種測試儀器連接起來,，這時(shí),，只有微型機(jī)具備控制、發(fā),、收 3 種功能,，而總線上的其它設(shè)備都沒有控制功能,，但仍有收、發(fā)功能,。當(dāng)總線工作時(shí),，由控制者發(fā)布命令，規(guī)定哪個(gè)設(shè)備為發(fā)送器,、哪個(gè)為接收器,，而后發(fā)送器可以利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)，接收器從總線上接收數(shù)據(jù),。

　　04

　　IEEE-488 總線的使用約定

　　(1) 數(shù)據(jù)傳輸速率≤1 MB/s,。

　　(2) 連接在總線上的設(shè)備 (包括作為主控器的微型機(jī))≤15 個(gè)。

　　(3) 設(shè)備間的最大距離≤20 m,。

　　(4) 整個(gè)系統(tǒng)的電纜總長度≤220 m,，若電纜長度超過 220 m，則會(huì)因延時(shí)而改變定時(shí)關(guān)系,，從而造成工作不可靠,。這種情況應(yīng)附加調(diào)制解調(diào)器

　　(5) 所有數(shù)據(jù)交換都必須是數(shù)字化的。

　　(6) 總線規(guī)定使用 24 線的組合插頭座,，并且采用負(fù)邏輯,，即用小于+0.8V 的電平表示邏輯“1”；用大于 2V 的電平表示邏輯“0”,。

　　05

　　RS232C 總線的概述

　　RS-232-C 是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn),。RS 是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232 為標(biāo)識(shí)號(hào),，C 表示修改次數(shù),。RS-232-C 總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有 25 條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道,，在多數(shù)情況下主要使用主通道,，對于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn),，如一條發(fā)送線,、一條接收線及一條地線。RS-232-C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒 50,、75,、 100、150,、300,、600、1200、2400,、4800,、9600、19200 波特,。RS-232-C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,，驅(qū)動(dòng)器允許有 2500pF 的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制,，例如，采用 150pF/m 的通信電纜時(shí),，最大通信距離為 15m,；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加,。傳輸距離短的另一原因是 RS-232 屬單端信號(hào)傳送,，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于 20m 以內(nèi)的通信,。

　　06

　　RS232C 的電氣特性

　　EIA－RS－232C 協(xié)議對電器特性,、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（MARK）＝－3V～－15V

　　邏輯 0（SPACE）＝＋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）＝＋3V～＋15V

　　信號(hào)無效（斷開，OFF 狀態(tài),，負(fù)電壓）＝－3V～－15V

　　以上規(guī)定說明了 RS－323C 標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義,。

　　對于數(shù)據(jù)（信息碼）：

　　邏輯“1"（傳號(hào)）的電平低于－3V，邏輯“0"（空號(hào)）的電平高于＋3V,；對于控制信號(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)無效的電平低于－3V,，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于 3V 時(shí),，電路可以有效地檢查出來，介于－3～＋3V 之間的電壓無意義,，低于－15V 或高于＋15V 的電壓也認(rèn)為無意義,，因此，實(shí)際工作時(shí),，應(yīng)保證電平在±（3～15）V 之間,。

　　EIA－RS－232C 協(xié)議與 TTL 轉(zhuǎn)換：

　　RS－232C 協(xié)議是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(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 EIA－RS－232C 協(xié)議與 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 MC1488,、SN75150 芯片可完成 TTL 電平到 EIA 電平的轉(zhuǎn)換,，而 MC1489、SN75154 可實(shí)現(xiàn) EIA 電平到 TTL 電平的轉(zhuǎn)換,。MAX232 芯片可完成 TTL??EIA 雙向電平轉(zhuǎn)換,。

　　07

　　RS232C 總線連接器的機(jī)械性

　　連接器：由于 RS－232C 協(xié)議并未定義連接器的物理特性，因此,，出現(xiàn)了 DB－25,、DB－15 和 DB－9 各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同,。下面分別介紹兩種連接器,。

　　（1）DB－25：PC 和 XT 機(jī)采用 DB－25 型連接器,。DB－25 連接器定義了 25 根信號(hào)線,，分為 4 組：

　　①異步通信的 9 個(gè)電壓信號(hào)（含信號(hào)地 SG）2,，3,，4，5,，6,，7，8,，20,，22

　　②20mA 電流環(huán)信號(hào) 9 個(gè)（12,，13,，14，15,，16,，17，19,，23,，24）

　　③空 6 個(gè)（9，10,，11,，18，21,，25）

　?、鼙Ｗo(hù)地（PE）1 個(gè)，作為設(shè)備接地端（1 腳）

　　注意,，20mA 電流環(huán)信號(hào)僅 IBM PC 和 IBM PC/XT 機(jī)提供,，至 AT 機(jī)及以后，已不支持,。

　?。?）DB－9 連接器

　　在 AT 機(jī)及以后，不支持 20mA 電流環(huán)接口,，使用 DB－9 連接器，作為提供多功能 I/O 卡或主板上 COM1 和 COM2 兩個(gè)串行接口的連接器,。它只提供異步通信的 9 個(gè)信號(hào),。DB－25 型連接器的引腳分配與 DB－25 型引腳信號(hào)完全不同。因此,，若與配接 DB－25 型連接器的 DCE 設(shè)備連接,，必須使用專門的電纜線。

　　電纜長度：在通信速率低于 20kb/s 時(shí),，RS－232C 協(xié)議所直接連接的最大物理距離為 15m（50 英尺）,。

　　最大直接傳輸距離說明：RS－232C 協(xié)議規(guī)定，若不使用 MODEM,，在碼元畸變小于 4%的情況下,，DTE 和 DCE 之間最大傳輸距離為 15m（50 英尺）?？梢娺@個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于 4%的前提下給出的,。為了保證碼元畸變小于 4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定,，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于 2500pF,。

　　08

　　RS422 總線概述

　　RS-422 是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的,，RS-422 由 RS-232 發(fā)展而來,，它是為彌補(bǔ) RS-232 之不足而提出的。為改進(jìn) RS-232 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 10Mb/s，傳輸距離延長到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 時(shí)）,，并允許在一條平衡總線上連接最多 10 個(gè)接收器,。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-422-A 標(biāo)準(zhǔn)。

　　09

　　RS232,、RS485 和 RS485 的之間的區(qū)別

　　RS-232,、RS-422 與 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)只對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。例如：視頻服務(wù)器都帶有多個(gè) RS422 串行通訊接口,，每個(gè)接口均可通過 RS422 通訊線由外部計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)記錄與播放,。視頻服務(wù)器除提供各種控制硬件接口外，還提供協(xié)議接口,，如 RS422 接口除支持 RS422 的 Profile 協(xié)議外,，還支持 Louth、Odetics ,、BVW 等通過 RS422 控制的協(xié)議,。

　　RS-232、RS-422 與 RS-485 都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),，都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的,，RS-232 在 1962 年發(fā)布。RS-422 由 RS-232 發(fā)展而來,，為改進(jìn) RS-232 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 10Mbps,，傳輸距離延長到 4000 英尺（速率低于 100Kbps 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-422-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)。

　　1. S-232 串行接口標(biāo)準(zhǔn)

　　目前 RS-232 是 PC 機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口,。RS-232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn),。RS-232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊,。收,、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對于信號(hào)地。典型的 RS-232 信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng),，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5~+15V，負(fù)電平在 -5~-15V 電平,。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí),，線上為 TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,，線上電平從 TTL 電平到 RS-232 電平再返回 TTL 電平,。接收器典型的工作電平在+3~+12V 與 -3~-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V 至 3V 左右,，所以其共模抑制能力差,，再加上雙絞線上的分布電容,，其傳送距離最大為約 15 米,，最高速率為 20Kbps。RS-232 是為點(diǎn)對點(diǎn)（即只用一對收,、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的,，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3kΩ~7kΩ。所以 RS-232 適合本地設(shè)備之間的通信,。

　　2. RS-422 與 RS-485 串行接口標(biāo)準(zhǔn)

　?。?）平衡傳輸

　　RS-422、RS-485 與 RS-232 不一樣,，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸,，它使用一對雙絞線,，將其中一線定義為 A，另一線定義為 B,。通常情況下,，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器 A,、B 之間的正電平在+2~+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài),，負(fù)電平在 -2V~6V,，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地 C,，在 RS-485 中還有一“使能”端,，而在 RS-422 中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接,。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),，稱作“第三態(tài)”,，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。

　?。?）RS-422 電氣規(guī)定

　　由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比 RS232 更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接 10 個(gè)節(jié)點(diǎn),。即一個(gè)主設(shè)備（Master）,，其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信,，所以 RS-422 支持點(diǎn)對多的雙向通信,。RS-422 四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向,，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF 握手）或硬件方式（一對單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn),。RS-422 的最大傳輸距離為 4000 英尺（約 1219 米），最大傳輸速率為 10Mbps,。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,，在 100Kbps 速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離,。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸,。一般 100 米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為 1Mbps。RS-422 需要一終接電阻,，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗,。在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻，即一般在 300 米以下不需終接電阻,。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端,。

　　（3）RS-485 電氣規(guī)定

　　由于 RS-485 是從 RS-422 基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,，所以 RS-485 許多電氣規(guī)定與 RS-422 相仿,。如都采用平衡傳輸方式,、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485 可以采用二線與四線方式,，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信,。RS-485 總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),，廣泛采用 RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn),。RS-485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力,。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度,，能檢測低至 200mV 的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù),。RS-485 采用半雙工工作方式,，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此,，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制,。RS-485 用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線,。應(yīng)用 RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),，其允許最多并聯(lián) 32 臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和 32 臺(tái)接收器。RS-485 與 RS-422 的不同還在于其共模輸出電壓是不同的,，RS-485 是 -7V 至+12V 之間,，而 RS-422 在 -7V 至+7V 之間;RS-485 滿足所有 RS-422 的規(guī)范，所以 RS-485 的驅(qū)動(dòng)器可以用在 RS-422 網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用,。RS-485 與 RS-422 一樣,，其最大傳輸距離約為 1219 米，最大傳輸速率為 10Mbps,。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比,，在 100Kbps 速率以下,，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸,。一般 100 米長雙絞線最大傳輸速率僅為 1Mbps,。

　　10

　　串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器

　　在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，主機(jī)通常提供 RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)接口,。但在控制系統(tǒng)分布較遠(yuǎn)的情況下,，單獨(dú)由 RS232C 不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的通信任務(wù)，這時(shí)需要進(jìn)行與 RS485 或 RS422 的轉(zhuǎn)換,。完成這種轉(zhuǎn)換的器件很多,，分為有源和無源兩種,，有源轉(zhuǎn)換器需提供標(biāo)準(zhǔn)電源,，無源轉(zhuǎn)換器利用 RS232C 內(nèi)部的電源信號(hào)供電,。

　　11

　　通用串行總線的概述

　　通用串行總線總線 的供應(yīng)商(Universal Serial Bus, USB），是一種用于將適用 USB 的外圍設(shè)備連接到主機(jī)的外部總線結(jié)構(gòu),，主要用在中速和低速的外設(shè)。通用串行總線同時(shí)又是一種通信協(xié)議,，支持主機(jī)和 USB 的外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸,。通用串行總線支持每秒 12 兆比特的數(shù)據(jù)速度。

　　使用通用串行總線,，新的設(shè)備可以被添加到你的計(jì)算機(jī)上，而不需要添加適配卡或者甚至是需要將計(jì)算機(jī)關(guān)閉,。通用串行總線外圍總線標(biāo)準(zhǔn)是由康柏,，IBM，DEC ,，Inter，微軟,，NEC,，以及北方電信開發(fā)的，還有所有的計(jì)算機(jī)和設(shè)備供應(yīng)商免費(fèi)提供的技術(shù),。

　　12

　　通用串行總線的傳輸方式

　　通用串行總線提供了四種傳輸方式,，以適應(yīng)各種設(shè)備的需要。

　　1,、控制傳輸方式：控制傳輸是雙向傳輸,，數(shù)據(jù)量通常較小，主要用來進(jìn)行查詢,、配置和給通用串行總線設(shè)備發(fā)送通用的命令,。控制傳輸主要用在主計(jì)算機(jī)和通用串行總線外設(shè)中端點(diǎn)０之間,。

　　2,、等時(shí)傳輸方式：等時(shí)傳輸提供了確定的帶寬和間隔時(shí)間。它被用于時(shí)間嚴(yán)格并具有較強(qiáng)容錯(cuò)性的流數(shù)據(jù)傳輸,，或者用于要求恒定的數(shù)據(jù)傳送率的即時(shí)應(yīng)用中,。例如進(jìn)行語音業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，使用等時(shí)傳輸方式是很好的選擇,。

　　3,、中斷傳輸方式：中斷方式傳送是單向的并且對于主機(jī)來說只有輸入的方式,。中斷傳輸方式主要用于定時(shí)查詢設(shè)備是否有中斷數(shù)據(jù)要傳送，該傳輸方式應(yīng)用在少量的,、分散的,、不可預(yù)測的數(shù)據(jù)傳輸。鍵盤,、游戲桿和鼠標(biāo)就屬于這一類型,。

　　4、大量傳輸方式：主要應(yīng)用在沒有帶寬和間隔時(shí)間要求的大量數(shù)據(jù)的傳送和接收,，它要求保證傳輸,。打印機(jī)和掃描儀屬于這種類型。

　　13

　　通用串行總線特點(diǎn)

　　通用串行總線最初是由英特爾與微軟公司倡導(dǎo)發(fā)起,，其最大的特點(diǎn)是支持熱插拔（Hot plug）和即插即用 (Plug&Play),。當(dāng)設(shè)備插入時(shí)，主機(jī)枚舉（enumerate）此設(shè)備并加載所需的驅(qū)動(dòng)程序,，因此使用遠(yuǎn)比 PCI 和 ISA 總線方便,。

　　通用串行總線速度比平行埠并聯(lián)總線（Parellel Bus,，例如 EPP,、LPT）與串聯(lián)埠總線（Serial Port，例如 RS-232）等傳統(tǒng)電腦用標(biāo)準(zhǔn)總線快上許多,。原標(biāo)準(zhǔn)中 USB 1.1 的最大傳輸帶寬為 12Mbps,，USB 2.0 的最大傳輸帶寬為 480Mbps。

　　通用串行總線的設(shè)計(jì)為非對稱式的,，它由一個(gè)主機(jī)（host）控制器和若干通過 hub 設(shè)備以樹形連接的設(shè)備組成,。一個(gè)控制器下最多可以有 5 級(jí) hub，包括 Hub 在內(nèi),，最多可以連接 127 個(gè)設(shè)備,，而一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)有多個(gè)控制器。和 SPI-SCSI 等標(biāo)準(zhǔn)不同,，USB hub 不需要終結(jié)器,。

　　通用串行總線可以連接的外設(shè)有鼠標(biāo)、鍵盤,、gamepad,、游戲桿,、掃描儀,、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī),、硬盤和網(wǎng)絡(luò)部件,。對數(shù)碼相機(jī)這樣的多媒體外設(shè) USB 已經(jīng)是缺省接口,；由于大大簡化了與計(jì)算機(jī)的連接，USB 也逐步取代并口成為打印機(jī)的主流連接方式,。2004 年已經(jīng)有超過 1 億臺(tái) USB 設(shè)備,；到 2005 年顯示器和高清晰度數(shù)字視頻外設(shè)是僅有的 USB 未能染指的外設(shè)類別，因?yàn)樗麄冃枰叩膫鬏斔俾省?/p>

　　14

　　通用串行總線的電氣特性

　　詳細(xì)的 USB 的電器特性的相關(guān)內(nèi)容是在 USB 規(guī)范,。而在此,，僅列出用戶所需注意的一些特性。如圖 1 所示,，呈現(xiàn)了在全速設(shè)備與 PC 主機(jī)之間電氣特性的連接,。除了 Vcc（＋5 V）與接地線外，需要特別注意的是 D＋與 D- 的差動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)線,。首先,，在連接至 USB 收發(fā)器之前必須先串接 9O～44Ω的電阻。而后根據(jù)不同的 USB 設(shè)各的傳輸速度（全速或低速）,，改變在設(shè)各端的提升電阻 1．5×（1±5％）kΩ的位置,。這個(gè)提升電阻，也可視為設(shè)各端電阻,。對于全速設(shè)備（12 Mbps）,，就將提升電阻接至 D＋信號(hào)線與電源之間的位置。如果是低速設(shè)各（1．5 Mbps）,，就將提升電阻接到 D 一信號(hào)線與電源之間的位置,，如圖 1．15 所示。這個(gè)電壓源的范圍為 3．0～3．6 V,。但對于 USB 2,。0 的高速傳輸，這個(gè)提升電阻被省略,，改以自動(dòng)切換的方式,。最后，D＋與 D- 兩條信號(hào)線在 PC 主機(jī)的根集線器或集線器端同時(shí)接上 15 kΩ的下拉電阻并連至接地端,。用戶也可視這些下拉電阻為集線器端電阻,。

　　圖 1 全速設(shè)備與 PC 主機(jī)之間電氣特性的連接圖

　　圖 2 低速設(shè)備與 PC 主機(jī)之間電氣特性的連接圖

　　整個(gè) PC 主機(jī)與設(shè)備之間的電氣特性是如何操作的呢？首先,，在設(shè)備未連接至 PC 主機(jī)的根集線器或集線器的連接端口時(shí),，D＋與 D- 兩條信號(hào)線因?yàn)橄吕娮璧年P(guān)系，幾乎都視為接地,，但是若有一個(gè)設(shè)各剛連接上時(shí),，由于提升電阻（1．5 kΩ）與下拉電阻（15 kΩ）形成了一個(gè)分壓器；因此其中有一條數(shù)據(jù)信號(hào)線（D＋或 D-）的電位將被提升至電壓 Vdc 的 90％左右。此時(shí),，當(dāng)集線器檢測到其中的一條數(shù)據(jù)信號(hào)線趨近 3 Vcc,，而另外一條仍維持接地狀態(tài)時(shí)就可確定有一設(shè)備已連接上。PC 主機(jī)會(huì)不斷地每隔一般時(shí)間來查詢根集線器,，檢查 D＋與 D 一的電位變化,，以了解設(shè)備的連接狀態(tài)。