【正文】 道數(shù)據(jù)準備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助錯誤校驗。在接收過程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對進來的字節(jié)進行奇偶校驗，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。UART也產(chǎn)生額外的信號來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個奇偶錯誤，UART就置位奇偶標志。LPC2141/42/44/46/48 包含2 個UART。除了標準的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)線外，LPC2144/46/48UART1 還提供一個完全的調(diào)制解調(diào)器控制握手接口。與先前的LPC2000 微控制器相比，LPC2141/42/44/46/48 的UART 在兩個UART 中引入分數(shù)波特率發(fā)生器，使能這些微控制器來激活標準波特率如115200（具有2MHz 以上的晶振頻率）。另外， 在硬件中完全實現(xiàn)自動CTS/RTS 流控制功能（UART1 僅用于LPC2144/46/48）。特性：?? 16 字節(jié)接收和發(fā)送FIFO。?? 寄存器位置遵循 550 工業(yè)標準。?? 接收器 FIFO 觸發(fā)點為8 和14 個字節(jié)。?? 內(nèi)置分數(shù)波特率發(fā)生器，包括波特率的寬范圍而無需特定值的外部晶體。?? 發(fā)送 FIFO 控制使能實現(xiàn)2 個UART 的軟件（XON/XOFF）流控制。?? LPC2144/46/48 UART1 帶有標準的調(diào)制解調(diào)器接口信號。該模塊也完全支持硬件流控制（自動CTS/RTS）。其中LPC2148中UART管腳名稱及功能如表321所示：表321 LPC2148中UART管腳描述管腳名稱UART管腳功能描述說明TxD0串行輸出串行發(fā)送數(shù)據(jù)RxD0串行輸入串行接收數(shù)據(jù)TxD1串行輸出串行發(fā)送數(shù)據(jù)RxD0串行輸入串行接收數(shù)據(jù) 變頻器的簡介變頻器的英文譯名是VFD（Variablefrequency Drive），這可能是現(xiàn)代科技由中文反向譯為英文的為數(shù)不多實例之一。（但VFD也可解釋為Vacuum fluorescent display，真空熒光管，故這種譯法并不常用）。變頻器是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。 變頻器內(nèi)部原理簡介變頻器[2]是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。它主要由兩部分電路構(gòu)成，一是主電路（整流模塊、電解電容和逆變模塊），二是控制電路（開關(guān)電源板、控制電路板）。CPU就安裝在控制電路板上，變頻器的操作軟件燒錄在CPU上，同一型號的變頻器軟件是固定的，唯一例外的就是三晶變頻器，軟件可根據(jù)使用需求更改。主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。[3]它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 ① 整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。 ② 平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 ③ 逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。 控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。 ① 運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 ② 電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 ③ 驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關(guān)斷。 ④ 速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。 ⑤ 保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 變頻器通訊控制概述當前，在機器和設(shè)備的控制系統(tǒng)中，對變頻器采用串行通訊的進行控制的應用越來越廣泛，與傳統(tǒng)的控制方式相比較，[3]通訊控制有以下幾個方面主要優(yōu)點： 變頻器控制線路連接的最簡單化 由于大多數(shù)工業(yè)總線的物理層均為RS485連接，由控制器(工業(yè)控制計算機或PLC)至變頻器的控制線路 可采用最簡單的屏蔽雙絞線即可實現(xiàn)，與傳統(tǒng)的端子控制相比較，不僅可以節(jié)省線纜的費用，同時也 最大地避免了人工配線過程中出現(xiàn)的失誤。 變頻器與控制器的直接數(shù)字交換 由于控制器和變頻器均為數(shù)字控制器件，采用通訊控制可以實現(xiàn)兩者之間的直接數(shù)字交換，與傳統(tǒng)的控制方式相比較，不僅可以節(jié)省控制系統(tǒng)A/D、D/A模塊的費用，同時，其控制精度也得到了極大的提高。 例如，對變頻器采用傳統(tǒng)的模擬量控制時，；如采用通訊控制時，則其精度在最大運行頻率(如400Hz)范圍內(nèi)可達到1轉(zhuǎn)()。 多臺變頻器的遠程集中監(jiān)控 隨著機器和設(shè)備的自動化水平提高，對變頻器的遠程集中監(jiān)控已經(jīng)成為控制系統(tǒng)的必然趨勢，采用傳統(tǒng)的控制方式基本上無法滿足其要求，而采用通訊控制則輕而易舉。 采用通訊控制方案，可以通過控制器對遠程多臺變頻器實現(xiàn)： 　? 對變頻器配置參數(shù)的調(diào)整 　? 對變頻器調(diào)節(jié)參數(shù)的整定 　? 對變頻器的監(jiān)視及啟/停控制 　? 對變頻器的故障管理及其故障后重新起動 變頻器遠程/本地切換控制 這是變頻器通訊控制的一個可選功能，允許在調(diào)試階段或控制器/通訊線路出現(xiàn)故障時，對變頻器進行本地控制(通過操作面板或端子控制)。 RS－485接口電路電子工業(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，習慣地稱之為RS485標準。RS485標準是為彌補RS232通信距離短、速率低等缺點而產(chǎn)生的。RS485標準只規(guī)定了平衡發(fā)送器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應用層通信協(xié)議。[4]RS485標準數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式（Differential Driver Mode），也稱作平衡傳輸，RS485標準的最大傳輸距離約為1219 米。通常，RS485網(wǎng)絡(luò)采用平衡雙絞線作為傳輸媒體，平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比。在這里尤為注意并不是所有的RS485收發(fā)器都能夠支持高達10Mbps的通訊速率。如果采用光電隔離方式，則通訊速率一般還會受到光電隔離器件響應速度的限制。 RS485簡介隨著現(xiàn)代化社會生活的迅速發(fā)展，工業(yè)自動化的程度越來越高。在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域中，也常常使用簡便易用的串行通訊方式作為數(shù)據(jù)交換的手段。但是，在工業(yè)控制等環(huán)境中，常會有電氣噪聲干擾傳輸線路，使用RS232通訊時經(jīng)常因外界的電氣干擾而導致信號傳輸錯誤；另外，RS232通訊的最大傳輸距離在不增加緩沖器的情況下只可以達到15 米。為了解決上述問題，RS485標準通常被用作為一種相對經(jīng)濟、具有相當高噪聲抑制、相對高的傳輸速率、傳輸距離遠、寬共模范圍的通信平臺。 RS485標準采用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動總線。因為RS485的遠距離、多節(jié)點（256個）以及傳輸線成本低的特性，是EIA RS485稱為工業(yè)應用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。RS485接口是在RS232接口的基礎(chǔ)上推出的性能更優(yōu)的一種串口。由于RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站功能等優(yōu)點，它成為應用越來越廣泛的串行接口。 此外，RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根屏蔽雙絞電線，這為長距離的通訊線路節(jié)省了很多配線，降低了系統(tǒng)的成本。典型的串行通訊標準是RS232和RS485，它們定義了電壓,阻抗等，但不對軟件協(xié)議給予定義，[5]區(qū)別于RS232, RS485的特性包括： ① RS485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為（2—6）V表示。接口信號電平比RS232C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。 ② RS485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。 ③ RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。 ④ RS485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達 3000米，另外RS232C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。而RS485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。 RS485編程串口協(xié)議只是定義了傳輸?shù)碾妷?，阻抗等，編程方式和普通的串口編程一樣，因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB9（針） RS485與LPC2148的連接RS485有兩線制和四線制兩種接線，[6]四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。[7]在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有兩個原因：(1)共模干擾問題： RS485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS485收發(fā)器共模電壓范圍為7～+12V，只有滿足上述條件，整個網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題：發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。一般終端的匹配采用終端電阻方法，[8] [9] RS485應在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當于電纜特性阻抗的電阻，因為大多數(shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著。RS485通訊接口定義的標準① 英式標識為 TDA() 、TDB(+) 、RDA() 、RDB(+) 、GND ② 美式標識為 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND ③ 中式標識為 TXD(+)/A 、TXD()/B 、RXD() 、RXD(+)、GND RS485兩線一般定義為: A, B或Date+,Date 即常說的：”485＋，485－” RS485四線一般定義為： Y,Z,A, B,一般RS485協(xié)議的接頭沒有固定的標準，可能根據(jù)廠家的不同引腳順序和管腳功能可能不盡相同，但是官方一般都會提供產(chǎn)品說明書，用戶可以查閱相關(guān)rs485管腳圖定義或者引腳圖RS485接口電路設(shè)計采用終端電阻方法，其電路設(shè)計圖如圖341：圖341 RS485四線制接口電路圖342 RS485兩線制接口電路3. 5 通訊協(xié)議　通信協(xié)議又稱通信規(guī)程，是指通信雙方對數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。約定中包括對數(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，它也叫做鏈路控制規(guī)程[10]。以下主要介紹了變頻器中常用的通訊協(xié)議。 Danfoss FC通訊協(xié)議Danfoss FC協(xié)議是 Danfoss 公司推出的一種應用于其自動化產(chǎn)品的串行通信協(xié)議，它具有幀結(jié) 構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)等優(yōu)點。通過