【正文】 dbus協(xié)議溫度、時鐘電磁波圖21 總體框圖⑴A機可以顯示時鐘和采集到的溫度信息，可以向B機發(fā)送命令，使B機當前顯示的是溫度或時鐘。其中MCU為各單元的控制中心，無線收發(fā)模塊是實現(xiàn)A機和B機通信的終端；主機、數(shù)碼管和液晶顯示部分用來觀察系統(tǒng)工作狀態(tài)及無線通信的成功與否。在這種模式中，每個 8 比特的字節(jié)被轉(zhuǎn)換為兩個 ASCII 字符進行傳送。代碼系統(tǒng)：8位二進制，十六進制數(shù)0...9，A...F，消息中的每個8位域都是一個兩個十六進制字符組成每個字節(jié)的位： 表22 RTU模式起始位地址代碼功能代碼數(shù)據(jù)位CRC校驗碼結(jié)束位STARTADDRESSFUNCTIONDATACRC CHECKENDT1T2T3T48 BITS8 BITSn * 8 BITS16 BITST1T2T3T4通過比較可以看到，ASCII協(xié)議和RTU協(xié)議相比擁有開始和結(jié)束標記，因此在進行程序處理時能更加方便，而且由于傳輸?shù)亩际强梢姷腁SCII字符，所以進行調(diào)試時就更加的直觀，另外它的LRC校驗也比較容易。由于RS232C接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：⑴傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。方案二、RS485接口。V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為（2—6）V表示。⑵⑷而RS485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器（RS485芯片的驅(qū)動能力有限，因而在實際應(yīng)用中其實只能驅(qū)動40多個收發(fā)器）。nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件。nRF24L01功耗低，在以一6 dBm的功率發(fā)射時，工作電流也只有9 mA；接收時，工作電流只有12．3 mA，多種低功率工模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計更方便。芯片低電壓(217V～ 316V ) 供電并且功耗較低(接收數(shù)據(jù)時為1516mA、214kbo s、433MHz)、靈敏度高(112kbos 下為110dBm ) , 可編程控制的數(shù)據(jù)傳輸率最高可達500kbo s。模塊缺點：靜態(tài)時會輸出短暫針狀干擾雜波，用于遙控沒有問題，但用微處理器數(shù)傳時要采取軟件濾波；功耗較大，不適宜小容量電池供電應(yīng)用。 首先，主機的信號尋址到一臺唯一的終端設(shè)備軟起動器（從機）；然后，在相反的方向上終端設(shè)備 （軟起動器）發(fā)出的應(yīng)答信號傳輸給主機。 ⑶數(shù)據(jù)包格式：表31 數(shù)據(jù)包格式地址功能碼 數(shù)據(jù) 校驗碼 8Bits8BitsN 8Bits 16Bits⑷數(shù)據(jù)格式說明： 本協(xié)議詳細定義了校驗碼、數(shù)據(jù)序列等，這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容：終端從機地址（Address）、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請求數(shù)據(jù)(Data)和一個校驗碼（Check）。當終端發(fā)送回一個響應(yīng)，響應(yīng)中的從機地址數(shù)據(jù)便告訴了主機哪臺終端正與之進行通訊。 表32 功能域01讀取線圈狀態(tài)取得一組邏輯線圈的當前狀態(tài)（ON/OFF)02讀取輸入狀態(tài)取得一組開關(guān)輸入的當前狀態(tài)（ON/OFF)03讀取保持寄存器在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值04讀取輸入寄存器在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值05強置單線圈強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài)06預(yù)置單寄存器把具體二進值裝入一個保持寄存器07讀取異常狀態(tài)取得8個內(nèi)部線圈的通斷狀態(tài)，這8個線圈的地址由控制器決定08回送診斷校驗把診斷校驗報文送從機，以對通信處理進行評鑒09編程（只用于484）使主機模擬編程器作用，修改PC從機邏輯10控詢（只用于484）可使主機與一臺正在執(zhí)行長程序任務(wù)從機通信，探詢該從機是否已完成其操作任務(wù)，僅在含有功能碼9的報文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送11讀取事件計數(shù)可使主機發(fā)出單詢問，并隨即判定操作是否成功，尤其是該命令或其他應(yīng)答產(chǎn)生通信錯誤時12讀取通信事件記錄可是主機檢索每臺從機的Modbus事務(wù)處理通信事件記錄。 該域允許主機和終端檢查傳輸過程中的錯誤。CRC 運算時，首先將一個 16 位的寄存器預(yù)置為全 1，然后連續(xù)把數(shù)據(jù)幀中的 8 位字節(jié)與該寄存器的 當前值進行運算，僅僅每個字節(jié)的 8 個數(shù)據(jù)位參與生成 CRC，起始位和終止位以及可能使用的奇偶位都不影響 CRC運算。 ⑵ 把數(shù)據(jù)幀中的第一個 8 位字節(jié)與CRC 寄存器中的低字節(jié)進行異或運算，結(jié)果存回 CRC 寄存器。 ⑹ 重復(fù)第2步到第 5 步來處理下一個八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。由于允許使用4000 英尺長的電纜， RS485 收發(fā)器可以使用一個寬（－7V～+12V）共模方式范圍來調(diào)整零電位偏差。無線收發(fā)芯片nRF2401具有以下功能：⑴ 125個工作頻道，工作頻道之間的轉(zhuǎn)換時間小于200us⑵ 無線通信數(shù)據(jù)具有地址檢測和循環(huán)冗余檢查。⑻ 獨特的DuoCeiverT模式。大多數(shù)寄存器是可讀的。 表33 SPI指令格式指令名稱指令格式 操作R_REGISTER000A AAAA讀配置寄存器。讀操作全部從字節(jié)0 開始。寫操作從字節(jié)0 開始。REUSE_TX_PＬ 1110 0011重新使用上一包有效數(shù)據(jù)?？梢杂脕碜x狀態(tài)寄存器。例如：RX_ADDR_P0寄存器的最低字節(jié)可以通過寫一個字節(jié)給寄存器RX_ADDR_P0 來改變?？善帘沃袛嗫梢员籌RQ中斷屏蔽。第４章 通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的硬件設(shè)計該硬件系統(tǒng)主要包括電源模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、RS232轉(zhuǎn)RS485接口模塊、NRF24L01無線通訊模塊，結(jié)構(gòu)方框圖如圖所示， 單片機最小系統(tǒng)模塊主控MCU如圖41所示，A、B都采用STC89C52為主控MCU，C3（10uf），R1（10K）組成上電復(fù)位電路。⑷溫度采集單元溫度采集單元采用達拉斯公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行數(shù)據(jù)采集，其采用單總線數(shù)據(jù)傳輸，具有硬件簡單的優(yōu)勢，而且數(shù)據(jù)采集周期短，精度高，量程大，可以達到室溫計的要求。為了使用方便，電源部分設(shè)計成無源方式，整個電路的供電直接從PC機的RS232接口中的DTR（4腳）和RTS（7腳）竊取。因此，電路中要說D3起的作用是穩(wěn)壓還不如說是限壓功能。由于本電路DTR和RTS都用于了電路供電，因此使用TX線和MAX232的另外一個通道及Q1來控制MAX485的狀態(tài)切換。第５章 通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的軟件設(shè)計本設(shè)計要實現(xiàn)無線通訊系統(tǒng)對溫度的實時采集與顯示功能，除硬件外，還需要軟件來控制。:讀模擬量的命令號固定為03。本次設(shè)計中每個邏輯地址只需讀出一個模擬量。：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù)1，2...n中的n的值。C ；第二個值[0B]表示11小時；第三個值[24]表示36分鐘。程序流程圖如51所示：1ms Timer1中斷開始重裝初值1ms標志位設(shè)為1結(jié)束定時處理開始1ms標志=1？清零1ms標志通訊超時否？485置為接收接受地址偏移寄存器清零偶校驗清零結(jié)束YNYN 圖51提高通訊穩(wěn)定性的程序設(shè)計 ⑵發(fā)送和接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)處理：在Modbus協(xié)議里，報文的都是以包的形式來發(fā)送與接收的，設(shè)計中用兩個數(shù)組來定義數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收緩沖區(qū)。接下來判定第二個數(shù)據(jù)（即功能碼），該設(shè)計中除了[03]還擴展了[01][05][06]等功能碼以提高代碼可移植性，對其掃描檢測，如果是[03]則進入讀取保存寄存器子函數(shù)；在讀取保存寄存器子函數(shù)里，分別讀出接收緩沖區(qū)的第三、第四個數(shù)據(jù)對應(yīng)得邏輯地址和第五、第六個數(shù)據(jù)對應(yīng)的邏輯地址長度。程序流程圖如54所示：液晶初始化主程序開始無線模塊初始化Timer0中斷開始定時器0初始化按鍵掃描時鐘更新發(fā)送溫度信息中斷返回判斷中斷標志Sendflag為1?無線接收中斷開始讀取接收到的數(shù)據(jù)更新液晶顯示Y中斷返回N結(jié)束結(jié)束結(jié)束圖54 A機流程圖 B機流程圖和說明 B機的功能是依據(jù)A機命令使它顯示溫度還是時鐘，在主機（PC機）命令下再把溫度和時鐘信號通過Modbus協(xié)議基于485接口響應(yīng)讀取給主機。除此之外還介紹了A機流程圖和說明、B機流程圖和說明。B機主要有：數(shù)碼管顯示模塊、52單片機芯片、18B20溫度傳感器、NRF24L01無線模塊、5v電池。 結(jié)果評價Modbus是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常用到的總線協(xié)議，已成為為通用工業(yè)標準，所以基于Modbus協(xié)議去做這個設(shè)計很有現(xiàn)實意義。在此設(shè)計中也對NRF24L01無線模塊有了研究。⑶隨著信息高速發(fā)達，已經(jīng)有更加優(yōu)化的通訊如：嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信、zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通信、wifi無線網(wǎng)絡(luò)通信等等；關(guān)于通訊我們需要面向未來繼續(xù)努力。此外，感謝所有我的關(guān)心和幫助的老師及朋友，他們在我成長的道路上給力我信心和勇氣，使我跨過一道道難關(guān)。sbit SCK =P3^6。sbit s2=P1^1。sbit s6=P1^5。//*********************************************NRF24L01*************************************define TX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints TX address width 發(fā)送地址的寬度define RX_ADR_WIDTH 5 // 5 uints RX address width 接收地址的寬度define TX_PLOAD_WIDTH 4 // 4 uints TX payload 發(fā)送數(shù)據(jù)寬度define RX_PLOAD_WIDTH 4 // 4 uints RX payloaduchar const A_ADR[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}。sbit TX_DS =sta^5。 for(。y)。 lcden=1。 P0=date。 lcden=0。 write_(0x0c)。 for(bit_ctr=0。 // output 39。 // Set SCK high..