23串行通信接口与SAS中的通信技术和协议.pdf

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1、计算机系统及应用计算机系统及应用计算机系统及应用计算机系统及应用第第第第2 2 2 2 2 2 2 2部分部分部分部分 计算机接口技术与计算机接口技术与计算机接口技术与计算机接口技术与应用应用应用应用清华大学电机工程与应用电子技术系清华大学电机工程与应用电子技术系清华大学电机工程与应用电子技术系清华大学电机工程与应用电子技术系盛新富，盛新富，盛新富，盛新富，2012-12-102012-12-102012-12-102012-12-10第第第第2 2 2 2 2 2 2 2部分部分部分部分 计算机接口技术与计算机接口技术与计算机接口技术与计算机接口技术与应用应用应用应用2.1 2.1 2.1

2、2.1 变电站自动化系统（变电站自动化系统（SASSASSASSAS）概述）概述2.2 2.2 2.2 2.2 模数转换接口与模数转换接口与SASSASSASSAS中的数据采集技术中的数据采集技术2.3 2.3 2.3 2.3 串行通信接口与串行通信接口与SASSASSASSAS中的通信技术和协议中的通信技术和协议2.4 2.4 2.4 2.4 智能变电站与智能变电站与 IEC 61850 IEC 61850 IEC 61850 IEC 61850 概述概述2.5 2.5 2.5 2.5 智能化的一次设备智能化的一次设备2.5.1 2.5.1 2.5.1 2.5.1 电子式互感器电子式互感器2

3、.5.2 2.5.2 2.5.2 2.5.2 高压设备智能化技术高压设备智能化技术2.6 2.6 2.6 2.6 网络化的二次设备网络化的二次设备2.6.1 2.6.1 2.6.1 2.6.1 智能变电站中的网络技术及其通信协议栈智能变电站中的网络技术及其通信协议栈2.6.2 2.6.2 2.6.2 2.6.2 合并单元与智能终端合并单元与智能终端2.6.3 2.6.3 2.6.3 2.6.3 间隔层智能电子装置（间隔层智能电子装置（IEDIEDIEDIED）2.7 IEC 61850 2.7 IEC 61850 2.7 IEC 61850 2.7 IEC 61850 中的数据模型、服务模型和

4、中的数据模型、服务模型和SCLSCLSCLSCL概述概述2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 串行通信接口串行通信接口串行通信接口串行通信接口与与与与SASSASSASSASSASSASSASSAS中的通信技术和协议中的通信技术和协议中的通信技术和协议中的通信技术和协议内容内容2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 串行通信接口串行通信接口2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 电力系统通信技术概述电力系统通信技术概述2.3.3 SAS 2.3.3 SAS 2.3.3 SAS 2.3.3 SAS 中的通信技术概述中的通信技术概述2.3.4 IEC 60

5、870-5-101/1042.3.4 IEC 60870-5-101/1042.3.4 IEC 60870-5-101/1042.3.4 IEC 60870-5-101/104协议介绍协议介绍2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 串行通信接口串行通信接口串行通信接口串行通信接口并行并行并行并行8 8 8 8位同时输入位同时输入位同时输入位同时输入/输出输出输出输出D7D7D7D7D6D6D6D6D5D5D5D5D4D4D4D4D3D3D3D3D2D2D2D2D1D1D1D1D0D0D0D0CPUCPUCPUCPUPA7PA7PA7PA7

6、PA6PA6PA6PA6PA5PA5PA5PA5PA4PA4PA4PA4PA3PA3PA3PA3PA2PA2PA2PA2PA1PA1PA1PA1PA0PA0PA0PA08255A8255A8255A8255A RxDRxDRxDRxDTxDTxDTxDTxD目的目的目的目的源源源源D7 D7 D7 D7 D6 D5 D4 D3 D2D6 D5 D4 D3 D2D6 D5 D4 D3 D2D6 D5 D4 D3 D2 D1 D1 D1 D1 D0D0D0D0TdTdTdTd串行串行串行串行8 8 8 8位依次分时输入位依次分时输入位依次分时输入位依次分时输入/输出输出输出输出串行通信的基本概念串

7、行通信的基本概念串行通信的基本概念串行通信的基本概念指数据一位接着一位在一根线路上传输，在传输过程指数据一位接着一位在一根线路上传输，在传输过程指数据一位接着一位在一根线路上传输，在传输过程指数据一位接着一位在一根线路上传输，在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度中，每一位数据都占据一个固定的时间长度中，每一位数据都占据一个固定的时间长度中，每一位数据都占据一个固定的时间长度(Td)(Td)(Td)(Td)。RxDRxDRxDRxDTxDTxDTxDTxD目的目的目的目的源源源源D7D7D7D7 D6 D5 D4 D3 D2D6 D5 D4 D3 D2D6 D5 D4 D3 D2D6

8、 D5 D4 D3 D2 D1D1D1D1 D0D0D0D0TdTdTdTd波特率波特率波特率波特率=1/Td1/Td1/Td1/Td波特率波特率波特率波特率 (BaudrateBaudrateBaudrateBaudrate)是串行通信中衡量数据传输速率的单位是串行通信中衡量数据传输速率的单位是串行通信中衡量数据传输速率的单位是串行通信中衡量数据传输速率的单位,即每秒传送的二进制数据的位即每秒传送的二进制数据的位即每秒传送的二进制数据的位即每秒传送的二进制数据的位数，以位数，以位数，以位数，以位/秒秒秒秒(bps)(bps)(bps)(bps)表示。表示。表示。表示。常用的波特率有：常用的波

9、特率有：常用的波特率有：常用的波特率有：1200120012001200、2400240024002400、4800480048004800、9600960096009600、19200 bps 19200 bps 19200 bps 19200 bps 等等等等状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存器控制寄存器控制寄存器控制寄存器控制寄存器时钟与时钟与时钟与时钟与波特率波特率波特率波特率发生器发生器发生器发生器数据数据数据数据缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器控制控制控制控制逻辑逻辑逻辑逻辑地址地址地址地址译码译码译码译码DBDBDBDB数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器发送移位

10、寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器串行输出串行输出串行输出串行输出0 1 1 0 0 1 0 165H65H65H65H数据接收寄存器数据接收寄存器数据接收寄存器数据接收寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器串行输入串行输入串行输入串行输入 1 0 1 0 0 1 1 065H65H65H65HCBCBCBCBABABABAB串行通信接口原理图串行通信接口原理图串行通信接口原理图串行通信接口原理图D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D7 D6D5 D

11、4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0TxDTxDTxDTxDRxDRxDRxDRxDUARTUARTUARTUART异步串行数据格式：异步串行数据格式：数据以帧数据以帧数据以帧数据以帧(Frame)(Frame)(Frame)(Frame)为单位，每一帧包含起始位（为单位，每一帧包含起始位（为单位，每一帧包含起始位（为单位，每一帧包含起始位（1 1 1 1位）、数据位（位）、数据位（位）、数据位（位）、数据位（7 7 7 78 8 8 8位）、奇偶校验位（位）、奇偶校验位（位）、奇偶校验位（位）、奇偶校验

12、位（0 0 0 01 1 1 1位）、停止位（位）、停止位（位）、停止位（位）、停止位（1 1 1 12 2 2 2位），帧位），帧位），帧位），帧与帧之间可无间隔，也可有间隔（但间隔长度应有限制）与帧之间可无间隔，也可有间隔（但间隔长度应有限制）与帧之间可无间隔，也可有间隔（但间隔长度应有限制）与帧之间可无间隔，也可有间隔（但间隔长度应有限制）一帧一帧一帧一帧LSBLSBLSBLSBMSBMSBMSBMSBB B B BD D D DP P P PS S S S起起起起始始始始位位位位数据位数据位数据位数据位校校校校验验验验位位位位停止位停止位停止位停止位B B B B字节字节字节字节1 1

13、 1 1字节字节字节字节2 2 2 2字节字节字节字节3 3 3 3字节字节字节字节n n n n 无间隔无间隔无间隔无间隔间隔间隔间隔间隔检错、奇校验、偶校验检错、奇校验、偶校验检错、奇校验、偶校验检错、奇校验、偶校验 串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错检查传输中的错误，叫检查传输中的错误，叫检查传输中的错误，叫检查传输中的错误，叫检错检错检错检错;最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符

14、的各位之最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送外，再传送外，再传送外，再传送1 1 1 1位奇位奇位奇位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验：偶校验位。可采用奇校验或偶校验：偶校验位。可采用奇校验或偶校验：偶校验位。可采用奇校验或偶校验：奇校验奇校验奇校验奇校验：使所有传送的数位：使所有传送的数位：使所有传送的数位：使所有传送的数位(含校验位含校验位含校验位含校验位)中中中中1 1 1 1的个数为奇数的个数为奇数的个数为奇数的个数为奇数 偶校验偶校验偶校验偶校验：使所有传送的数位：使所有传送的数位：使所有传送的数位：使所有传送的

15、数位(含校验位含校验位含校验位含校验位)中中中中1 1 1 1的个数为偶数的个数为偶数的个数为偶数的个数为偶数LSBLSBLSBLSBMSBMSBMSBMSB起起起起始始始始位位位位数据位数据位数据位数据位校校校校验验验验位位位位停停停停止止止止位位位位奇校验算法：字节中全部码元进行异或运算，如结果为1，则全部码元1的总个数为奇数，其效验码为0，否则效验码为1。在接收时候，全部码元异或运算，结果1则正确，为0则错误。例：例：例：例：按按按按8 8 8 8位数据位，奇校验，位数据位，奇校验，位数据位，奇校验，位数据位，奇校验，1 1 1 1个停止位，个停止位，个停止位，个停止位，2400bps2

16、400bps2400bps2400bps发送字节发送字节发送字节发送字节65H(01100101B)65H(01100101B)65H(01100101B)65H(01100101B)，则则则则 TxDTxDTxDTxD上的波形为：上的波形为：上的波形为：上的波形为：D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7起起起起始始始始位位位位校校校校验验验验位位位位停停停停止止止止位位位位T T T TD D D DT T T TD D D D=1/2400=41

17、7 us=1/2400=417 us=1/2400=417 us=1/2400=417 us例：例：例：例：按按按按8 8 8 8位数据位，偶校验，位数据位，偶校验，位数据位，偶校验，位数据位，偶校验，2 2 2 2个停止位，个停止位，个停止位，个停止位，1200bps1200bps1200bps1200bps发送字节发送字节发送字节发送字节65H(01100101B)65H(01100101B)65H(01100101B)65H(01100101B)，则则则则 TxDTxDTxDTxD上的波形为：上的波形为：上的波形为：上的波形为：D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D

18、2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7起起起起始始始始位位位位校校校校验验验验位位位位停停停停止止止止位位位位T T T TD D D DT T T TD D D D=1/1200=833 us=1/1200=833 us=1/1200=833 us=1/1200=833 us 异步串行通信接收时的同步和定位异步串行通信接收时的同步和定位在异步串行通信接收中，在异步串行通信接收中，在异步串行通信接收中，在异步串行通信接收中，正确地识别正确地识别正确地识别正确地识别RxDRxDRxDRxD引脚上的起始位的过程称

19、为引脚上的起始位的过程称为引脚上的起始位的过程称为引脚上的起始位的过程称为同步同步同步同步；确认各数据位、校验位和停止位的过程称为确认各数据位、校验位和停止位的过程称为确认各数据位、校验位和停止位的过程称为确认各数据位、校验位和停止位的过程称为定位定位定位定位。Td=16TcTd=16TcTd=16TcTd=16Tc接收数据位接收数据位接收数据位接收数据位1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0接收时钟接收时钟接收时钟接收时钟TcTcTcTc起始位的确定起始位的确定起始位的确定起始位的确定同步过程同

20、步过程同步过程同步过程异步串行通信的同步和定位过程：异步串行通信的同步和定位过程：异步串行通信的同步和定位过程：异步串行通信的同步和定位过程：接收器在每个时钟（串口内部时钟）的上升沿采样接收器在每个时钟（串口内部时钟）的上升沿采样接收器在每个时钟（串口内部时钟）的上升沿采样接收器在每个时钟（串口内部时钟）的上升沿采样RxDRxDRxDRxD上的信上的信上的信上的信号，当连续地采样到号，当连续地采样到号，当连续地采样到号，当连续地采样到8 8 8 8个低电平时，就确认它为起始位。个低电平时，就确认它为起始位。个低电平时，就确认它为起始位。个低电平时，就确认它为起始位。通过通过通过通过这种方法，不

21、仅能够消除这种方法，不仅能够消除这种方法，不仅能够消除这种方法，不仅能够消除RxDRxDRxDRxD上上上上的干扰，而且还得到了起始位的干扰，而且还得到了起始位的干扰，而且还得到了起始位的干扰，而且还得到了起始位的中间点，并用作定位的时间基准。的中间点，并用作定位的时间基准。的中间点，并用作定位的时间基准。的中间点，并用作定位的时间基准。数据位的采样数据位的采样数据位的采样数据位的采样定位过程定位过程定位过程定位过程接收数据接收数据接收数据接收数据接收时钟接收时钟接收时钟接收时钟1 1 1 1 起始位起始位起始位起始位 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1

22、 1 TdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTdTd同步同步同步同步异步串行通信的定位过程：异步串行通信的定位过程：异步串行通信的定位过程：异步串行通信的定位过程：接收器接收器接收器接收器从从从从起始位的中间点（定位的时间基准）起始位的中间点（定位的时间基准）起始位的中间点（定位的时间基准）起始位的中间点（定位的时间基准）算起，每隔算起，每隔算起，每隔算起，每隔TdTdTdTd时间采样一次时间采样一次时间采样一次时间采样一次RxDRxDRxDRxD，将采样值作为各数据位、校验位和停止，将采样值作为各数据位、校验位和停止，将采样值作为各数据位、校验位和停止，将采

23、样值作为各数据位、校验位和停止位，从而实现定位。位，从而实现定位。位，从而实现定位。位，从而实现定位。相同的数据格式相同的数据格式相同的波特率相同的波特率相同的校验方式（若有）相同的校验方式（若有）两台设备之间进行串行通信两台设备之间进行串行通信两台设备之间进行串行通信两台设备之间进行串行通信多字节通信多字节通信多字节通信多字节通信字节字节1 1 1 1、字节、字节2 2 2 2、字节、字节3 3 3 3、字节、字节n n n n 各表示什么？各表示什么？间隔间隔允许取多大？允许取多大？超时等待超时等待字节字节字节字节1 1 1 1字节字节字节字节2 2 2 2字节字节字节字节3 3 3 3字

24、节字节字节字节n n n n 无间隔无间隔无间隔无间隔间隔间隔间隔间隔状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存器控制寄存器控制寄存器控制寄存器控制寄存器时钟与时钟与时钟与时钟与波特率波特率波特率波特率发生器发生器发生器发生器数据数据数据数据缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器控制控制控制控制逻辑逻辑逻辑逻辑地址地址地址地址译码译码译码译码DBDBDBDB数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器串行输出串行输出串行输出串行输出0 1 1 0 0 1 0 165H65H65H65H数据接收寄存器数据接收寄存器数据接收寄存器数据接收寄存器接收

25、移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器串行输入串行输入串行输入串行输入 1 0 1 0 0 1 1 065H65H65H65HCBCBCBCBABABABABPCPCPCPC机中的串口及其编程机中的串口及其编程机中的串口及其编程机中的串口及其编程D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D0 D1D2 D3D4D5D6D7D7 D6D5 D4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0D7 D6D5 D4D3D2D1D0TxDTxDTxDTxDRxDRxDRxDRxDD7

26、D5:D7D5:D7D5:D7D5:波特率设置波特率设置波特率设置波特率设置 000/000/000/000/110bps110bps110bps110bps 001/001/001/001/150bps150bps150bps150bps 010/010/010/010/300bps300bps300bps300bps 011/011/011/011/600bps600bps600bps600bps 100/100/100/100/1200bps1200bps1200bps1200bps 101/101/101/101/2400bps2400bps2400bps2400bps 110/110

27、/110/110/4800bps4800bps4800bps4800bps 111/111/111/111/9600bps9600bps9600bps9600bpsD4D3:D4D3:D4D3:D4D3:奇偶校验设置奇偶校验设置奇偶校验设置奇偶校验设置 00/00/00/00/无校验无校验无校验无校验 01/01/01/01/奇校验奇校验奇校验奇校验 10/10/10/10/无校验无校验无校验无校验 11/11/11/11/偶校验偶校验偶校验偶校验D2 :D2 :D2 :D2 :停止位长度设置停止位长度设置停止位长度设置停止位长度设置 0:0:0:0:1 1 1 1位位位位 1:1:1:1:2

28、 2 2 2位位位位D1D0:D1D0:D1D0:D1D0:数据位长度设置数据位长度设置数据位长度设置数据位长度设置 10:10:10:10:7 7 7 7位位位位 11:11:11:11:8 8 8 8位位位位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0串口控制寄存器：串口控制寄存器：串口控制寄存器：串口控制寄存器：用于设置串行通信的数据格式，用于设置串行通信的数据格式，用于设置串行通信的数据格式，用于设置串行通信的数据格式，包括波包括波包括波包括波特率

29、、停止位长度、数据位长度、奇偶校验方式的设置特率、停止位长度、数据位长度、奇偶校验方式的设置特率、停止位长度、数据位长度、奇偶校验方式的设置特率、停止位长度、数据位长度、奇偶校验方式的设置串口状态寄存器：串口状态寄存器：串口状态寄存器：串口状态寄存器：用于存放串行通信的状态，包括发送用于存放串行通信的状态，包括发送用于存放串行通信的状态，包括发送用于存放串行通信的状态，包括发送数据寄存器，接收数据寄存器，通信过程的状态等数据寄存器，接收数据寄存器，通信过程的状态等数据寄存器，接收数据寄存器，通信过程的状态等数据寄存器，接收数据寄存器，通信过程的状态等 D6:1=D6:1=D6:1=D6:1=发

30、送数据寄存器空发送数据寄存器空发送数据寄存器空发送数据寄存器空 D3:1=D3:1=D3:1=D3:1=帧格式错误帧格式错误帧格式错误帧格式错误 D2:1=D2:1=D2:1=D2:1=奇偶校验错误奇偶校验错误奇偶校验错误奇偶校验错误 D1:1=D1:1=D1:1=D1:1=溢出错误溢出错误溢出错误溢出错误 D0:1=D0:1=D0:1=D0:1=接收数据寄存器满接收数据寄存器满接收数据寄存器满接收数据寄存器满D7 D7 D7 D7 D6D6D6D6 D5 D4 D3 D2 D1 D5 D4 D3 D2 D1 D5 D4 D3 D2 D1 D5 D4 D3 D2 D1 D0D0D0D0发送数据

31、寄存器的状态发送数据寄存器的状态发送数据寄存器的状态发送数据寄存器的状态满满满满:当发送数据寄存器的数据未传送到移位寄存器时处于满状态；当发送数据寄存器的数据未传送到移位寄存器时处于满状态；当发送数据寄存器的数据未传送到移位寄存器时处于满状态；当发送数据寄存器的数据未传送到移位寄存器时处于满状态；空空空空:当发送数据寄存器的数据已传送到移位寄存器，当发送数据寄存器的数据已传送到移位寄存器，当发送数据寄存器的数据已传送到移位寄存器，当发送数据寄存器的数据已传送到移位寄存器，而新的数据还未写入发送数据寄存器时处于空状态而新的数据还未写入发送数据寄存器时处于空状态而新的数据还未写入发送数据寄存器时处

32、于空状态而新的数据还未写入发送数据寄存器时处于空状态仅当仅当仅当仅当发送数据寄存器为发送数据寄存器为发送数据寄存器为发送数据寄存器为空空空空时，才可以向其写数据！时，才可以向其写数据！时，才可以向其写数据！时，才可以向其写数据！发送发送发送发送数据数据数据数据寄存器寄存器寄存器寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0串行输出串行输出串行输出串行输出1 0 1 0 0 1 1 0A6HA6HA6HA6HA6HA6HA

33、6HA6H串口状态寄存器串口状态寄存器串口状态寄存器串口状态寄存器D7 D7 D7 D7 D6D6D6D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D5 D4 D3 D2 D1 D0接收数据寄存器的状态接收数据寄存器的状态接收数据寄存器的状态接收数据寄存器的状态满满满满:当接收移位寄存器从串行输入管脚接收一个字节的数据当接收移位寄存器从串行输入管脚接收一个字节的数据当接收移位寄存器从串行输入管脚接收一个字节的数据当接收移位寄存器从串行输入管脚接收一个字节的数据,并转换成并行数据自动存放到接收数据寄存器后并转换成并行数据自动存放

34、到接收数据寄存器后并转换成并行数据自动存放到接收数据寄存器后并转换成并行数据自动存放到接收数据寄存器后,接收数据数据寄存器处于满状态接收数据数据寄存器处于满状态接收数据数据寄存器处于满状态接收数据数据寄存器处于满状态.空空空空:当接收数据寄存器的数据被取走当接收数据寄存器的数据被取走当接收数据寄存器的数据被取走当接收数据寄存器的数据被取走,但新的数据未传入但新的数据未传入但新的数据未传入但新的数据未传入,数据接收寄存器处于空状态数据接收寄存器处于空状态数据接收寄存器处于空状态数据接收寄存器处于空状态.仅当仅当仅当仅当接收数据寄存器为接收数据寄存器为接收数据寄存器为接收数据寄存器为满满满满时，才

35、可以从其读数据！时，才可以从其读数据！时，才可以从其读数据！时，才可以从其读数据！串口状态寄存器串口状态寄存器串口状态寄存器串口状态寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D0D0D0接收数据寄存器接收数据寄存器接收数据寄存器接收数据寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7串行输

36、入串行输入串行输入串行输入0 1 1 0 0 1 0 1A6HA6HA6HA6HA6HA6HA6HA6H串口发送数据过程串口发送数据过程串口发送数据过程串口发送数据过程CPUCPUCPUCPU将待发送的数据将待发送的数据将待发送的数据将待发送的数据写入写入写入写入发送数据寄存器，发送数据寄存器，发送数据寄存器，发送数据寄存器，在发送移位寄存器空时由硬件在发送移位寄存器空时由硬件在发送移位寄存器空时由硬件在发送移位寄存器空时由硬件自动自动自动自动传送到移位寄存器中，传送到移位寄存器中，传送到移位寄存器中，传送到移位寄存器中，并由硬件并由硬件并由硬件并由硬件自动自动自动自动构成帧，并通过构成帧，并

37、通过构成帧，并通过构成帧，并通过TxDTxDTxDTxD逐位输出逐位输出逐位输出逐位输出;当发送数据寄存器空时，由硬件自动置位相应的状态标志位，当发送数据寄存器空时，由硬件自动置位相应的状态标志位，当发送数据寄存器空时，由硬件自动置位相应的状态标志位，当发送数据寄存器空时，由硬件自动置位相应的状态标志位，以通知以通知以通知以通知CPUCPUCPUCPU发下一个数据。发下一个数据。发下一个数据。发下一个数据。数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D

38、0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0D7 D6D5 D4 D3D2D1 D0串行输出串行输出串行输出串行输出1 0 1 0 0 1 1 065H65H65H65H65H65H65H65H自动自动编程编程串口查询方式串口查询方式串口查询方式串口查询方式发送数据流程发送数据流程发送数据流程发送数据流程N N N NY Y Y YN N N N读串口状态读串口状态读串口状态读串口状态 将欲发送的字节写入发将欲发送的字节写入发将欲发送的字节写入发将欲发送的字节写入发送数据寄存器送数据寄存器送数据寄存器送数据寄存器已发送完所有字节已发送完所有字节已发送完所有字节已发送完所有字节?发送数据寄存器空发

39、送数据寄存器空发送数据寄存器空发送数据寄存器空?Y Y Y Y串口接收数据过程串口接收数据过程串口接收数据过程串口接收数据过程硬件硬件硬件硬件自动自动自动自动监测监测监测监测RxDRxDRxDRxD,实现同步与定位，并逐位移入接收移位实现同步与定位，并逐位移入接收移位实现同步与定位，并逐位移入接收移位实现同步与定位，并逐位移入接收移位寄存器中，当一帧接收完毕，再寄存器中，当一帧接收完毕，再寄存器中，当一帧接收完毕，再寄存器中，当一帧接收完毕，再自动自动自动自动转存到接收数据寄存器转存到接收数据寄存器转存到接收数据寄存器转存到接收数据寄存器中，并自动置位数据接收寄存器满标志位，以通知中，并自动置

40、位数据接收寄存器满标志位，以通知中，并自动置位数据接收寄存器满标志位，以通知中，并自动置位数据接收寄存器满标志位，以通知CPUCPUCPUCPU可以可以可以可以读取数据。读取数据。读取数据。读取数据。数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器数据发送寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7D0 D1D2 D3 D4D5D6 D7串行输入串行输入串行输入串行输入0 1 1 0 0 1 0 1A6HA6HA6HA6HA6HA6HA6HA6H自动自动编程编程串

41、口查询方式串口查询方式串口查询方式串口查询方式接收数据流程接收数据流程接收数据流程接收数据流程N N N NY Y Y YN N N N读串口状态读串口状态读串口状态读串口状态 从接收数据寄存器中读从接收数据寄存器中读从接收数据寄存器中读从接收数据寄存器中读入字节并保存入字节并保存入字节并保存入字节并保存已接收完所有字符已接收完所有字符已接收完所有字符已接收完所有字符?接收数据寄存器满接收数据寄存器满接收数据寄存器满接收数据寄存器满?Y Y Y Y2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 电力系统通信技术概述电力系统通信技术概述-27-电力通信的地位电力通信的地位电力通信的地位电力通信的

42、地位 电力通信是为电力工业提供保障的重要基础设施电力通信是为电力工业提供保障的重要基础设施电力通信是为电力工业提供保障的重要基础设施电力通信是为电力工业提供保障的重要基础设施 电力工业是国民经济的重要基础产业电力工业是国民经济的重要基础产业电力工业是国民经济的重要基础产业电力工业是国民经济的重要基础产业体系结构体系结构行政电话会议电视系统SG-ERP站点视频监控线路状态监测应急指挥系统营销管理系统能量管理系统自动化监控广域相量测量故障信息管理其他调 度 数 据 网数 据 通 信 网调 度 交 换 网行 政 交 换 网光 传 输 网：O T N/W D M/S D H/M STP/P D H/A

43、 SO N等安 全I、I I区 数 据安 全I I区 语 音管理信息区专线管理信息区数据管理信息区语音其他雷电定位系统营销分析决策用电信息采集其他微波电路电力载波卫星通信公网电路O PG W光 缆ADSS光 缆管 道/架 空 光 缆业 务 网业 务 网传 送 网传 送 网应应用用业业务务业务网业务网业务网负责业务的交换、汇接等。业务网主要有：电话交换网：电话交换网：电话交换网：电话交换网：采用电话交换机，电路交换模式。目前，电信企业中，传统电话交换机已逐步退出，电话均采用软交换模式，即IP电话。调度交换网：调度交换网：调度交换网：调度交换网：利用调度数据网建设调度电话软交换网络 行政交换网：行

44、政交换网：行政交换网：行政交换网：利用综合数据网或MIS网建设行政电话软交换网络调度数据网：调度数据网：调度数据网：调度数据网：综合数据网综合数据网综合数据网综合数据网/数据通信网：数据通信网：数据通信网：数据通信网：MISMISMISMIS网：网：网：网：会议电视网：会议电视网：会议电视网：会议电视网：IP会议电视系统。支撑网主要涉及网管、时钟同步和监控。SDH设备、电话交换机等通过网管系统管理。通信专用电源或DC/DC模块、通信专用蓄电池、动力、环境等由监控系统管理。通信设备均需时钟同步支持（频率同步），配置同步时钟设备，按双GPS、双铷钟配置。支撑网综述支撑网综述传输网负责广域、大容量、

45、长距离的信号传输。电力通信传输网主要有：光纤通信：光纤通信：光纤通信：光纤通信：带宽、性能具有绝对优势，光缆价格低廉，因此成为绝对主流绝对主流绝对主流绝对主流。微波通信：微波通信：微波通信：微波通信：抗自然灾害的能力强，通常电路不会中断；主要缺点是受通道阻挡、站址选择、信道带宽、信道误码性能等条件限制。微波电路已逐步萎缩逐步萎缩逐步萎缩逐步萎缩，目前省干微波电路仍维持使用，地区微波电路已基本退役。电力线载波通信：电力线载波通信：电力线载波通信：电力线载波通信：信道质量差，带宽非常小，濒临淘汰濒临淘汰濒临淘汰濒临淘汰。目前，电力线载波基本均用于500kV、220kV无光缆线路的线路继电保护通道。

46、卫星通信：卫星通信：卫星通信：卫星通信：未来可作为应急通信应急通信应急通信应急通信手段传输网传输网主要有主要有主要有主要有OPGWOPGWOPGWOPGW、ADSSADSSADSSADSS和普通光缆三类。和普通光缆三类。和普通光缆三类。和普通光缆三类。OPGWOPGWOPGWOPGW、ADSSADSSADSSADSS属于特种光缆，用于高压、大档距场合。属于特种光缆，用于高压、大档距场合。属于特种光缆，用于高压、大档距场合。属于特种光缆，用于高压、大档距场合。普通光缆泛指电信企业常用的无金属光缆，主要用于普通光缆泛指电信企业常用的无金属光缆，主要用于普通光缆泛指电信企业常用的无金属光缆，主要用于

47、普通光缆泛指电信企业常用的无金属光缆，主要用于10kV10kV10kV10kV架空线或管道敷设。架空线或管道敷设。架空线或管道敷设。架空线或管道敷设。普通光缆普通光缆普通光缆普通光缆ADSSADSSADSSADSSOPGWOPGWOPGWOPGW20kV/10kV20kV/10kV20kV/10kV20kV/10kV35kV35kV35kV35kV110kV110kV110kV110kV220kV220kV220kV220kV500kV500kV500kV500kVOPGW：Optical fiber composite overhead ground wire ADSS：All-dielec

48、tric self-supporting optical cable电力企业应用的光缆电力企业应用的光缆应用应用应用应用业务业务业务业务ServicesServicesServicesServices数字数字专线专线IPIP网网宽带交换网宽带交换网ATMATMATMATM电路交换电路交换circuit switchingcircuit switchingcircuit switchingcircuit switching数据报交换数据报交换DatagramDatagramDatagramDatagram虚电路虚电路Virtual circuitVirtual circuitVirtual ci

49、rcuitVirtual circuit分组交换分组交换Packet switchingPacket switchingPacket switchingPacket switching模拟 Analog/频分复用FDM时分复用和数字交叉连接时分复用和数字交叉连接 TDM/DXCTDM/DXC数字数字 Digital/Digital/准同步和同步数字系列准同步和同步数字系列 PDH/SDHPDH/SDH电缆CablesCables光缆光缆OpticOpticOpticOptic微波微波MicrowaveMicrowaveMicrowaveMicrowave卫星Satellite其它 媒体媒体 M

50、edia Media Media Media 传输信道传输信道 Transmission Transmission Transmission Transmission channel channel channel channel 交换技术交换技术 Switching Switching Switching Switching technology technology technology technology 网络网络 Networks Networks Networks NetworksPCM:RS232PCM:RS232E&ME&M自动化自动化继电保护继电保护行政电话行政电话远程抄表远