JB/T 5755-1991 工业异步通信数据链路层和物理层

L07中华人民共和圜机械行业标准JB/T5755-1991工业异步通信数据链路层和物理层1991-10-21发布1992-10-01实施中华人民共和国机械电子工业部发布目次1主题内容与适用范围…(1)2引用标准(1)3代号(1)4数据传输速率∴5物理层(第一层)(2)6数据链路层(第二层)附录A定时值(参考件)(11)附录B半双工通信流程图(参考件)(12)附录C使用37芯、25芯、15芯连接器的互连电路(参考件)…附录D传输控制字符中英文对照表(参考件)∴………(18)中华人民共和国机械行业标准JB/T5755-1991工业异步通信数据链路层和物理层本标准参照采用国际标准ISO8867—88《工业异步通信数据链路层和物理层》1主题内容与适用范围本标准规定了以串行异步方式传输数据的物理接口与通信协议,它支持全双工或半双工的通信方式。本标准适用于工厂主计算机与用计算机控制的自动化设备两点间点对点连接的通信。本标准对应于GB9387(ISO7498)开放系统互连—基本参考模型的物理层(第一层)和链路层(第二层)2引用标准GB1988信息处理信息交换用7位编码字符GB3453信息处理数据通信基本控制规程—基本部分基本型控制规程—编码独立的信息传送控制规程基本型控制规程一全双向传输控制规程GB3454信息处理数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口电路定义表GB3455信息处理非平衡双流接口电路的电器特性GB5271.9数据处理词汇09部分:数据通信GB6107利用串行二进制数进行数据交换数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口GB9387信息处理开放系统互连一基本参考模型GB9950数据通信37芯 DTE/DCE接口连接器和引线分配GB9952数据通信15芯 DTEDCE接口连接器和引线分配GB11014平衡型电压数字接口电路的电气特性GB11383信息处理信息交换用八位代码结构和编码规则SJ/9081信息处理起止式同步传输的字符结构SJZ9104数据通信25芯 DTE/DCE接口连接器及引线分配3代号3.1DLE——数据链路转义符DLE与紧随其后的八位二进制代码形成传输控制功能,6.1条表1中列出的字符可随DLE使用3.2 DLE ENQ询问它是发送站请求接收站给出应答时发送的传输控制字符序列,它在建立数据链路时发送;在传输阶段,请求对前一次询问的回答时,它要重发送;若在传输报文正文中,发送 DLE ENQ,则立即停止传输,所传信息作废,接收站用 DLE NAK回答。3.3 DLE EOT——传输结束当发送站发送 DLE EOT时,表明传输结束或异常结束。此时发送站和接收站的传输同时被终止。机械电子工业部1991-10-21批准1992-10-01实施JB/T5755-199134 DLE NAK—否认当接收站不准备接收,或接收到不正确信息时,向发送站发送 DLE NAK否认传输控制字符序列。3.5 DLE ETX—正文结束它用作结束正文的传输控制字符序列,在它后面为用作数据块检验的块检验序列BCS。 DEL ETX属于数据检验范围。3.6 DLE STX——正文开始DLE STX传输控制字符序列直接放在正文前面,用以引出正文。它不属于数据检验范围3.7DLE0和DLE1(或ACK0和ACK1)——交替认可它们是接收站发给发送站作为认可应答的传输控制字符序列。在传输建立阶段发送DLE0,进入正文传输阶段先发送DLE1,而后交替发送DLE0和DLE1予以认可。3. 8 DLE认可应答后等待它是接收站发送给发送站的认可应答(代替DLE0和DLE1),且表明接收站暂时不能接收信息,要求发送站暂停发送。3.9DLE<—带中断的认可应答它是接收站发给发送站作为带中断的认可应答传输控制字符序列,它代替常规的DLE0,DLE1。发送站要用 DLE EOT回答。3.10 DLEDLE它表示被传输的信息为DLE字符。数据传输速率数据传输接口的数据传输速率可选用110/3006001202400/48009600/19200位/秒等八种。5物理层(第一层)5.1机械接口机械接口规定采用37芯连接器(见GB9950)或15芯连接器(见GB9952)或25芯连接器(见SJ/91045.2电气接口工业异步通信中,物理层电气接口根据信息传输距离、传输速率和工业现场干扰情况可选用GB6107(EA-RS-232C)或GB11014(EIA-RS422)规定的通信接口电路。5.3电路互连GB6107和GB11014规定的接囗电路互连如图1和图2所示。37芯、25芯和15芯连接器各插针的定义和互连见附录C(参考件主计算机自动化控制设备发送数据SDSD发送数据接收数据RDRD搂收数据发送请求RTsRS发送请求允许发送cTscTs允许发透数据设备就绪DsRDsR数据设备就绪数据终端就绪DTRDTR数据终端就绪屏蔽地GG屏蔽地信号地SGSG信号地图1GB6107规定的电气接口的互连JB/T5755-1991主计算机自动化控制设备发送数据SDSD发送数发送数据SDSD发送数据接收数据RDRD接收数据接收数据,RDRD接收数据数据终端准备TRTR数据终端准备数据终端准备TRTR数据终端准备发送准备csLcs发送准备发透准备cScS发送准备屏蔽地GG屏蔽信号地SGSG信号地图2GB11014规定的接口电路的互连5.4字符格式在主计算机和自动化设备之间传输数据时,传送的字符可以是任意的正文字符或定义的传输控制字符,字符格式如图3所示,它包含以下元素a.1个起始位b.8个信息位正文字符,由任何八位二进制数组合构成。——传输控制字符,按照GB3453规定的八位格式。传输信息的最低位紧跟起始位。c.1个或2个停止位(传输速率110位秒时用2个停止位)D1 D2 D3 D Ds DD起始位8位信息1个或2个停止位最长11位图3字符格式6数据链路层(第二层)通信协议采用GB3453的规定。在这里只用正文块,不带标题。差错防护也按照GB3453的规定。6.1传输控制字符传输控制字符(TCC)在表1中列出。表1传输控制字符用列/行表示用十六进制表示K0/6X"06DLE1/0ENO0/4ETX0/3NAK1/5JB/T5755-1991续表1代用列/行表示用十六进制表示STK0/23/11X3B′3/1X"310X′30′<3/12X′3C′3/146.2透明性能传输仼意代码数据称为传输的透明性,采用GB3453中编码独立的信息传送控制规程,可达到传输的透明性。6.3半双工通信数据链路协议6.3.1报文传输数据链路协议包括以下三个阶段a.建立数据链路阶段;b.数据传输阶段;c.结束阶段具体情况如表2所示,半双工通信流程见附录B(参考件表2报文传输DLE ENQDLEDLE STX TEXTI DLE ETX BCSDIDLE STX TEXT2 DLE ETX BCSDLE ODLE STX TEXT3 DLE ETX BCSDLE 1DLE EOT建立数据链路阶段数据传输阶段结束阶段注:S为发送站;R为接收站6.3.1.1建立数据链路阶段a.建立数据链路阶段前,两站都要处于空闲状态,两站均允许起动传输。b发送站发送 DLE ENQ,请求接收站接收正文,若接收站同意进入数据传输阶段,则发送DLE0,当发送站收到DLE0就进入数据传输阶段。c.若发送站接收到否认信号或超过T1(见632条b)周期仍未收到认可信号,则发送站发DLEENQ重新请求,最多可重发4次,若最后发送站仍没收到DLE0,则表明接收站不可能接收任何正文,发送站将发 DLE EOT结束传输。d.优先权半双工通信时,由于两站同时发送 DLE ENQ,产生信号碰撞,故要确定优先权,规定主计算机具有低的优先权,拥有高优先权的站发送的 DLE ENC有效,而主计算机站要取消自己的请求,并发送DLE0予以认可应答数据链路建立过程如图4所示JB/T5755-1991发送站接收站DLE EOT)……………………………………………→(数据链路复拉)DLE ENO)…………………………………………建立數据链路)KD.E D),,,我据链路建立,正常传输开始、非4KOLE EOT)………………………→(报文怍度效据皚强终止”KDSE EOT):.……→(据链路复位4(DLE ENQ)立数据链路…(DLE0)+甲,由平,卡““4据链路建立,正常传精开始图4数据链路建立过程注:1)在此期间,发送站只接收DLE0和 DLE ENQ,其他信息均不予理睬2)在此期间,全部传输停止6.3.1.2数据传输阶段a.发送站在发送 DLE STX时进入数据传输阶段,接收站接收到 DLE STX后进入数据传输阶段。b.发送的正文不带传输控制字符序列,正文块长度可变,最多可传512个字节,每一个字节由任意的八位二进制数码组成。c.接收站开始发送DLE1认可正确的接收块,而后交替发送DLE0、DLE1认可正确的接收块。d.发送站收到有效的认可信号后,或发送下一正文块或进入结束阶段。e.若接收站希望结束传输,在它正确接收正文后,要发送带中断的认可应答DLE<,发送站接收此信号后,进入传输结束阶段f.传输正文中出现DLE字符时,要在发送DLE时插入一附加的DLE字符,用双DLE标记DE正文字符,接收站要从接收的两个连续DLE字符中消去一个,剩下的DLE作为传输正文的一部分被接收。g.接收站若检测到差错,则以 DLE NAK回答,并等待接收正文6.3.1.3结束阶段任何时候可用 DLE EOT结束接收站和发送站的传输,结束传输时,接收站和发送站要同时终止传输6.3.2定时器与超时控制为了消除由于不正确的传输控制字符序列等原因造成的不确定状态,为此,设置下述定时器,利用超时控制,达到重新起动、恢复或结束传输过程。a.接收定时器T当接收站接收 DLE STX时,起动接收定时器TT值见附录A(参考件)],若在T期间接收站没有接收到 DLE ETX,则接收站发送 DLE NAK,并等待接收信息。b.应答定时器T1发送站发送 DLE ENQ或BCS时,要起动应答定时器T1,若在T1期间发送站没有从接收站收到有效的认可控制字符序列,则发送站重发送最后传输的信息,最多可重发送4次c.空闲定时器T2JB/T5755-1991接收站发送任一应答控制字符序列DLE0、DLE1、DLE<或 DLE NAK时,要起动空闲定时器T2,若在T2期间接收站没有从发送站收到有效传输控制字符序列(可以是BCS或 DLE ENQ或 DLE EOT)则接收站恢复到空闲状态。6.3.3差错处理6.3.3.1差错检测a.按GB3453规定,在数据传输过程中,对传输正文进行CRC循环冗余检验,即发送站发送正文后附加发送BCS块检验序列,接收站对接收的报文进行检验,以便发现差错。BCS块检验序列产生方法为:发送站把串行传送的正文序列与 DLE ETX序列作为一个数,乘以Ⅹ,然后除以(模2)生成多项式(X+X2+X5+1),所得十六位余数为BCS块检验序列。为标记目的插入的DLE字符包括在正文字符序列内。b.发送站在发送 DLE ETX序列后,以发送BCS的最高有效位开始,顺序发送两字节长的BCS块检验序列。c.接收站将收到的报文(不包括 DLE STX)作为一个数除以(模2)生成多项式(X+X2+X5+1)如所得余数为0,表示传输无差错。6.3.3.2差错恢复a.在数据链路建立阶段发送站最多可重发4次 DLE EN即共发5次)若第4次重发送 DLE ENQ后,发送站仍没有收到有效的认可控制字符序列,则它要发 DLE EOT,并使两站恢复到空闲状态。b.在数据传输阶段,若发送站接收到否认控制序列 DLE NAK,则它要重发送报文,最多重发送4次;若此时发送站仍没有接收到有效的认可信号,它则要发送 DLE ENQ询问信号,最多可重发送4次,若第5次询问均没有接收到有效的认可控制字符序列,则它要发送 DLE EOT,使其恢复到空闲状态;当接收站收到 DLE ENQ时,它要重发送最后的认可控制序列。6.4全双工通信数据链路协议6.4.1概述本条规定了在采用全双工通信方式时,如何利用传输控制字符序列建立通信,传输报文和结束通信。6.4.1.1硬件环境硬件环境为a.异步串行传输b.交换或非交换链路C.全双工线d.点——一点连接。6.4.1.2软件环境软件环境为a.相关分块报文;b.交错应答(传输之间应答);c.CRC差错检验;d.交替认可。6.4.1.3数据链路建立a.起动建立过程以前,发送 DLE EOT,使接收站和发送站的本地缓冲寄存器和标记复位,全双工线被清零。b.建立过程发送站发送 DLE ENQ,并启动应答定时器,等待回答,接收站收到 DLE ENQ后,若准备接JB/T5755-1991收信息,则发,DLE0。c.数据链路建立接收站和发送站同时被启动,发送站即可开始发送报文数据链路建立过程如图4所示。6.4.1.4数据传输阶段全双工通信数据链路建立以后,任一发送站均可给接收站发送报文,发送报文的格式如图5所示。DLE STX正文 DLE ETX BCS 1 BCS2图5传输报文格式DLE STX报文正文开始DLE ETX报文正文结束BCS1块检验序列高字节,BCS2块检验序列低字节。报文正文最长包含544个字符。接收站要用DLE0、DLE1(或ACK0、ACK1) DLE NAK、DLE;或 DLE EOT等传输字符序列中的一个来应答接收的报文正文若发送的报文正文中有DLE字符,则要插入一附加的DLE字符,以达到传输的透明性,但插入的DLE字符不置于缓冲寄存器中,也不计算在报文正文长度内发送BCS2字符后要启动应答定时器6.4.1.5应答接收站应答接收站对接收的报文进行与半双工通信相同的CRC循环冗余检验,如检验无差错,则接收站交替发送DLE1、DLE0予以认可应答。若检验有差错,则接收站发 DLE NAK,要求发送站重发报文。接收站最多可连续发4次DLENAK,若接收站连续5次未收到有效的报文,则接收站发送 DLE EOT结束传输。b.发送站应答发送站仅在应答定时器超时或收到有效应答之后,才能退出等待状态,并允许发送后续报文若接收站以 DLE NAK应答,则发送站要重发上一次的报文,如果4次连续重发送后,仍未收到有效认可信号,则发送站要发送 DLE EOT结束传输。c.暂停发送状态的应答当接收站正常接收信息后,暂不接收另外的信息,则发送DLE;给发送站予以认可应答,并要求发送站暂停发送。发送站收到DLE,暂停向接收站发送报文,并启动WACK定时器(见6422条当WACK定时器超时动作时,发送站发 DLE ENQ,若接收站还不能接收报文,则接收站仍发送DLE,予以应答若接收站能接收报文,则交替发送DLE0、DLE1予以认可应答。由于上次发送的报文接收站已正常接收,因此暂停状态的应答不改变 DLE O/DLE1的应答次序,例如DLE0DLE;DEL1。d. DLE ENQ的应答在数据链路建立阶段,接收站以DLE0应答 DLE ENC。在报文传输过程中,若发送站发送 DLE ENQ,则接收站要重发上次的应答。在报文传输阶段,如果接收站在 DLE STX与 DLE ETX之间检测到 DLE ENQ,接收站认为是传输差错,立即向发送站发送 DLE NAKJB/T5755-1991在暂停发送状态,对 DLE ENQ的应答见6415条c中的说明。6.4.1.6恢复规程恢复规程适用于以下情况a.应答定时器(见6421条)超时当应答定时器超时时,发送站向接收站发 DLE ENQ,要求接收站重发上次的应答,最多可重发4次。b.接收的DLE0、DLE1不匹配若发送报文的链路状态与接收到的DLE0、DLE1(或ACK0、ACK1)不匹配,则发送站发 DLE ENQ,最多发5次,如5次发送后,仍未接收到正确的DLE0,或DLE1(或ACK0、ACK1),则发送 DLE EOT;若接收到的DLE0、DLE1(或ACK0、ACK1)与报文链路匹配,则应答有效,开始下一步传输。c.接收 DLE NAK否认传输控制字符序列接收站收到无效报文,或接收的报文检验有差错,均向发送站发 DLE NAK。当发送站接收到DLENAK后要重发上次的报文,可重发4次,若仍接收到否认信号,则发送 DLE EOT结束传输。若应答有效,则开始下一步的传输,且无需改变应答DLE1、DLE0的交替顺序,例如,DLE0、DLE1、 DLE NAK、DLE06.4.1.7传输结束接收站和发送站均可发送 DLE EO。发送 DLE EOT后,接收和发送站均终止传输6.4.2定时器6.4.2.1应答定时器在接收到无效应答信号或无应答信号时,发送站利用应答定时器保护系统。在发送站发送DLEENQ或BCS2后,以初始值启动应答定时器,当发送站接收到有效应答控制字符序列,如DLE0、LE1、 DLE NAK、 DLE EOT以后,停止应答定时器的工作。当应答定时器超时动作时,发送站要发送 DLE ENQ,最多允许超时重发4次,若此时发送站仍未收到应答控制字符序列,则要发 DLE EOT结束传输。6.4.2.2WACK定时器在暂停发送状态,发送站利用WACK定时器确定它暂停发送的时间,在发送站从接收站接收到DLE;后,以初始值启动WACK定时器,当WACK定时器超时动作时,发送站要发送 DLE ENQ询问接收站,若接收站可恢复传输,则要以DLE0、DLE1(或ACKO、ACK1)应答;若接收站仍不能恢复传输,则要发DLE。6.4.3差错恢复采用CRC循环冗余检验进行差错检验,它仅用于报文正文的传输,不可应用于应答控制字符序列生成传输正文块的CRC检验码方法与半双工通信方式相同(见6.3.3.1条)由于通信线路故障,应答DLE1有可能产生下述差错a.误认为是DLE0被接收b.以任何无意义的字符表示,不能被识别c.误认为是DLE;被接收d.误认为是 DLE ENQ被接收利用定时器和报文链路状态,可检测岀上述各种差错,定时器超时动作时给发送站一警告,告知应答丢失;若报文链路状态与DLE0、DLE1(或ACK0、ACK1)的标号不匹配,则表明发JB/T5755-1991送站接收到的应答不正确。如果发送站确认接收到的DLE1无效时,则要发送 DLE ENQ进行询问。6.4.4数据链路控制协议举例下列举例中报文的格式为DLE STX|正文| DLE ETX BCS1BCSa.起动通信链路站1或站2 DLE EOT-— DLE ENQ发送站接收站DLE注:任何一站均能启动通信链路,启动时,接收站和发送站同时被启动。b.终止紧接着启动A 1 DLE EOT DLE EOT--DLE ENQ发送站(终止)站接收站DLE Oc.特殊情况起动站1 DLE EOTDLE ENQ发送站站2DLE EOTDLE 0接收站(忽略)d.两站同时启动站1 DLE EOT DLE ENQ PLE0发送站/接收站站2 DLE EOT DLE ENQ DLE0发送站接收站e.站1发送报文给站2站发送站报文1报文?报文3报文4站2DLEDLE 0 DLE接收站f.站2发送报文给站1站2报文1报文2报文3报文4发送站站DLE 1DLE 0 DLE接收站JB/T5755-1991g.站1发送报文给站2,同时站2发送报文给站1站1)报文1报文2DLE1报文3DLEQ报文4发送/接收站站DLE1报文1DLE0报文2DLE1报文3发送/接收站注:1)本标准不允许应答与报文一起发送。h.暂停发送发送站报文报文enQ报文接收站DLEDLE发送站 PLE ENQ DLE ENQ报文4接收站(续上)DLE;DLE1DLE0发送站报文报文报文2报文3接收站DLE NAKDLE 0j.发送站终止传输发送站)报文1报文2DLE EOT接收站1)DLEDLE 0注:1)发送 DLE EOT后,接收站和发送站均终止传输k.接收站终止传输发送站)报文1报文2接收站1)DLE EOT注:1)发送 DLE EOT后,接收站和发送站均终止传输应答超时发送站报文报文应答定时器超时动作报文2DLE ENQ接收站无应答信号DLE 0JB/T5755-1991附录A定时值(参考件)A1本标准不定义具体定时值,只给出一个建议的方程式,可用来计算各定时器的值T=N×NCD×BPC÷BR.(A式中:T—定时器值,毫秒;NCD——传输字符数(半双工通信定为518,全双工通信为550)BPC—每个字符的位数BR——数据传输速率,位秒N——系统延迟系数。T是传输报文长度和数据传输速率的函数,系统延迟系数N依赖系统和执行的传输过程。考虑传输的透明性,传输包括DLE字符的正文所需时间比一般正文要长,再考虑传输其他控制字符的时间。建议系统延迟系数N最小取3。举例:如BP=9600位/秒NCD=518BPC=10N=3T=3×518X10x10009600=1619(毫秒)11JB/T5755-1991附录半双工通信流程图(参考件)BⅠ建立数据链路阶段(启动)流程图见图BL。发送站接收站起动DLE EOTDLE ENQ(定时器T1)无应答信号(定时器T1)或无效应答信号次询问DLE EOT起动传输线放弃服务传输一个数据DLE 0图JB/T5755-1991B2数据传输阶段流程图见图B2。发送站接收站数据传输DLE STX正文DLE ETX BCS(定时器T1无应答信号(定时器T1)DLEDLE或无效应答信号NAKDLE带中断恢复否认的认可认可5次发重发送最后的数据块传输一块数据或更多的数据块N下一个数据块DLE EOT起动起动图B2JB/T5755-1991B3发送一个数据块的恢复过程流程图见图B3发送站接收站DLE ENQ最后认可重发送(定时器T1)无应答信号定时器T或无效应答信号DLEDLEDLENAK或DLE带中断询问否认交替认可认可DLE EOT传输线放弃服务发送NY交替正确数据传输发送一块数据或多块数据DLE EOT—(起动图B3JB/T5755-1991附录使用37芯、25芯、15芯连接器的互连电路(参考件)C137芯连接器互连电路CL.1使用GB6107规定的非平衡双流电路时,37芯连接器插针定义见表C1,插针连线图见图Cl。表C1插针号电路号插针号电路号说明屏蔽地0|接收数据102信号地发送准备好103发送数据发送准备好104接收数据108,数据终端准备好主计算机自动化控制设备插针号插针号103104106l082图C1CL.2使用GB1014规定的平衡双流电路时,37芯连接器插针定义见表C2,插针连线图见图C2。表C2插针号电路号说明插针号电路号说明屏蔽地请求发送1910信号地发送准备好103发送数据数据设备准备好103发送数据数据终端准备好6104收数据108,数据终端准备好JB/T5755-1991主计算机自动化控制设备插针号针号104106图CC225芯连接器互连电路使用GB6107规定的非平衡双流电路时,25芯连接器插针定义见表C3,插针连线图见图C3。表插针号电路号说明插针号电路号说明屏蔽地请求数据102信号地发送准备好103发送数据6数据设备准备好104接收数据108,数据终端准备好主计算机自动化控制设备插针号插针号104图C3C315芯连接器互连电路C3.1使用GB6107规定的非平衡双流电路时,15芯连接器插针定义见表C4,插针连线图见图C4。JB/T5755-1991表C插针号电路号说明插针号电路号说明屏蔽地8信号地或公共回路T发送数据GaDTE公共回路R接收数据GbDCE公共回路主计算机自动化控制设备插针号插针号R图CC3.2使用GB11014规定的平衡双流电路时,15芯连接器插针定义见表C5,插针连线图见图C5。表C5电路号说明插针号电路号说明屏蔽地T(B)发送数据8信号地或公共返回点R(A)接收数据2T(A)发送数据11R(B)接收数据注:屏蔽电缆段间连接部分应屏蔽T由数据终端设备(DTE)提供的数据。在空闲状态,此点应维持在二进制”1”状态R数据终端设备(DTE)接收数据DCE为数据电路终端设备。主计算机自动化控制设备插针号插针号(A)T (A)T (B)R(A)A(B)图JB/T5755-1991附录D传输控制字符中英文对照表(参考件)中文名ACKacknowledge认可DLEdata link escape数据链路转义ENOenquiry询问end of transmission传输结束ETXend of text正文结束NAKnegative acknowled否认STXstart of text正文开始附加说明本标准由机械电子工业部北京机械工业自动化研究所提出并归口。本标准由机械电子工业部北京机械工业自动化研究所负责起草本标准主要起草人余禄閂中华人民共和国机械行业标准工业异步通信数据链路层和物理层机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷(北京首体南路2号邮编10004)开本880×12301/16印张1z字数36.0001991年12月第一版1991年12月第一次印刷印数1-500定价240元编号0439机械工业标准服务网:htp:/ww.JB.accn