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基于RS485总线技术的微机与智能仪表的双向通信设计

发布时间:2019-06-25 08:56 来源:未知 编辑:admin

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  维普资讯 第 3 卷第 1 l 期 20 0 5年 1 月 中国测试 技术 C N ME S R EN E HN DG HI A A U EM T T C 0L Y V0.l No 1 13 . Jn 2 0 a .0 5 基于 R 45 S8 总线技术的微机与智能仪表的双向通信设计 张 摘 冰 ,苏燕辰 ( 西南交通大学机械工程学院, I成都 603) 四J J 1 1 0 要: 介绍了 R45串E S8 l 通讯总线及半双工工作方式, 并使用 Dl i e h编写的通信程序, p 主要实现微机与智能仪表 间的双向通信 , 并对它们问的 R45 S8 通讯协议作了阐述。 关键词 :S8 ; ; R 45 总线 双向通信 中图分 类号 :V 6 T 38 文献标识 码 : A 文章编号 :624 8 (o5 O一040 17 —94 2o )l 8 -3 0 Dein o aa d a ?o sg fd t u l mmu iain b t e o p tra d isr me tb s d o 4 5 c nc t ewe n c m u e n tu n a e n RS 8 o n Z HANG Big S a —h n n , U Y e e n ( ol f ehi l ni e n ,Suh et i t gU i r t, hnd 10 1 C i )  ̄ho o M cnc g ef g o t sJ o n nv sy C egu6 03 ,hn aE n i w a o ei a Ab ta tIt d c S 8 e ao sr c :nr u eR 4 5 sr lc mmu iaina d hlu lx C mp trsf ae i p ga o i nc t afd pe . o ueot rs r rmme i ep 7 t mpeete o n w o d w t dlh o c lt h h i o d a—o mu c t nbt e nc mp tra d is n ns u lc m n ai e e o ue nmu et. i o w n Ke rs R 4 5 B s Dulc m u iain y wo d : S 8 ; u ; a—o nct o 1 引 言 R 一8 S 4 5串行通讯总线标准及接 口技术 已广泛 应用于工业控制 、 仪器 、 仪表 、 多媒体网络 、 机电一体 讯框架如图 1 所示。 化产品等诸多领域。在数据通信 、 计算机 网络 以及 工业上的分布式控制 系统 中, 经常需要采用 串行通 信来达 到远 程信息 交换 的 目的。由于 R . 5 有 S 8具 4 性能优异 、 网简单 的优点 , 组 它在集 中控制系统 、 分 布式控制系统 中的应用相 当广泛 , 特别是在要 求远 距离传输的应用 中。 图 1 计算机 与仪 表通讯框架 图 3 计算机与智能仪表通信软件设计 R45 S 8 仅是一个硬件 标准 , 设计 者须根据要求 2 8 5总线 口标准主要是用于多站互联 。现在许 S8 接 自己定义一个简单 的仪表数据通信协议 。本设计的 特点是双向通信 , 计算机可 以发送命令给仪表使其 显示数据 , 而且可 以发命令使仪表本身采集 的数据 回传给主机 , 以便计算机进行数据显示或处理。 31 数据通讯方式 . 计算机与仪表之间采用 R 45 S8 通讯 协议 , 用 采 主从方式进行通讯 即主机( 计算机 ) 发送命令 , 机 从 多仪表具 有 R 45通信接 口。R 4 5 S8 S 8 协议 的技术指 标: 传输速率最大为 1M is最大距离 为 10m; 0 b /; t 20 高 阻抗抗噪声 的差 分 ( 有补偿 线 ) 传送 ; 高为 3 最 2个 节点 ; 单组双绞线 电缆上的双向主从通信 ; 并行连接 的节点 、 多工通信。 本设计 R 4 5 S 8 构成方式 为多级串行通信 系统 , ( 各仪表 ) 根据命令 回答 。数据发送采用 1 0位数据 位即 1 位起始位 + 位数据位 +1 8 位停止位 , 仪表的 波特率 出厂时为 90 , 60通过命令可 以更改波特率。 32 通讯过程 . 采用主从结构 : 从机不主动发送命令或数据 , 一切都 由主机控制。因此在一个 多级通讯 系统 中 , 只有一 台单机作为主机 , 其它各台从机之间不能通信 , 即使 有信息交换也必须通过 主机转发。计算机与仪表通 收稿 日期 :040—6 收到修 改稿 日期 :040 —3 20 —51 ; 2o —80 由于各仪表公用 R 45总线 , 为半 双工工 作 S8 且 方式 , 因此通讯必须按一定 的方式才能顺利进行 , 所 以主机对某一从机操作要遵循 以下格式 : 操作命令 1 操作命令 2 + +…… + 操作命令 N 而且主机发 出每条命令后都必须等待从机的回 作者 简介 : 冰 (93 , , 士 研 究生 , 张 1 一)女 硕 7 研究 方 向 : 测 检 技术 与检测 系统 。 维普资讯 第 3 卷第 1 1 期 张 冰等 : 基于 R45 S8 总线技术的微机与智能仪表的双向通信设计 + D2+ CR 8 5 答命令 , 若某条命令没有收到回答命令 , 则表示该命 令操作失败 , 主机可从新发送该命令或其它命令 , 如 主机发送 的命令 出错或命令校验出错从机将返 回出 错命令 , 时主机可从新 发送命 令。为保证通信 的 此 A 5为 主到 从命 令 的起 始 位 , D R为从 机地 AD 址 , 1位 命 令 类 型 , 2为命 令 参 数 , R 为 A 、 D D C 5 A D D 和 D 校验 和求 补 ( D R、 1 2 0一( 5+ A D D A D R+ 1 +D ) 。 2 ) 可靠性 , 主机的每条命令要求有三次的重发机制 ) 。 命令格式 : 发送 A + 5 地址码 + 命令码 + 数据 + 校验码 返回 B +地址码 + 5 命令 码 +数据 + 命令 字长 度 +B 6 从机发送给主机 的命令格式 : 5 D R+M B +A D D + D1 … +DN +DL+B + 6 B 5为主 到从 命令 的起 始位 , D R 为从 机地 AD 址 , D位命令类型 , 1 N为命令参数 , M D …D 主机 与仪 表通信流程如图 2 所示 。 主机发送 给从机 的命令 格式 : 5+A D A D R+D 1 3 图 2 主机与仪表通信流程 33 程 序设 计 . ∥发送命令成功 ∥已发送次数 +1 S d i s =Sd i s- : n Tme : n Tme 1 4 本设 计采用 D l i 编写通 讯程 序 , eh p 7来 并利 用 C m o 控件进行 网络通信。 o pr t ( )8 通信协议有限状态机代码如下 : 145 Po e H eT S 8 F M ; rc d r R 4 5. S e i b gn ∥状态转为等待接收回答状态 C ro uC mma d tt:=sW at c n Sae t i k: A /T e1E al : re /启动定时器 / i r.nb d =t ;/ m e u ed n es le { 协议机初始状态置为 s nC d tdm } S Cro uC mma d tt sS d md n Sae: tn C : / 命令 发送次数 S d i s =0 n T me : ; whlre d i tu o e b gn e i c s uC m n Saeo aeC r o ma d tt f sS d md tn C : ei bg n ∥发送命令超时失败 C ro uC mma d tt:=s rr n ; n Sae t oS d Er e d n; e d n; s an c : t i k W ei bg n ei bg n /发送命令 / iCm o . i(bfse ) ente f o Pr Wresu,en =s n t t h e i b gn ∥ 读端 口方法 r n =Cm o .ed小 J2 ) e : o Pr R a( I, ; t f0 i r. h n f 1 n=0 tP e 维普资讯 中国测试技术 b gn ei 2O O5年 1 月 ei bg n be k ra ; e d; n C ro m nS t: tvr m ; 超时 u m adte =s e ie / C a O T ed n es le s rr c : t oA k Er ei bg n C e k k h c Ac ; e d; n e d; n s eTme t ri : Ov ei bg n be ; ra k e d; n es l e e i b gn e d; n e d; n e d; n ei bg n i S d i s=MA f n T me X S ND T ME h n E I S te ei bg n C ro uC mma d tt::sO eTme n : n Sae t v r i E d ed n es l e () 2 计算机及智 能仪表 的双向通信指令 。其 中 包括 : () a设置波特率命令 ; () b设置仪表类型 ; () c读仪表信息命令 ; () d显示数据命令( 即停止 自采样命令 ) ; () e启动 自采样命令 ; () f 更改仪表地址命令 ; () g读采集数据命令 ; ei bg n /Sd ie: Sd ie4l / / nT s = nT s- ; 继续发送 m m C r mma d tt : tn C : uCo n Sae =sS d md ed n e d; n sE d tn : ei bg n be k; ra e d n; s r rn t r S d: E o () h设置转速传感器的齿数命令等等。 以上指令也全部体现 了主机与仪表之间的双向 通信。这些指令 的实现流程如图 3 所示。 图 3 指令 的实现流程 举例说 明设置波特率功能代码如下 : { 设置波特率 } F n t n T S 8 S ta d ae (Ad r itg r u ci K 4 5.eB u R t o d : ne e ; b 9D )6 O: ei bg n su[] = y ( F ) bf : bt s A ; 4 e e d; n b0 9 0 r 1 2 0: e i b gn B u R t: t e)b o a ; ad a i e r :ol n e ng e ei bg n { 生成命令 : C K n =c S t a d t : md id: k eB u Rae s f ] = y (F ) b [ : b eS D ; u4 t e d; n s f1 : b e ¥ 5 ; b [] = y ( A ) u t su[ ] : y ( d ) B f2 : bt A d ; e r s f3 : bt s0 ; b [ ] = y ( 1) u e es a d aeo ae B u R tf b0 8 0: r4 0 es le bg en i /出错 / e d; n ei bg n s f ] = y (F) b [ : bt ¥ 4 ; u4 e e d; n e d; n se L n:=4: /生成校验和 / ( 下转第9 页) l 维普资讯 第 3 卷第 1 l 期 徐 晓等: 标准 P/键盘与单片机的接口设计 S2 9 l 钟频率 , 从而得到波特率 , 实现波特率 的 自 适应 ) 。 32软件设计 . 软件 流程如图 5 所示 , 驱动及键盘码 的映射 和 部分按键 服务程序由中断服务程序完成 ,键盘键值 主程序 外部中断 通过全局变量传递 给主程序 , 主程序只要 查询标志 位, 当有键按下时 , 执行相应 的程序 , 在这里 , 笔者完 成 了全拼的输入法程序 , 并通过了试验验证。 4 应用 实例 在一 电力 系统 的保 护 系统 中 , 用 8 C9 采 0 16系 f 开 / \ 始 / , ’ 统, 需要各个轧刀名称及投 切状态 , 线路 号等 , 但用 来控制用的几个键太少 , 要想实现输入法过于复杂 , 故在主板上加 了一个 P / 接 口用来连接键盘 , S2 只在 初 始化并释放 总线 — — — _- -- i一 . 主循环体 输入汉字时使用 , 所增加的成本也不高 , 但程序相对 简化了很多。 5 结束语 P/ 接 口设备均可无缝 连接至单片机 , S 2 常用的 就是键 盘 鼠标 , 笔者 也 已实现 了 鼠标 的输入 ,S2 P/ 鼠标与键盘遵从 同一传输协议 , 总体来说 , 随着嵌入 式处理器性能的不 断提 高 , 各种设备 应朝 着更为人 性化的方向发展 , 在嵌入式系统 中采用键盘或 鼠标 , 即可 已灵活配置 , 亦可降低成本减小 占用资源 , 还可 使 L D更加美 观 , 别是一些 监控设备 中, C 特 很少使 用键盘 , 只在初 始化 时使用来 配置 一些参 数 , 使用 P/ 接 口是一种较好的解决方案。 S2 参考 文献 人 N <,按 按 一 \ / 键 下、 , / I Y 按 键处理释放 总线 [] PI Tcn a Rfec.d hpek, 0 . 1 S ehi l e r eA a Caws 2 2 2 c en m e 0 [] 徐爱钧, . 2 等 单片机高级语言 C 1 5 应用程序设计 [ ] M . 北京 : 电子工业 出版社 ,0 1 20 . 图 5 软 件流程图 『] 何立民 . 3 单片机应用系统设计[ . M] 北京 : 北京航空航 天大学 出版社 .90 19 . ( 上接 第 8 ) 6页 G n rtC e eae R; 4 结束语 R 45 一种抗干扰 能力强 的串 口通 信方式。 S8 是 在很多领域 中由于 R 45 S8 硬件 电路 已比较成熟 , 软 ∥协议状态机 FM; S ∥判断结 果 i C ro f uC mma d tt n Sae=sE dte t n h n e i b gn Reut t e s l: r : u ed n es le 件的设计就显得尤为重要 。设计 中利用 R45 S8 特点 来进行通讯 , 并用 D l i e h 开发的通信软件 , p 达到了计 算机与智能仪表双向通信 的 目的。该软件具有开发 迅速灵活 、 人机界面 良好 且易实现等优点 。本设计 所编写的通信程序就是对其有效运用的具体体现 。 参考文献 1 李朝青 . P C机与单片机 & S DP数据通信技术选编() 1 [ ] 北京 : M. 北京航空航天大学出版社 , 0 . 22 0 2 石东海 . ] 单片机数据通信技术从入门到精通[ . M] 西 安: 西安 电子科技大学 出版社 ,02 20 . b gn e i Reut fl : s l: as e e d n; e d n; [] 陈灿煌 .e h 3 Dli p 6彻底研究 [ . M] 北京: 中国铁道出版 社 .02 20 .

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