Интерфейсные схемы информционных систем (960724), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Wireless Fidelity — «беспроводная точность») представляет собой стандартна оборудование, установленное в беспроводной локальной сети (Wireless LAN), содержащей так называемые Wireless Access Point — «беспроводные точки доступа». Этот интерфейс используется в мобильных устройствах (карманных персональных компьютерах — КПК, «интеллектуальных телефонах» —смартфонах и др.). Скоростной стандарт IEEE 802.11g, утверждённый в 2002 г. предусматривает работув диапазоне частот 2,4 ГГц, обеспечивая при этом пропускную способность до 54 106 бит/с. Дальностьпередачи данных достигает несколько сотен метров.Беспроводной (wireless) интерфейс IrDA (англ.
Infrared Data Association) является одним из самыхпростых последовательных интерфейсов, предназначенных для передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров) с помощью инфракрасного луча. Он основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта персонального компьютера и обладает пропускной способностью до 115103 бит/с.
Также как и в интерфейсе RS485, в IrDA поддерживается двунаправленная полудуплекснаясвязь. В настоящее время большинство пультов дистанционного управления используют этот интер-фейс. Модификация этого интерфейса, называемая IrDa FIR (Infrared Data Association Fast Infra Red —инфракрасный порт с быстрым типом доступа) обеспечивает пропускную способность до 4 10610 бит/с.Еще одним вариантом беспроводного последовательного интерфейса является интерфейс, построенный по технологии Bluetooth для систем сотовой телефонии работающий в диапазоне частот 2,4 ГГц5.
Вотличие от интерфейса IrDA эти интерфейсы использует не оптический, а радиоволновой канал передачи данных. Пропускная способность линий составляет более 5 105 бит/с, дальность — до 50 м (при работе вне помещений).При разработке бортовых систем на основе микроконтроллеров большое распространение получилиспециализированные последовательные интерфейсы CAN, SPI и I2C.Один из популярных последовательных интерфейсов — однопроводной интерфейс CAN (англ.Control Area Network) был разработан фирмой Bosch в 1987 г. для бортовых систем автомобилей (рис.2.32).
В настоящее время применяется для объединения в сеть «интеллектуальных» устройств ввода/вывода, датчиков, мехатронных модулей и даже целого предприятия. В интерфейсе CAN, также как ив RS485 поддерживается полудуплексная связь и используется дифференциальная линия передачи данных. Высокая помехоустойчивость обеспечивает достижение пропускной способности до 106 бит/с, адлина линии передачи данных до 1000 м. Возможно одновременное подключение около сотни внешнихустройств.SPI (англ.
Serial Peripheral Interface) представляет собой полнодуплексный скоростной синхронныйчетырёхпроводной интерфейс. В настоящее время его поддерживают не только AVR-контроллеры , но иконтроллеры, разработанные фирмами Microchip и Motorola, и он становится уже промышленным стандартом.
Интерфейс SPI предназначен для организации обмена данными между двумя устройствами, одно из которых является инициатором обмена — активным устройством (master), второе — пассивным(slave). Каждое из этих устройств содержит восьмиразрядные регистры сдвига, причем выход регистраактивного устройства подключается к входу регистра пассивного и наоборот. Импульсы сдвига генерируются активным устройством. Обмен данными между устройствами происходит за 8 тактовых импульсов. SPI в реализации Atmel имеет четыре задаваемые программно скорости обмена данными, может передавать байты от старшего к младшему биту и наоборот, а также обнаруживает ошибки пакета.Обозначено: SCLK (Serial CLocK) — последовательный тактовый сигнал. Используется для передачитактового сигнала для пассивных устройств.
MOSI (Master Out Slave In) — выход активного, вход пассивного. Служит для передачи данных от активного устройства к пассивному. MISO (Master In SlaveOut) — вход активного, выход пассивного. Служит для передачи данных от пассивного устройства к активному. SS (Slave Select) — выбор пассивного.Другое простое решение, предназначенное для реализации обмена данными между центральныммикроконтроллером и отдельными узлами (портами ввода-вывода, памятью, датчиками и т.д.) связано сиспользованием двунаправленной двухпроводной шины I2C. (Аббревиатура произошла от слов Inter5Интерфейс получил название в честь датского короля викингов Гарольда Блютуса, вошедшего в историю как собирателя земель скандинавских.Integrated Circuit, сокращенно — InterIC, или IIC или I2C) .
Все I2C-совместимые устройства имеютвстроенный интерфейс, который позволяет им связываться друг с другом по шине I2C. Это существенноупрощает сопряжение различных устройств, входящих в состав цифровой системы управления и обеспечивает пропускную способность до 1 106 бит/с.На рис. 2.33 приведен пример подключения трех подчиненных устройств (АЦП, ЦАП и микроконтроллера) к одному активному устройству. Rн — нагрузочные резисторы (схема с открытым коллектором).Обозначено: SDA (Serial DAta) — последовательная линия данных, SCL (Serial CLock) — последовательная линия тактирования.5.2.
Цифровые параллельные интерфейсыЦифровые параллельные интерфейсы в информационных системах роботов используются редко. Ихприменение обосновано в управляющих устройствах роботов, которые, как правило, создают на основеперсональных компьютеров. Наиболее известный параллельный интерфейс ISA (Industry Standard Architecture — промышленный стандарт шинной архитектуры) был разработан фирмой IBM в 1970 г.
дляспециализированных вычислительных систем. С появлением первых персональных компьютеров на базеэтого интерфейса стали разрабатывать материнские платы, и в 80-х годах 20 века он стал очень популярен. Однако со временем его невысокая пропускная способность (не более 8 106 Байт/с) и 16-ти разрядная шина данных стали препятствием на пути создания высокоскоростных систем обработки данных. В90-х годах на смену интерфейс ISA пришел параллельный интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect — интерфейс периферийных устройств) обеспечивающий пропускную способность до 266 106Байт/с.
Интерфейс PCI, в отличие от ISA работает в синхронном режиме. Модификация этого интерфейса PCI Express использует длину кабеля до 10 м.Еще один параллельный интерфейс — SCSI (Small Computer System Interface — интерфейс малыхкомпьютерных систем) начал создаваться еще в 70-е годы 20 века. В настоящее время создано ужеседьмое поколение этого интерфейса (Ultra320 SCSI). Интерфейс SCSI нашел применение в системаххранения больших массивов данных. Он позволяет подключать до 126 SCSI-устройств и обеспечиваетпропускную способность более 250 106 Байт/с. Длина кабеля не должна превышать 2 м..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
