工控机的数据通信技术最简单的数据通信系统在计算机系统中，通常用二进制比特来表示各类数据。而方波信号是二进制比特的典型表达方式，按傅利叶分析，方波信号由直流、基频、低频和高频等多个分量组成，随着频率的升高，其相应的幅度减小直至趋于零。在方波信号的整个频谱中，从零开始有一段能量相对集中的频率范围被称为基本频带(baseband)，简称基频或基带，基频等于方波信号的固有频率。与基频对应的数字信号称为基带信号。采用基带信号进行传输的数字通信系统的模型如图所示。该系统要解决的关键问题是数字数据的编解码问题。即在发送端，要解决如何将二进制数据序列通过某种编码方式转化为可直接传送的基带信号；而在接收端，则要解决如何将收到的基带信号通过解码恢复为与发送端相同的二进制数据序列。传输数字信号最普遍而且最容易的办法是用两个电压电平来表示两个二进制数字。例如，无电压（也就是无电流）常用来表示0，而恒定的正电压用来表示1。常用的数字数据的数字信号编码有以下几种：(1)单极性不归零码和双极性不归零码不归零编码(Non-ReturnZero，简称NRZ)分别采用两种高低不同的电平来表示两个二进制“0”和“1”。例如，用高电平表示“1”，低电平表示“0”。①单极性码在每一码元时间间隔内，有电流发出表示二进制的1；无电流发出则表示二进制的0。每一个码元时间的中心是采样时间，判决门限为半幅度电平，即0.5。若接收信号的值在0.5与1.0之间，就判为1；若在0.5与0之间，就判为0。每秒钟发送的二进制码元数称为码速，其单位为波特（Baud）。在二进制情况下，1波特相当于信息传输速率为1比特每秒（bps），此时码元速率等于信息速率。②双极性码在每一码元时间间隔内，发正电流表示二进制的1；发负电流表示二进制的0。正的幅值和负的幅值相等，所以称为双极性码。这种情况的判决门限定为零电平。接收信号的值如在零电平以上，判为1；如在零电平以下判为0。(2)单极性归零码和双极性归零码①单极性归零码:在每一码元时间间隔内，当发1时，发出正电流，但是发电流的时间短于一个码元的时间，就是说，发一个窄脉冲。当发0时，仍然完全不发送电流。这样发1时有一部分时间不发电流，幅度降为回零电平。所以称这种码为归零码。01101001频带传输在调制过程中，选用的载波信号可以表示为y＝A(t)cos(ωt+φ)其中，振幅A、角频率ω、相位φ是载波信号的三个电参量，它们是正弦波的控制参数，称为调制参数。它们的变化将对正弦载波的波形产生影响，通过改变这三个参量可以实现对模拟数据信号的编码，相应的调制方式分别称为幅度调制、频率调制和相位调制。输出数据多路复用技术数字通信系统的质量指标2）数据传输的质量衡量数据传输质量的指标是差错率，通常用误码率来表示。误码率＝（接收方出现差错的比特数（位数）/总的传输比特数（位数））×100％误码率是一个统计平均值，在统计和测试时应采用统计学的方法，在足够时间和足够统计的数量后方可正确得出。计算机网络通信系统中，要求误码率低于10-6。如果实际传输的不是二进制码元，需折合成二进制码元计算。数据通信方式数据同步方式①正确区分和识别每个比特（即每位）；②区分出每个代码（如一个ASCII码字符），即区分出每个代码的起始和结束位；③区分出完整的报文数据块（数据帧）的开始和结束位。以上三个问题对应着三个概念：位同步、字符同步和数据帧同步。通常解决上述问题的办法有两种：同步传输方式和异步传输方式。这两种传输方式的区别在于发送和接收设备的时钟是异步的，还是同步的。这种方式为：每个字符都独立传输，接收设备每收到一个字符的开始位后进行同步。每个字符在传输时都前后分别加上起始位和结束位，以表示一个字符的开始和结束。起始位为“0”，结束位为“1”，结束位的长度可以为1位、1.5位或2位。起始位和结束位的作用是实现字符同步，字符之间的间距（时间）是任意的，但发送一个字符时，发送每一位占用的时间长度都是双方约定好的，且保持各位都恒定不变。每位占用时间的倒数称为波特率。如果没有发送的数据，那么发送方就发送连续的停止位。接收方根据从1到0的跳变来识别一个新字符的开始。这样收发双方的收发速率按编程约定而基本保持一致，从而实现位同步；通过起始位和结束位而实现字符同步；帧同步靠传送特殊控制字符来实现。异步通信位同步的方法同步传输（a）单同步格式同步信号的编码和解码差错检查和控制字符接收端：收到带校验和的数据后，用G(x)去除它，如果有余数，则传输出错。CRC校验码的生成规则循环冗余码(CRC)例子：计算机网络的拓扑结构星形介质访问技术查询方式令牌传送CSMA/CD交换线路交换(电路交换）报文交换分组交换虚电路方式电路交换三种数据交换技术的比较交换网络协议的作用计算机网络的各层