【正文】 備都具有了此接口，廠家也常常會(huì)提供控制協(xié)議，便于在控制方面實(shí)現(xiàn)編程受控，現(xiàn)在越來越多的智能會(huì)議室和家居建設(shè)都采用了中央控制設(shè)備對(duì)多種受控設(shè)備的串口控制方式。現(xiàn)在的臺(tái)式電腦一般有兩個(gè)串行口：COM1和COM2，從設(shè)備管理器的端口列表中就可以看到。后來的PC上使用簡(jiǎn)化了的9芯D型插座。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，該接口只具有單站能力。1．RS232CRS232C也稱標(biāo)準(zhǔn)串口，是目前最常用的一種串行通訊接口。USB是近幾年發(fā)展起來的新型接口標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。 串行接口通信技術(shù)串口叫做串行接口，也稱串行通信接口，按電氣標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議來分包括RS232C、RS42RS48USB等。其中內(nèi)置開關(guān)電源為電信級(jí)電源，而外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上[6]。隨著運(yùn)營(yíng)商對(duì)設(shè)備網(wǎng)管的需求愈來愈多，光纖收發(fā)器的網(wǎng)管將日趨實(shí)用和智能。目前大多數(shù)廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)都是基于SNMP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上開發(fā)的，支持包括 Web、Telnet、CLI等多種管理方式。在這三種用戶端網(wǎng)管方式中，前兩種嚴(yán)格來說只是對(duì)用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，而第三種才是真正的遠(yuǎn)程網(wǎng)管。主網(wǎng)管模塊一方面需要輪詢自己機(jī)架上的網(wǎng)管信息，另一方面還需收集所有從子架上的信息，然后匯總并提交給網(wǎng)管服務(wù)器。對(duì)于可網(wǎng)管的光纖收發(fā)器還可以細(xì)分為局端可網(wǎng)管和用戶端可網(wǎng)管。網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：支持電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理。機(jī)架式（模塊化）光纖收發(fā)器適用于多用戶的匯聚，如小區(qū)的中心機(jī)房必須滿足小區(qū)內(nèi)所有交換機(jī)的上聯(lián)，使用機(jī)架便于實(shí)現(xiàn)對(duì)所有模塊型光纖收發(fā)器的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一供電，目前國(guó)內(nèi)的機(jī)架多為 16 槽產(chǎn)品，即一個(gè)機(jī)架中最多可加插 16 個(gè)模塊式光纖收發(fā)器。按結(jié)構(gòu)來分，可以分為桌面式（獨(dú)立式）光纖收發(fā)器和機(jī)架式光纖收發(fā)器。? 按結(jié)構(gòu)分類桌面式（獨(dú)立式）光纖收發(fā)器：獨(dú)立式用戶端設(shè)備。這樣既減少了數(shù)據(jù)沖突的可能又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，因?0/100M 的光纖收發(fā)器適合于工作在速率不固定的鏈路上[3]。該轉(zhuǎn)發(fā)方式具有轉(zhuǎn)發(fā)速度快、通透率高、時(shí)延低等方面的優(yōu)勢(shì)，適合應(yīng)用于速率固定的鏈路上，同時(shí)由于此類設(shè)備在正常通信前沒有一個(gè)自協(xié)商的過程，因此在兼容性和穩(wěn)定性方面做得更好,而10/100M光纖收發(fā)器是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，在這一層光纖收發(fā)器使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制，這樣轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制對(duì)接收到的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都要讀取它的源MAC地址、目的MAC地址和數(shù)據(jù)凈荷，并在完成 CRC 循環(huán)冗余校驗(yàn)以后才將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。按工作層次/速率來分，可以分為單 10M、100M 的光纖收發(fā)器、10/100M 自適應(yīng)的光纖收發(fā)器和 1000M 光纖收發(fā)器。? 按工作層次/速率分類100M 以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：工作在物理層。另外由于使用了波分復(fù)用，單纖收發(fā)器產(chǎn)品普遍存在信號(hào)衰耗大的特點(diǎn)。這類產(chǎn)品采用了波分復(fù)用的技術(shù)，使用的波長(zhǎng)多為1310nm 和 1550nm[2]。雙纖光纖收發(fā)器：接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一對(duì)光纖上傳輸。需要指出的是因傳輸距離的不同，光纖收發(fā)器本身的發(fā)射功率、接收靈敏度和使用波長(zhǎng)也會(huì)不一樣,如5公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率一般在20～14db 之間，接收靈敏度為30db，使用 1310nm 的波長(zhǎng)；而 120公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率多在5～0dB 之間，接收靈敏度為38dB，使用 1550nm 的波長(zhǎng)[2]。? 按光纖性質(zhì)分類單模光纖收發(fā)器：傳輸距離20公里～120公里；多模光纖收發(fā)器：傳輸距離2公里～5公里；按光纖來分，可以分為多模光纖收發(fā)器和單模光纖收發(fā)器。時(shí)下由于國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商正在大力建設(shè)小區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)，因此光纖收發(fā)器產(chǎn)品的用量也在不斷提高，以更好地滿足接入網(wǎng)的建設(shè)需要。 光纖收發(fā)器分類目前國(guó)外和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖收發(fā)器的廠商很多，產(chǎn)品線也極為豐富。企業(yè)在進(jìn)行信息化基礎(chǔ)建設(shè)時(shí)，通常更多地關(guān)注路由器、交換機(jī)乃至網(wǎng)卡等用于節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，卻往往忽略介質(zhì)轉(zhuǎn)換這種非網(wǎng)絡(luò)核心必不可少的設(shè)備。 什么是光纖收發(fā)器光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號(hào)和長(zhǎng)距離的光信號(hào)進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器。光纖收發(fā)器的出現(xiàn)，將雙絞線電信號(hào)和光信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，確保了數(shù)據(jù)包在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間順暢傳輸，同時(shí)它將網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離極限從銅線的100米擴(kuò)展到100公里（單模光纖）。近年來，隨著布線標(biāo)準(zhǔn)的改變，光電器件、光纜、連接器技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用帶寬的逐步升級(jí)，光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用日益普及，很多用戶開始考慮用“光纖到桌面”來替代水平布線系統(tǒng)中的銅纜方案。在一些規(guī)模較大的企業(yè)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)直接使用光纖為傳輸介質(zhì)建立骨干網(wǎng)，而內(nèi)部局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)一般為銅線，如何實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)同光纖主干網(wǎng)相連呢？這就需要在不同端口、不同線形、不同光纖間進(jìn)行轉(zhuǎn)換并保證鏈接質(zhì)量。但是傳統(tǒng)的5類線電纜只能將以太網(wǎng)電信號(hào)傳輸100米，在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不能適應(yīng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要。光纖收發(fā)器不僅大大簡(jiǎn)化局域網(wǎng)的升級(jí),而且可以保護(hù)原有銅纜LAN設(shè)備的投資，成為當(dāng)前市場(chǎng)的迫切需要。但完整地考慮一個(gè)光纖到桌面的解決方案，不僅要有光纖信息出口和光纖配線箱，還需要價(jià)格昂貴的光纖網(wǎng)卡和光出口集線器，整個(gè)系統(tǒng)成本大大提高。
[關(guān)鍵詞]光纖收發(fā)器 串行總線 ARM 光電模塊 光纖通信Serial Bus Optical Fiber Transceiver Design and Implementation[Abstract] With the growing popularity of fiberoptic network products, more and more users start to consider the use of fiber instead of traditional copper in network cabling. In which the fiber optic transceivers to fiber optic cabling is a more costeffective manner. This paper proposed interface program and its implementation which based on the integration of fiber optic transceivers. The data transceiver system posed of photovoltaic modules, the bus controller, fiber and ARM which as this system’s core. The system bus controller output electrical signal from the sending end, through the photovoltaic modules to convert electrical signal to optical signals, and then through fiber optic transmission to the receiving end of photovoltaic modules and converted into electrical signals, and finally sent to the receiving end bus controller. Focus in the physical production system peripheral circuit design, through filtering, the function of external circuit, then the signal can transmit between the fiber and the bus controller, and finally the use of devices such as the ARM development board, the photoelectric converter, the bus controller and Keil, altium designer and other development tools to plete the serial bus fiberoptic transceiver interface circuit.[Key Words] Fiber converter Serial bus ARM Photovoltaic modules Optical Fiber目 錄第一章 緒論 1 光纖收發(fā)器 1 光纖收發(fā)器概況 1 什么是光纖收發(fā)器 1 光纖收發(fā)器分類 2 4 串行接口通信技術(shù) 4 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 5 7第二章 總體概要設(shè)計(jì) 8 8 CAN總線與RS485的比較 9 設(shè)計(jì)方案 10第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 12 12 12 13 接口定義 15 17 17 19模塊管腳定義 17 18第四章 系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)現(xiàn)過程 25 KELC軟件介紹 25 C進(jìn)行硬件開發(fā) 25 C進(jìn)行單片機(jī)軟件開發(fā)的步驟 25 C注意事項(xiàng) 25 軟件設(shè)計(jì)和測(cè)試流程 26結(jié) 論 30致謝語 31參考文獻(xiàn) 32附錄: 33引 言自70年代以來，光纖憑借自身的一些固有特性(如不受噪聲干擾、保密性好以及高傳輸帶寬等)成為各種應(yīng)用領(lǐng)域的理想傳輸介質(zhì)。該系統(tǒng)由發(fā)送端總線控制器輸出電信號(hào)，通過光電模塊轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)光纖傳送至接收端光電模塊并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，最后傳送至接收端總線控制器。本文提出了一種基于光纖收發(fā)一體化而設(shè)計(jì)的接口方案及其實(shí)現(xiàn)方法。畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))GRADUATION　THESIS　（DESIGN）串行總線光纖收發(fā)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)串行總線光纖收發(fā)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Serial Bus Optical Fiber Transceiver Design and Implementation串行總線光纖收發(fā)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [摘要] 隨著光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的日益普及，在網(wǎng)絡(luò)布線中，越來越多的用戶開始考慮使用光纖來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅纜。其中采用“光纖收發(fā)器”來實(shí)現(xiàn)光纖布線是一種較為經(jīng)濟(jì)有效的方式。以ARM為核心，由光電模塊、總線控制器、光纖等組成一個(gè)數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。在實(shí)物制作中重點(diǎn)完成系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，通過外圍電路的濾波功能實(shí)現(xiàn)光纖與總線控制器之間的信號(hào)傳輸，最后利用ARM開發(fā)板、光電轉(zhuǎn)換器和總線控制器等器件，Keil、altium designer等開發(fā)工具，完成整個(gè)串行總線光纖收發(fā)器接口電路。近年來，隨著布線標(biāo)準(zhǔn)的改變，光電器件、光纜、連接器技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用帶寬的逐步升級(jí)，光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用日益普及，很多用戶開始考慮用“光纖到桌面”來替代水平布線系統(tǒng)中的銅纜方案。一種經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)光纖到桌面的方法是使用光纖收發(fā)器(即光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器)。第一章 緒論 光纖收發(fā)器 光纖收發(fā)器概況信息化建設(shè)的突飛猛進(jìn)，人們對(duì)于數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，以太網(wǎng)寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，光纖收發(fā)器正是利用了光纖這一高速傳播介質(zhì)很好的解決了以太網(wǎng)在傳輸方面的問題。光纖憑借自身的一些固有特性(如不受噪聲干擾、保密性好以及高傳輸帶寬等)成為各種應(yīng)用領(lǐng)域的理想傳輸介質(zhì)。一種應(yīng)用在以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)有效的光纖到桌面的方法是：使用光纖收發(fā)器(即光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器)。光纖收發(fā)器不僅大大簡(jiǎn)化局域網(wǎng)的升級(jí)，而且可以保護(hù)原有銅纜 LAN 設(shè)備的投資，當(dāng)前市場(chǎng)需要很大[1]。產(chǎn)品一般應(yīng)用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長(zhǎng)傳輸距離的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，且通常定位于寬帶城域網(wǎng)的接入層應(yīng)用，同時(shí)在把光纖