【文章內(nèi)容簡介】 進行切換?？刂菩盘柡螘r為高電平，何時為低電平，一般以單片機的 TI， RI 信號作參考。 發(fā)送時，檢測 TI是否建立起來， 當 TI 為高電平后關(guān)閉發(fā)送功能轉(zhuǎn)為接收功能； 接收時，檢測 RI是否建立起來，當 RI 為高電平后，接收完畢，又可以轉(zhuǎn)為發(fā)送 。 RS485 通信格式 RSS485 協(xié)議的信息格式如下： (1)編碼格式；二進制代碼。 (2)波特率： 9600 b／ s。 (3)通信方式：半雙工。 10 (4)每個字符由 u 位組成； 1 位：起始位 (0)； 8 位：數(shù)據(jù)位； l 位：停止位 (1)。 (5)主機詢問的一般格式 如下 ： 從機地址碼 命令碼 數(shù)據(jù)個數(shù)數(shù)據(jù) 校驗和 表 主機詢問的一般格式 (6)從機應答的一般格式 如下： 返回地址碼 命令 碼 數(shù)據(jù)個數(shù)數(shù)據(jù) 校驗和 表 從機應答的一般格式 按照要求，只需要實現(xiàn)雙機通信即可，并無要求主從機特定地位，但是原理是相同的。 單片機最小系統(tǒng) 圖 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)主要包括電 源、復位電路和時鐘電路等。 11 單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳 RST 上外接電阻和電容，實現(xiàn)上電復位。當復位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復位有效。復位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期。具體數(shù)值可以由 RC電路計算出時間常數(shù)。 復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成。 （ 1）上電復位： STC89 系列單片及為高電平復位，通常在復位引腳 RST上連接一個電容到 VCC，再連接一個電阻到 GND，由此形成一個 RC 充放電回路保證單片機在上電時 RST腳上有足夠時間的高電平進行復位，隨后回歸到低電平進入正常工作 狀態(tài)，這個電阻和電容的典型值為 10K 和 10uF。 （ 2）按鍵復位：按鍵復位就是在復位電容上并聯(lián)一個開關(guān)，當開關(guān)按下時電容被放電、 RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。 單片機時鐘電路是由方向放大器構(gòu)成。 XTAL1 為時鐘電路的輸入端， XTAL2為時鐘電路的輸出端。 顯示模塊 從機的顯示模塊與主機原理一致，這里就不再次敘述。 12 第四章 軟件設計 通信協(xié)議 串行通信協(xié)議的比較 —— RS232 RS422 RS485 RS23 RS422 與 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，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。例如：視頻服務器都帶有多個 RS422 串行通訊接口，每個接口均可通過 RS422 通訊線由外部計算機控制實現(xiàn)記錄與播放。 視頻服務器除提供各種控制硬件接口外，還提供協(xié)議接口，如 RS422 接口除支持 RS422 的 Profile 協(xié)議外，還支持 Louth、 Odetics 、 BVW等通過 RS422 控制的協(xié)議。 RS23 RS422 與 RS485 都是串行數(shù)據(jù)接口標準，都是由 電子工業(yè)協(xié)會（ EIA）制訂并發(fā)布的， RS232 在 1962 年發(fā)布。 RS422 由 RS232 發(fā)展而來，為改進 RS232 通信距離短、速率低的缺點， RS422 定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到 10Mbps，傳輸距離延長到 4000 英尺（速率低于100Kbps 時），并允許在一條平衡總線上連接最多 10 個接收器。 RS422 是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA422A標準。為擴展應用范圍， EIA又于 1983 年在 RS422 基礎上制定了 RS485 標準，增加了多點、雙向通信能 力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為 TIA/EIA485A標準。 1. RS232 串行接口標準 目前 RS232 是 PC 機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。 RS232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地。典型的RS232 信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5~+15V，負電 平在 5~15V電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為 TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從 TTL電平到 RS232 電平再返回 TTL電平。接收器典型的工作電平在 +3~+12V與 3~12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約 15 米，最高速率為 20Kbps。 RS232 是為點對點（即只用一對收、發(fā)設備）通訊而設計的，其驅(qū)動器負載為 3kΩ ~7kΩ。所以 RS232 適合本地設備之間的通信。 13 2. RS422 與 RS485 串行接口 標準 （ 1） 平衡傳輸 RS42 RS485 與 RS232 不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為 A，另一線定義為 B。通常情況下，發(fā)送驅(qū)動器 A、 B之間的正電平在 +2~+6V，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在 2V~6V，是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地 C，在 RS485 中還有一“使能”端，而在 RS422 中這是可用可不用的?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于 邏輯“ 1”與“ 0”的第三態(tài)。 （ 2） RS422 電氣規(guī)定 由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比 RS232 更強的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可接 10 個節(jié)點。即一個主設備（ Master），其余為從設備（ Salve），從設備之間不能通信，所以 RS422 支持點對多的雙向通信。 RS422 四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（ XON/XOFF 握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）實現(xiàn)。 RS422 的最大傳輸距離為 4000 英尺（約 1219 米），最大傳輸速率為 10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在 100Kbps 速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般 100 米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為 1Mbps。 RS422 需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在 300 米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端 。 （ 3） RS485 電氣規(guī)定 由于 RS485 是從 RS422 基礎上發(fā)展而來的，所以 RS485 許多電氣規(guī) 定與RS422 相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。 RS485 可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信。 RS485 總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 串行總線標準。RS485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至 200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS485 采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。 RS485 用于多點互連時非 常方便，可以 14 省掉許多信號線。應用 RS485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián) 32臺驅(qū)動器和 32 臺接收器。 RS485 與 RS422 的不同還在于其共模輸出電壓是不同的， RS485 是 7V至 +12V之間，而 RS422 在 7V至 +7V之間 。RS485 滿足所有 RS422 的規(guī)范，所以 RS485 的驅(qū)動器可以用在 RS422 網(wǎng)絡中應用。 RS485與 RS422 一樣，其最大傳輸距離約為 1219 米，最大傳輸速率為 10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在 100Kbps 速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般 100 米長雙絞線最大傳輸速率僅為 1Mbps。 通信過程 一次完整的通信過程分為 3 個階段：發(fā)送機處理輸入數(shù)據(jù)、通信和接收機顯示輸入數(shù)據(jù)。第一階段，發(fā)送機判斷輸入的鍵值，將其打包處理；通信階段，把打包處理好的數(shù)值發(fā)送給寄存器，再從寄存器發(fā)送給接收機；接收機顯示階段，把打包好的數(shù)據(jù)處理后還原原來的數(shù)據(jù)，通過查表以數(shù)碼管的形式顯示；此時接收機清除接收緩沖區(qū)及相關(guān)變量，準備與主機下次通信。任何一次完整的通信過程都是由發(fā)送機方發(fā)起的，兩個單片機在無鍵值 輸入的情況下都處在接收狀態(tài)。 主機程序 主程序總流程圖 多級雙向通信的軟件設計主要分為：系統(tǒng)初始化、確定主從及關(guān)系、雙方進行握手、主機發(fā)送數(shù)據(jù)和從機接收數(shù)據(jù)等六大部分；每個功能米快快對于通信雙方都是必不可缺的，只有這樣主機才能很好的對外部的信息進行采集、分析和解決。 系統(tǒng)初始化：系統(tǒng)初始化包括串口初始化和顯示模塊初始化。主要實現(xiàn)串口中斷的開啟、總中斷的開啟、定時器的選擇及其工作方式的選擇、串口工作方式的選擇和顯示模塊初始化等功能。 有鍵按下：通信雙方進行通信時需確定雙方的主從關(guān)系，然后通 過鍵盤按下，顯示所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 鍵值處理：在該部分中，通信逐句會發(fā)送握手信號給從機，主機發(fā)送的數(shù)據(jù)通過處理再傳送給從機。 送顯數(shù)據(jù)：所發(fā)送的數(shù)據(jù)通過處理之后再發(fā)送給從機并顯示。 15 從機接收數(shù)據(jù)：此部分功能較簡單，只需完成從機不斷接受主機發(fā)送的數(shù)據(jù)即可。