当今时代，控制、计算机、通信、指挥以及信息技术（简称C41技术）共同推动着工业自动化、机器人、航空航天等领域的过程控制系统与自动测试系统的飞速发展，其中总线通信技术可以帮助系统完成数据的快速、可靠传递，是复杂系统各部件有机结合并实现高度集成的基础。总线与通信技术使测控系统的部件和构成很方便地由分立元器件发展到集成片、个人仪器的仪器插件、嵌入式系统、多处理器自动化装置，再到目前的集散控制系统和网络化虚拟仪器。本教材围绕测控系统与仪器的通信技术，介绍了测控总线与仪器通信的一般原理和方法，包括数据通信基础、工业控制计算机网络、简单接口通信技术、标准总线通信、仪器专用总线、通用串行总线、航空航天测控总线和无线通信技术及网络等。
《测控总线及仪器通信技术（第二版）》可供测控技术与仪器、自动化、机电一体化等专业的本科生教学使用，也可以作为相关领域科技人员的技术参考资料。
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信息技术高速发展的今天，自动化技术、自动测试技术已经与计算机技术、通信技术高度地融为一体，传统的自动化系统与自动测试系统的体系结构、实现方法发生了根本性变化。集中式局部自动化监测控制系统已经被以通信技术为核心的分布式综合自动监测控制系统所取代，自动测试系统也由单点测试系统发展到以总线技术为基础的多点测试系统，以及以总线技术与网络技术为基础的网络化测试系统。
本书涉及过程自动化系统、智能仪表、自动测试系统中所用到的通信技术，包括工业控制计算机网络、简单接口通信技术、标准总线通信、仪器专用总线、通用串行总线、航空航天测控总线和无线通信技术及网络等。编写过程中充分考虑了测控技术与仪器专业的特点和知识结构，试图将各领域典型的测控总线与仪器通信技术介绍给学生。
本教材共11章。部分章节设有习题。
第1章为概论，介绍了基于通信技术的自动化系统、智能仪器、虚拟仪器、自动测试系统的框架结构，以及测控总线与仪器通信技术研究的主要内容。
第2章为数据通信基础，介绍了数据通信的基本概念、原理和方法等。
第3章为工业控制计算机网络，介
目录
第1章概论1
1.1过程控制系统1
1.1.1生产过程控制系统的演变1
1.1.2我国生产过程控制系统的发展概况2
1.1.3计算机过程控制系统的基本组成3
1.2智能仪器与自动测试系统4
1.2.1概述4
1.2.2自动测试系统的组成4
1.2.3智能仪器与个人仪器5
1.3测控总线与仪器通信技术举例8
1.4测控总线与仪器通信技术的基本内容10
2章数据通信基础12
2.1数据通信的基本概念12
2.1.1信息12
2.1.2数据13
2.1.3信号13
2.1.4信道13
2.2数据通信系统的构成14
2.3传输方式14
2.3.1并行传输方式及串行传输方式14
2.3.2基带传输、载带传输与宽带传输15
2.3.3单工方式、半双工方式与全双工方式15
2.4编码15
2.4.1码元15
2.4.2内部码与通信码16
2.4.3编码与解码16
2.5复用技术17
2.5.1频分复用17
2.5.2时分复用17
2.5.3波分复用17
2.6交换技术17
2.6.1线路交换方式17
2.6.2报文交换方式和报文分组交换方式17
2.6.3报文分组交换方式的实现方法18
2.7同步技术18
2.7.1帧与帧同步18
2.7.2位同步19
2.7.3字符同步19
2.8差错控制方法20
2.9检错编码21
2.10拓扑结构23
2.11异步通信与同步通信24
第3章工业控制计算机网络27
3.1计算机网络概述27
3.2计算机网络体系结构27
3.2.1计算机网络体系结构概述27
3.2.2开放系统互连与OSI七层参考模型29
3.3ARQ协议及算法32
3.4滑动窗口流控制技术33
3.5面向字符的数据链路层通信协议34
3.5.1概述34
3.5.2字符格式及传输控制字符35
3.5.3报文分类和报文格式36
3.5.4控制数据链路的工作过程37
3.6面向比特的数据链路层通信协议39
3.6.1HDLC协议的几个基本概念39
3.6.2HDLC协议的帧格式40
3.6.3HDLC协议控制段(C)的分析和说明41
3.7局域网43
3.7.1局域网特点43
3.7.2局域网参考模型44
3.7.3局域网的存取控制方法44
3.8IEEE802标准48
3.8.1IEEE802标准的几点说明48
3.8.2逻辑链路控制协议51
3.9MAP及相关协议54
3.9.1MAP的基本内容55
3.9.2MAP的基本单元及组成57
3.9.3TOP协议57
3.10TCP/IP协议59
3.10.1TCP/IP结构模型59
3.10.2网际协议60
3.10.3传输控制协议63
3.10.4用户数据报协议65
3.11客户机/服务器模型及例程66
3.11.1客户机/服务器模式66
3.11.2WinSock套接字67
3.11.3阻塞与非阻塞67
3.11.4基本套接字的系统调用68
3.11.5异步选择机制70
3.11.6WinSock的启动和终止71
3.11.7WinSock的错误处理72
3.11.8基于WinSock的点-点通信程序设计73
第4章简单接口通信技术78
4.1I/O信道的两种基本形式78
4.2简单接口通信基本原理78
4.3简单接口通信的连接方式79
4.3.1主从式结构79
4.3.2星形结构81
4.3.3菊花链结构与环形结构82
4.3.4总线型结构86
第5章共享存储区通信技术95
5.1共享存储区的物理结构95
5.1.1公用总线方式95
5.1.2矩阵开关方式96
5.1.3多端口方式96
5.1.4总线窗口方式97
5.2共享存储区的逻辑结构97
5.2.1虚拟结构98
5.2.2信箱结构98
5.2.3通信池结构99
5.3共享存储区的分配与管理99
5.3.1判决器法99
5.3.2端口控制器法100
5.3.3本质型多端口存储器的裁决逻辑101
5.3.4总线窗口法101
5.4双端口存储器及其应用101
5.4.1双向传输的双端口存储器101
5.4.2单向传输的双端口存储器103
5.5交叉内存双通信池及其应用105
5.5.1双通信池的结构框图105
5.5.2双通信池的工作原理105
5.5.3数据桥及数据桥控制电路106
5.5.4地址桥及辅助电路108
5.5.5交叉内存双通信池应用举例109
5.6简易总线窗口109
5.6.1带简易总线窗口的双微机系统结构110
5.6.2总线开关110
5.6.3总线开关的控制逻辑111
第6章标准总线通信114
6.1总线、总线标准及标准总线114
6.2开放型系统115
6.2.1总线母板与总线插座115
6.2.2总线标准115
6.2.3总线仲裁116
6.3Multibus总线118
6.3.1Multibus总线的信号及定义118
6.3.2数据传送过程120
6.3.3禁止操作过程121
6.3.4中断操作过程122
6.3.5总线仲裁操作122
6.4STD总线124
6.4.1概述124
6.4.2STD总线的信号及其定义125
6.4.3STD总线标准的时序特性127
6.4.4中断优先权判别128
6.4.5总线优先级的仲裁130
6.5STD多微处理机系统132
6.5.1STD总线开放型系统的组织132
6.5.2STD多微处理机系统的通信机制133
6.5.3STD总线多微处理机控制系统应用举例135
第7章现场总线139
7.1概述139
7.2现场总线类型139
7.3CAN总线141
7.3.1概述141
7.3.2CAN总线基本特点141
7.3.3CAN的分层及帧格式141
7.3.4CAN总线通信介质访问控制方式143
7.4LON总线144
7.4.1概述144
7.4.2神经元芯片145
7.4.3LonWorks通信协议-LonTalk148
7.4.4LonWorks应用举例153
第8章仪器专用总线155
8.1引言155
8.2VXI总线155
8.2.1VXI系统的组成结构155
8.2.2VXI系统的总线结构157
8.2.3VXI总线器件及其通信协议160
8.2.4VXI总线仪器协议163
8.3PCI总线165
8.3.1PCI总线概述165
8.3.2PCI总线特点166
8.3.3PCI总线信号167
8.3.4PCI插槽和PCI扩展卡170
8.3.5PCI总线命令170
8.3.6PCI总线协议171
8.3.7PCI总线数据传输过程175
8.3.8PCI总线仲裁178
8.3.9PCI总线配置179
8.3.10PCI总线应用实例185
8.4PXI总线189
8.4.1PXI标准的组成189
8.4.2机械结构标准189
8.4.3电气技术标准190
8.4.4软件结构标准190
8.4.5—种基于PXI总线的通用测试分析系统190
第9章通用串行总线194
9.1USB体系结构194
9.1.1USB系统的描述194
9.1.2USB总线协议196
9.1.3错误检测与处理196
9.1.4USB设备的安装与卸载196
9.2USB通信协议197
9.2.1数据流种类197
9.2.2USB数据包格式199
9.2.3分组格式202
9.2.4事务205
9.3USB总线通信硬件设计205
9.3.1USB控制器固件程序设计206
9.3.2USB设备驱动程序设计212
9.4应用程序设计222
9.4.1USB动态链接库222
9.4.2功能函数222
第10章航空航天测控总线227
10.1引言227
10.2SpaceWire总线227
10.2.1SpaceWire总线特点227
10.2.2SpaceWire总线协议标准228
10.2.3SpaceWire节点接口设计238
10.31553B总线244
10.3.11553B总线概述245
10.3.21553B总线接口功能250
10.3.31553B总线接口整体设计252
10.3.4总线控制器(BC)的设计253
10.3.5远程终端(RT)的设计264
10.3.6总线监控器(MT)的设计267
10.3.7BC/RT/MT通用终端设计269
第11章无线通信技术及网络270
11.1概述270
11.1.1无线通信系统分类270
11.1.2无线通信的发展前景271
11.2无线通信的基本原理272
11.2.1无线电波的传播特性272
11.2.2调制解调技术273
11.2.3无线介质接入方案274
11.3射频系统及应用277
11.3.1无线通信射频系统概述277
11.3.2接收机278
11.3.3发射机280
11.3.4射频芯片nRF905及在无线影音监控系统中的应用282
11.4无线通信网络284
11.4.1无线广域网284
11.4.2无线城域网285
11.4.3无线局域网285
11.4.4无线个域网287
11.4.5AdHoc网络技术288
11.5蓝牙技术291
11.5.1蓝牙技术的概念291
11.5.2蓝牙网络拓扑292
11.5.3蓝牙协议栈292
11.5.4蓝牙系统结构293
11.6无线传感器网络294
11.6.1基本概念294
11.6.2无线传感器网络特点295
11.6.3无线传感器网络的体系结构295
11.6.4无线传感器网络的协议栈296
11.6.5无线传感器网络的应用前景297
参考文献299
附录基于WinSock的客户/服务器通信编程源程序301
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