M BUS通信协议说明及应用.doc

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1、移动通信作业TTL—M-BUS电平转换电路M-BUS是由HorstZiegler教授和德州仪器公司共同开发的，它是建立ISO-OSI考模型基础Z上，以便充分利用现有大多数的网络协议，使Z成为一个开放的系统。M-BUS不是一个完整的网络，它的4-60SI层是空的并且不处理网络小大多数的任务，如传输层、会话层，因此只提供物理层、数据链路层、网络层和应用层的功能，图-1是M-BUS的0SI模型。因为ISO-0SI模型小的高级层不能修改地址、波特率等参数，所以在7个0SI层的旁边和上面乂定义了一个管理层，地址254或255被保留用于管理物理层，地址253用于网络层。基

2、于这个新的管理层，可以直接管理每个0SI层去执行指定功能而不必严格遵循0SI模型。0SI七层模型第0层（假象层）：物理媒体，如双绞线、同轴电缆等。物理层的任务就杲为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型、传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流。第1层（最底层）：物理层。它的主要作用是定义物理设备标准（网线接口类型、光纤接□类型、各种传输介质的传输速率等）和传输比特率。第2层（牵线层数据链路层。控制网络层与物理层之间的通信。它的最主要功能是在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。从网络

3、层接受的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。第3层（QQ层）：网络层。提供连接和路径选择，主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。第4层（BOSS层）：伎输层。定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口、80端口等儿主要是将从下层接受的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。第5层（交通警察层）：会话层。负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信连接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信暹否被中断以及通信中断以及通信中断时决定从何处重新发送。第6层（翻译官层

4、）：表示层。应用程序和网络之间的翻译官，数据按照网络能理解的方案进行格式化（网络类型不同，格式化改变）。第7层（亲民层）：实体层。由若干个服务元素:（SASE）和一个或多个公用应用服务元素：（CASE）组成。为用户应用程序提供网络服务（电子邮件、终端仿真等九图-1M-BUS的0SI模型M-BUS系统是一个带有通讯控制主机的多级系统，它是由主机和一定数量的从机（终端设备）通过两根电缆连接而成，所有的从机都并联连接在总线上，并可通过总线获得所需电源。为了实现数据和能量的共同传输,M-BUS总线上的bit流传输采用两种调制方式：屯床调制和电流调制。TTL—M-BUS

5、的转换电路如图-2所示，主要包括发送器和接收器两个部分。⑴PC817图-2TTL—M-BUS电平转换总体电路1戶/•□□、发送茹M-BUS发送端：由集屮器向终端仪表终端传输的信号采用电床值的变化來表示，即集屮器向终端仪表终端发送的数据码流是一种电斥脉冲序列，用+36V表示逻辑“1”，用+24V表示逻辑“0”o在稳态时电平保持“]”状态。如图-3所示为集屮器向终端发送的数据码流图。稳I：呑-M>V+36v'T+24v”O"工作O图集屮器向终端发送的数据码流图图-3所示的集屮器向终端发送的数据码流图的发送波形在图-4屮可以得到结果。图-4屮当“TXD”发送数据时由

6、Q2为前端驱动级，可以得到Q2集电极产生一个与TXD波形相反且幅度为0-36V的波。U4,U5为光电耦合器，两管交替工作。当TXD输入为“1”吋Q2导通，此时Q2集电极为低电平使得U4工作，此吋Q1的集电极与发射极处于导通状态，并且U5端由于Q2集电极为低电平处于断开状态，对于Q1的发射级输出端无影响。此时Q1发射极端将有+36V的电位使得M+输出+36V为逻辑“1”。相反,当TXD为“0”时,U5工作并且Q1集电极与发射极处于导通状态处于断开状态使得D13的正端为低电平，所以输出将保持输入+12V电源电位即为逻辑“0”。图-4集屮器发送部分原理图2、接收器从

7、终端仪表向集屮器传输的信号采用的是电流值的变化来表示，即由仪表终端向集屮器发送的数据流是一种电流脉冲序列，通常用1.5mA的电流值表示逻辑“1”,当传输“0”吋,由终端仪表控制电流值增加到11-20mA。在稳态时,线路上的值为持续“1”状态。当终端仪表接收信号吋，其电流应处于稳态“1”，在接收信号吋，其电流处于稳态“1”;在接收信号吋，其电压值的变化所导致的电流变化不应该超过0.2%/Vo图-5部分所示是由终端仪表向集屮器传输数据的码流图。图-5终端发送的电流信号数据码流图-5所示的集小器向终端发送的数据码流图的发送波形在图-8原理图屮可以得到结果。图-8屮输

8、入信号接在M+,M-m两端由于M+在发