【正文】 工：兩個設(shè)備之間有兩條傳輸線，能在兩個方向上同時進行數(shù)據(jù)傳送。 發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器 串行通信總線標準選擇EIA23EIA422與EIA485標準等串行通信技術(shù)應(yīng)用很廣，如錄像機、計算機以及許多工業(yè)控制設(shè)備上都配備有EIA232串行通信接口。 RS232和 RS485總線標準接口簡介RS232C總線標準接口是由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）1969年正式公布的，全稱是“使用二進制進行交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口”。在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標準總線，它包括了按位傳輸?shù)碾娖骱蜋C械方面的規(guī)定，適合于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場合，最大的傳輸速率為20Kb/s，最大傳輸距離為15m[3]。目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口，RS232被定義為一種在低速串行通信中增加通信距離的單端標準。由于 RS232C 并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了 DB2DB15 和 DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。本文通信用串口DB9類型。 DB9串口在 AT 機及以后，不支持 20mA 電流環(huán)接口，使用 DB9 連接器，作為提供多功能 I/O 卡或主板上 COM1 和 COM2 兩個串行接口的連接器。它只提供異步通信的 9 個信號。9針RS232串口（DB9）引腳簡寫功能說明1CD載波偵測（Carrier Detect）2RXD接收數(shù)據(jù)（Receive）3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmit）4DTR數(shù)據(jù)終端準備（Data Terminal Ready）5GND地線（Ground）6DSR數(shù)據(jù)準備好（Data Set Ready）7RTS請求發(fā)送（Request To Send）8CTS清除發(fā)送（Clear To Send）9RI振鈴指示（Ring Indicator）RS232C標準（協(xié)議）的全稱是EIARS232C標準，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（Remended Standard）代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。RS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。（1）在TXD和RXD管腳上：邏輯1(MARK)= 3V～15V，邏輯0(SPACE)=+3～+15V。（2）在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V，信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=3V～15V。RS232C是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC148SN75154可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTL與EIA雙向電平轉(zhuǎn)換。電子工業(yè)協(xié)會（EIA）于1983 年制訂并發(fā)布RS485 標準，并經(jīng)通訊工業(yè)協(xié)會（TIA），修訂后命名為TIA/EIA485A，習(xí)慣地稱之為RS485標準。RS485 總線作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，已成為業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。正因為如此，許多不同領(lǐng)域都采用RS485 作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。例如：汽車電子、電信設(shè)備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸姷骄哂蠷S485 接口電路的設(shè)備。這項標準得到廣泛接受的另外一個原因是它的通用性，RS485 標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議，如MODBUS協(xié)議。目前，在我國應(yīng)用的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中，RS485半雙工異步通信總線也是被各個研發(fā)機構(gòu)廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。但是基于在RS485 總線上任一時刻只能存在一個主機的特點，它往往應(yīng)用在集中控制樞紐與分散控制單元之間。 RS485總線電器性能性能指標RS485總線工作模式差分傳輸（平衡傳輸）允許的收發(fā)器數(shù)目32（受芯片驅(qū)動能力限制）最大電纜長度4000英尺（1219米）最高數(shù)據(jù)速率10Mbps最小驅(qū)動輸出電壓范圍177。最大驅(qū)動輸出電壓范圍177。5V最大輸出短路電流250mA最大輸入電流、驅(qū)動器輸出阻抗54歐輸入端電容≤50pF接收器輸入靈敏度177。200mV接收器最小輸入阻抗12k接收器輸入電壓范圍7V～+12V接收器輸出邏輯高200mV接收器輸出邏輯低200mV目前最通用的串行通信接口是RS232串口，但因其負載能力差，通信距離較較短的原因，用RS232建立PC機與多單片機的通信網(wǎng)絡(luò)是不合適的。而RS485是一個多引出線接口，這種接口可以有多個驅(qū)動器和接收器，能夠?qū)崿F(xiàn)PC機與多臺單片機的串行通信，而且其通信距離可達1000米以上，適合遠距離傳輸。因此，在本課題所設(shè)計的室內(nèi)煤氣泄漏監(jiān)控系統(tǒng)中采用RS485總線建立PC機與多臺一氧化碳報警器的傳輸網(wǎng)絡(luò)是可行的。PC機對外的兩個串口COMCOM2都是專門為RS232通信設(shè)置的，所以當(dāng)PC機與多臺單片機遠距離通信時，可使用RS232/ RS485型通信接口轉(zhuǎn)換器，將計算機上的RS232通信口轉(zhuǎn)為RS485通信口，在信號進入單片機前在使用RS485/ RS232轉(zhuǎn)換器將RS485通信口轉(zhuǎn)RS232通信口，再與單片機相連。 PC機COM1COM2RS232/RS485RS485/RS232 RS485RS4852號RS485/RS232RS485/RS232n號1號 PC機與多個單片機遠距離連接武漢波仕電子有限公司生產(chǎn)的波仕RS232/RS485/RS422 轉(zhuǎn)換器都可將RS232 （9600bps時）。都可以用于PC 機之間、PC 機與單片機之間構(gòu)成遠程多機通信網(wǎng)絡(luò)。波仕的485TC 和485TA 轉(zhuǎn)換器外形都為DB9/DB9 轉(zhuǎn)接盒大小，其中DB9（孔座）一端直接插在9芯RS232 插座（針座）上。PC 機RS232串行口的DB9芯連接器引腳分配如下：2RXD(收)，3TXD(發(fā))，5GND(地)。產(chǎn)品均無需任何初始化設(shè)置，只用到RXD（收）、TXD（發(fā)）、GND（地）信號，加上獨有的內(nèi)部零延時自動收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù)，確保適合所有軟件。485TC為全雙工半雙工通用型，485TA為半雙工型。由波仕RS232/。（a）波仕485TC（b）波仕485TA（ 波仕RS232/RS485轉(zhuǎn)換器 典型的RS485半雙工多機通信 串行通信協(xié)議的制定 通信協(xié)議的概念 所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。約定包括對數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。因此，也叫做通信控制規(guī)程，或稱傳輸控制規(guī)程，它屬于ISO39。S～OSI七層參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層[4]。目前，采用的通信協(xié)議有兩類：異步協(xié)議和同步協(xié)議。同步協(xié)議又有面向字符和面向比特以及面向字節(jié)計數(shù)三種。其中，面向字節(jié)計數(shù)的同步協(xié)議主要用于DEC公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中。通信協(xié)議是對數(shù)據(jù)傳輸方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。通信方式必須遵循統(tǒng)一的通信協(xié)議。要想保證通信成功，通信雙方必須有一系列的約定，比如作為發(fā)送方，必須知道什么時候發(fā)送信息、發(fā)什么、對方是否收到、收到的內(nèi)容有沒有錯、要不要重發(fā)、怎么通知對方結(jié)束等；作為接收方，必須知道對方是否發(fā)送信息、發(fā)的是什么、收到的信息是否有錯、如果有錯如何通知對方、怎么判斷結(jié)束等。具體而言包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位、波特率設(shè)置和握手信號等。：當(dāng)通信線路上沒有數(shù)據(jù)被傳送時處于邏輯“1”狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)時，首先發(fā)出一個邏輯“0”信號，這個邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個邏輯低電平后，就開始準備接收數(shù)據(jù)位信號。其作用就是使設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。，緊接著就會收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個數(shù)可以是7或8，PC機中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送。：數(shù)據(jù)位發(fā)送完后，便可以發(fā)送奇偶校驗位。奇偶校驗位用于有限差錯檢測，通信雙方應(yīng)約定一致的奇偶校驗方式。如果選擇偶校驗，那么組成數(shù)據(jù)位和奇偶位的邏輯“1”的個數(shù)必須是偶數(shù)，如果選擇奇校驗，那么邏輯“1”的個數(shù)必須是奇數(shù)。：在奇偶位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位。停止位是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標志，可以是1位或2位，接收設(shè)備收到停止位之后，通信線路上便又恢復(fù)邏輯“1”狀態(tài)，直至下一個字符數(shù)據(jù)的起始位到來。，每一位的寬度都由數(shù)據(jù)傳送速率確定，而傳送速率是以每秒多少字節(jié)衡量的，這個速率叫波特率。 通信協(xié)議的制定本系統(tǒng)初步擬定網(wǎng)絡(luò)容量為1臺PC機與24臺單片機進行多機通信，單片機為主動方，PC機為被動方。PC機不做查詢，當(dāng)單片機發(fā)送報警信息時，PC機進行數(shù)據(jù)接收，并顯示在監(jiān)控界面上。PC機與單片機通過RS232標準串行接口進行半雙工異步串行通信，采用總線連接方式。該標準接口采用9針插頭，只用其中的三個引腳，即串行輸入RXD、串行輸出TXD、地線GND，這就是所謂的三線接法。信號傳輸?shù)乃俾试O(shè)定為9600bps。PC機串口信息幀格式應(yīng)同單片機一致，包括1位起始位、1位停止位、8位數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗。用FEH、EFH兩個字節(jié)表示起始標識，F(xiàn)FH表示停止標識。 實現(xiàn)上位機通信軟件的工具有很多種，如：C語言、Visual Basic、Visual C++等。但Visual Basic是創(chuàng)建開發(fā)Window環(huán)境下應(yīng)用程序強有力的工具。VB是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計語言。無論是開發(fā)功能強大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實際問題的實用小程序，VB都是最快速、最便捷的語言。它簡單易學(xué)、容易掌握，使用VB，編程人員不用編寫大量的代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只需把預(yù)先建立好的對象拖到屏幕的某一位置即可，從而使編程效率得到了極大的提高。、控件、語言、向?qū)Ъ癐nternet支持等方面增加了許多新的功能，可用于開發(fā)Window環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的各類應(yīng)用軟件系統(tǒng)。用Visual Basic 進行串行通信程序的設(shè)計有兩種方式：一是直接調(diào)用Windows API，另一種方式是使用通信控件，但后一種方式實際上是通過通信組件間接地調(diào)用了Windows API 函數(shù)，其過程要比直接調(diào)用API 要復(fù)雜，但是在程序的實現(xiàn)上要比前一種方式簡單的多[3]。所以本課題使用串行通信控件，即MSComm控件來實現(xiàn)PC機與多臺單片機之間的串行通信。 MSComm控件串行通信控件MSComm控件全稱為Microsoft Communications Control，是微軟公司提供的簡化Windows 下串行通信編程的ActiveX 控件，它既可以用來提供簡單的串行端口通信功能，也可以用來創(chuàng)建功能完備的、事件驅(qū)動的高級通信工具。MSComm控件在串口編程時非常方便，程序員不必去花時間去了解較為復(fù)雜的API 函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語言中均可使用。使用它可以建立與串行端口的連接，通過串行端口連接到其他通信設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器），發(fā)出命令，交換數(shù)據(jù)，以及監(jiān)視和響應(yīng)串行連接中發(fā)生的事件。利用它可以進行諸如撥打電話、監(jiān)控串行端口的輸入數(shù)據(jù)，以及創(chuàng)建功能完備的終端程序等。 MSComm控件處理通信的方式MSComm控件的目的是為了讓用戶設(shè)計一個系統(tǒng)可以和串行端口進行溝通及傳送數(shù)據(jù)，因此信息會在其硬件線路上流動，此控件提供了以下兩種方式來處理信息的流動。該方式相當(dāng)于一般程序設(shè)計中的中斷方式。當(dāng)串口發(fā)生事件或錯誤時，MSComm 控件會產(chǎn)生 OnComm事件，用戶程序可以捕獲該事件并進行相應(yīng)的處理。它是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時程序應(yīng)該能處理它，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有一個字符到達或者一個變化發(fā)生時，程序都可以利用MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理這些通信事件。OnComm 事件還可以檢查和處理通訊錯誤。在程序的每個關(guān)鍵功能執(zhí)行之后，可以通過檢查CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤[5]。在編程過程中，就可以在OnComm事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。這種方法的優(yōu)點是程序響應(yīng)及時，可靠性高。每個MSComm 控件對應(yīng)著一個串行端口。如果應(yīng)用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。在程序的每個關(guān)鍵功能執(zhí)行之后，在用戶程序中設(shè)計定時或不定時的查詢，通過檢查CommEvent 屬