【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)發(fā)往從機(jī)的信息幀，稱為命令幀；由通信從機(jī)發(fā)往主機(jī)的信息幀，稱為響應(yīng)幀。由通信主機(jī)發(fā)往某特定從機(jī)的命令幀，稱為單播命令幀；由通信主機(jī)發(fā)往所有從機(jī)的命令幀，稱為廣播命令幀。響應(yīng)幀是對確定的單播命令幀的回復(fù)，兩者有一 一對應(yīng)關(guān)系；從機(jī)收到廣播命令幀，不回復(fù)任何響應(yīng)幀。 表 信息幀的基本結(jié)構(gòu) 傳輸時字符（ ASCII 代碼）數(shù) 編碼段 表示意義 命令幀 響應(yīng)幀 1 SOI 起始標(biāo)識 2[注 1] VER 通信協(xié)議版本號 2[注 1] ADR 目的地址 2[注 1] CMD1 RSPD 命令碼 1/響應(yīng)標(biāo)識碼 2[注 1] CMD2 RTN 命令碼 2/返回碼 2[注 1] LENGTH 參數(shù)段字節(jié)長度 2[注 1] ? LENGTH INFO 參數(shù)段 2[注 1] CHKSUM 校驗(yàn)和 1 EOI 結(jié)束標(biāo)識 注 1：傳輸時使用 2 倍的字符數(shù)，例如若編碼段 VER 的編碼為 0x10，則傳輸時使用字符 ’1’和 ’0’表示，即 ASCII 代碼 0x31， 0x30（高位數(shù)字對應(yīng)的字符在先，低位在后）。 起始標(biāo)識和結(jié)束標(biāo)識 (SOI 和 EOI) 起始標(biāo)識采用字符 ’~’，相應(yīng) ASCII 代碼為 0x7E。 第 10頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 結(jié)束標(biāo)識采用字符 ’\r’ （回車符），相應(yīng) ASCII 代碼為 0x 0D。 通信協(xié)議版本號 (VER) 對應(yīng)為 0x10。 目的地址 (ADR) 在本應(yīng)用的通信系統(tǒng)中，無論通信主機(jī)還是任何一個確定的從機(jī)，都具有確定的唯一性標(biāo)識，稱通信機(jī)的地址。以下說明地址編碼的分配情況。 0：分配給通信主機(jī)的地址碼。 1~254（ 0x01~0xFE）：分配給各通信從機(jī)的地址碼，從 ADR 的地址容量角度看，本應(yīng)用中最多可同時容納 254 個通信從機(jī)。 255（ 0xFF）：保留，擬作通信主機(jī)向所有通信從機(jī)傳輸廣播信息時的地址標(biāo)識。 命令碼 命令碼 2 (CMD CMD2) 在命令幀中，命令碼 CMD1 和 CMD2 組合表示一條命令代碼。 CMD1 是主碼，表示一 類命令，一般同類命令的 CMD1 相同； CMD2 是輔碼，與主碼配合，構(gòu)成命令的唯一性標(biāo)識。 CMD1 和CMD2 的編碼方式，由協(xié)議使用者根據(jù)業(yè)務(wù)需要自行確定。 響應(yīng)標(biāo)識碼、返回碼 (RSPD、 RTN) 在響應(yīng)幀中，通過響應(yīng)標(biāo)識碼 RSPD 指示所對應(yīng)的命令幀情況， RSPD 取所對應(yīng)命令幀的CMD1 的值。通信主機(jī)收到該響應(yīng)幀時，可通過閱讀 RSPD 段，檢驗(yàn)是否是與所發(fā)命令幀相對應(yīng)的響應(yīng)，減少錯誤響應(yīng)對通信系統(tǒng)正常工作的影響。 當(dāng)目的接收機(jī)（某通信從機(jī)）正常接收命令幀（基本結(jié)構(gòu)要素完整，即 SOI 和 EOI 存在，長度符合要求），并正 確解析命令后，應(yīng)按要求回復(fù)響應(yīng)幀，且在 RTN 段中指示“正?；貜?fù)”。 通信從機(jī)應(yīng)按以下順序，依次對命令幀進(jìn)行解析： 4. 檢查 VER 段； 5. 檢驗(yàn) CHKSUM； 6. 判斷 CMD CMD2 的合法性和有效性； 7. 檢驗(yàn) LENGTH與 INFO 段實(shí)際長度是否相符； 8. 判斷 INFO 段中各參數(shù)的合法性和有效性。 若命令幀解析失敗，通信從機(jī)通過響應(yīng)幀的 RTN 段編碼（見表 3），向主機(jī)指示按以上順序檢驗(yàn)到的第 1 種錯誤。 第 11頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 表 3 返回碼 意義 編碼 正?；貜?fù) 00 VER 錯 01 CHKSUM 錯 02 非法或無效命令 03 參數(shù)段長度錯 04 非法或無效參數(shù) 05 參數(shù)段長度 LENGTH LENGTH： 0~255（ 00H~0FFH） CHKSUM的計(jì)算： 除 SOI、 EOI 和 CHKSUM 外，其他字節(jié)累加求模 256 和，取結(jié)果的補(bǔ)碼 (原碼取反加 1)。換言之，除 SOI、 EOI 外，其他字節(jié) (包括 CHKSUM)的原碼的模 256 和應(yīng)為 0。 參數(shù)段 INFO INFO 段格式及編碼，由協(xié)議使用者根據(jù)業(yè)務(wù)需要自行定義。信息幀可以沒有參數(shù)段（相應(yīng)LENGTH取 0）。 下行命令幀形式 在命令幀中，命令碼 CMD1 和 CMD2 組合表示一條命令代碼。 CMD1 是主碼，表 示一類命令，一般同類命令的 CMD1 相同； CMD2 是輔碼，與主碼配合，構(gòu)成命令的唯一性標(biāo)識。 LENTH表示數(shù)據(jù)位的字節(jié)長度， INFO 用以傳遞命令中必要涉及的數(shù)據(jù)，如設(shè)定水溫目標(biāo)值，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速，獲取超聲測距的結(jié)果等，當(dāng)命令中不必要傳輸數(shù)據(jù)時（如要求讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速命令）則 INFO 為空。下行命令幀（全局主系統(tǒng)對本地主系統(tǒng)，或本地主系統(tǒng)對子系統(tǒng)）中的 CMD1 和 CMD2 的編碼方式，以及 LENGTH和 INFO 的使用實(shí)例，參見表 。 表 本地主系統(tǒng)命令幀的格式和內(nèi)容 序號 通信對象 功能描述 命令幀 SOI VER ADDR CMD1 CMD2 LENGTH INFO CHECKSUM EOI 1 水溫控制 檢測狀態(tài) ~ 0x10 0x01 0x00 0x00 0x00 無 程序自動計(jì)算 /r 設(shè)定溫度 ~ 0x10 0x01 0x01 0x01：開始加熱 0x01 溫度 /r 0x00：停止加熱 讀取溫度 ~ 0x10 0x01 0x02 0x00 0x00 無 /r 重啟系統(tǒng) ~ 0x10 0x01 0x03 0x00 0x00 無 /r 2 電 機(jī)轉(zhuǎn)速 檢測狀態(tài) ~ 0x10 0x02 0x00 0x00 0x00 無 /r 第 12頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 寫工作方式 ~ 0x10 0x02 0x01 0x00:正轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn) 0x01 轉(zhuǎn)速 /r 0x01:正轉(zhuǎn)開轉(zhuǎn) 0x02:反轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn) 0x03:反轉(zhuǎn)開轉(zhuǎn) 讀取狀態(tài) ~ 0x10 0x02 0x02 0x00 0x00 無 /r 重啟系統(tǒng) ~ 0x10 0x02 0x03 0x00 0x00 無 /r 3 超聲波測距 檢測狀態(tài) ~ 0x10 0x03 0x00 0x00 0x00 無 /r 寫工作方式 ~ 0x10 0x03 0x01 0x00 0x01 工作方式 /r 讀取測量值 ~ 0x10 0x03 0x02 0x00 0x00 無 /r 重啟系統(tǒng) ~ 0x10 0x03 0x03 0x00 0x00 無 /r 上行響應(yīng)幀形式 當(dāng)目的接收機(jī)（某通信從機(jī)）正常接收命令幀（基本結(jié)構(gòu)要素完整，即 SOI 和 EOI 存在，長度符合要求），并正確解析命令后，應(yīng)按要求回復(fù)響應(yīng)幀，且在 RTN 段中指示“正?；貜?fù)”。 通信從機(jī)應(yīng) 按以下順序，依次對命令幀進(jìn)行解析： 9. 檢查地址位是否針對本機(jī) 10. 檢查 VER 段； 11. 檢驗(yàn) CHKSUM； 12. 判斷 CMD CMD2 的合法性和有效性； 13. 檢驗(yàn) LENGTH與 INFO 段實(shí)際長度是否相符； 14. 判斷 INFO 段中各參數(shù)的合法性和有效性。 從機(jī)根據(jù)解析結(jié)果確定響應(yīng)幀的 RTN 位，若命令幀無錯誤，則執(zhí)行該命令。無論命令幀是否合理，從機(jī)一定會根據(jù)命令幀給出相應(yīng)的響應(yīng)幀。從機(jī)給本地主系統(tǒng)響應(yīng)幀結(jié)構(gòu)如表 所示。對于本地給全局的上行數(shù)據(jù)幀，其格式與從機(jī)給本地的響應(yīng)幀完全相同 表 從系統(tǒng)響應(yīng)幀格式與內(nèi)容 序號 通信對象 功能描述 響應(yīng)幀 SOI VER ADDR RSPD RTN LENGTH INFO CHECKSUM EOI 1 電機(jī)轉(zhuǎn) 速 狀態(tài)檢測 ~ 0x10 0x00 0x00 0x00：無錯誤 0x01： VER 錯誤 0x02:CHKSUM 錯 0x03:非法命令 0x04:參數(shù)段長度錯 0x05:非法或無效參數(shù) 0x01 0x00:在線 程序自動計(jì)算 /r 0x01:不在線 寫工作方式 ~ 0x10 0x00 0x01 0x01 0x00:設(shè)定成功 /r 0x01:設(shè)定失敗 讀取狀態(tài) ~ 0x10 0x00 0x02 0x01 0x00:正向停轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 轉(zhuǎn)速 /r 0x01:正向停轉(zhuǎn)穩(wěn)定 0x02:正向運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x03:正向運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 0x04:反向停轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x05:反向停轉(zhuǎn)穩(wěn)定 0x07:反向運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x08:反向運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 2 水溫控 制 狀態(tài)檢 測 ~ 0x10 0x00 0x03 0x01 0x00:在線 /r 0x01:不在線 第 13頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 設(shè)定溫度 ~ 0x10 0x00 0x04 0x01 0x00:設(shè)定成功 /r 0x00:設(shè)定失敗 讀取溫度 ~ 0x10 0x00 0x05 0x02 0x00：溫度不穩(wěn)定 溫度 /r 0x01：溫度穩(wěn)定 3 超聲波 測距 狀態(tài)檢測 ~ 0x10 0x00 0x06 0x01 0x00:在線 /r 0x01:不在線 寫工作方式 ~ 0x10 0x00 0x07 0x01 0x00:設(shè)定成功 /r 0x00:設(shè)定失敗 讀取狀態(tài) ~ 0x10 0x00 0x08 0x02 0x00:結(jié)果穩(wěn)定 厚度值 /r 0x01:結(jié)果不穩(wěn)定 通信時序特性 異步通信字節(jié)格式： 9600 Baud， 8 位數(shù)據(jù)，無奇偶校驗(yàn)位， 1 位停止位； Tbb：幀內(nèi)字節(jié)間隔時間； Tcr：命令幀 響應(yīng)幀間隔時間； Trc：響應(yīng)幀 下一命令幀間隔時間。 表 4 通信時序特性 符號 最小值 MIN 最大值 MAX Tbb 0 20 ms Tcr 0 500 ms Trc 0 — 注：若 TbbTbbMAX，則通信接收方可判定幀傳輸中止；若 TcrTcrMIN 或 TrcTrcMIN ，則存在通信接收方無法正確接收的風(fēng)險；若 TcrTcrMAX，則通信主機(jī)可判定目的從機(jī)不在線。 T bb … S O I E O I 命令幀 N … S O I E O I 命令幀 N +1 … S O I E O I 對 命令幀 N 的響應(yīng)幀 T bb T cr T rc 圖 1 通信時序特性 第 14頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 5. 主從通信協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn) 本地主系統(tǒng)的上、下行控制模塊以及各個子系統(tǒng)的接口模塊通過通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本部分以本地主機(jī)的下行 通信控制模塊的程序模板為例來說明主從通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過程。其他子系統(tǒng)的通信協(xié)議可以參照此模板實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的控制功能。 功能描述 本地主系統(tǒng)下行通信控制模塊可以實(shí)現(xiàn)以下幾種功能： 15. 本地主系統(tǒng)在不與全局主系統(tǒng)相連時可以發(fā)送一些命令幀。 16. 實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議內(nèi)容。 17. 對三個下屬從機(jī)進(jìn)行輪詢操作，通過串行通信端口與從機(jī)通信，向下傳遞命令并獲得相應(yīng)響應(yīng)幀。 18. 可以實(shí)現(xiàn)通信時序。 5. 可對命令幀及響應(yīng)幀進(jìn)行命令解析。 常量定義 6. private btn1。 7. private pictureBox1。 8. private groupBox1。 9. private radioButton2。 10. private radioButton3。 11. private panel1。 12. private label1。 13. private panel2。 14. private panel3。 15. private textBox1。 16. private label2。 17. private label3。 18. private label4。 19. private textBox2。 20. private groupBox2。 21. private textBox4。 22. private textBox3。 23. private label8。 24. private label7。 25. private la