【正文】 private checkBox2。 42. private label14。 40. private label16。 38. private button4。 36. private textBox6。 34. private label10。 32. private label12。 30. private label13。 28. private button1。 26. private label5。 24. private label7。 22. private textBox3。 20. private groupBox2。 18. private label4。 16. private label2。 14. private panel3。 12. private label1。 10. private radioButton3。 8. private groupBox1。 常量定義 6. private btn1。 18. 可以實現(xiàn)通信時序。 16. 實現(xiàn)通信協(xié)議內(nèi)容。其他子系統(tǒng)的通信協(xié)議可以參照此模板實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的控制功能。 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 電子信息與電氣工程學院 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)議進行數(shù)據(jù)通信。對于本地給全局的上行數(shù)據(jù)幀，其格式與從機給本地的響應(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:正向運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x03:正向運轉(zhuǎn)穩(wěn)定 0x04:反向停轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x05:反向停轉(zhuǎn)穩(wěn)定 0x07:反向運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 0x08:反向運轉(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 電子信息與電氣工程學院 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。無論命令幀是否合理，從機一定會根據(jù)命令幀給出相應(yīng)的響應(yīng)幀。 通信從機應(yīng) 按以下順序，依次對命令幀進行解析： 9. 檢查地址位是否針對本機 10. 檢查 VER 段； 11. 檢驗 CHKSUM； 12. 判斷 CMD CMD2 的合法性和有效性； 13. 檢驗 LENGTH與 INFO 段實際長度是否相符； 14. 判斷 INFO 段中各參數(shù)的合法性和有效性。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 的使用實例，參見表 。 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)成命令的唯一性標識。信息幀可以沒有參數(shù)段（相應(yīng)LENGTH取 0）。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。 若命令幀解析失敗，通信從機通過響應(yīng)幀的 RTN 段編碼（見表 3），向主機指示按以上順序檢驗到的第 1 種錯誤。 當目的接收機（某通信從機）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)按要求回復響應(yīng)幀，且在 RTN 段中指示“正?；貜汀?。 響應(yīng)標識碼、返回碼 (RSPD、 RTN) 在響應(yīng)幀中，通過響應(yīng)標識碼 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。 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)成命令的唯一性標識。 255（ 0xFF）：保留，擬作通信主機向所有通信從機傳輸廣播信息時的地址標識。 0：分配給通信主機的地址碼。 目的地址 (ADR) 在本應(yīng)用的通信系統(tǒng)中，無論通信主機還是任何一個確定的從機，都具有確定的唯一性標識，稱通信機的地址。 第 10頁 上海交通大學 電子信息與電氣工程學院 結(jié)束標識采用字符 ’\r’ （回車符），相應(yīng) ASCII 代碼為 0x 0D。 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 校驗和 1 EOI 結(jié)束標識 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）。由通信主機發(fā)往某特定從機的命令幀，稱為單播命令幀；由通信主機發(fā)往所有從機的命令幀，稱為廣播命令幀。 信息幀在傳輸時采用全 ASCII 字符方式，使其具有較好的可顯性和易讀性。與此同時為了防止上行通道發(fā)送信息產(chǎn)生沖突，要對 3 號管腳的 DE 另外設(shè)計，通過代碼實現(xiàn)讓 RS422 發(fā)送信息時，先在 3 號腳產(chǎn)生一個高電平，然后給 4 號腳發(fā)送信息，等發(fā)送信息結(jié)束，在 3 號腳產(chǎn)生一個低電平，這樣就不會使得 RS422 的總線的上行通道中出現(xiàn)信息沖突。 圖 發(fā)射機和接收機實現(xiàn)電路圖 接收機功能是把 RS422 從 7 號和 6 號腳輸入的差分信號轉(zhuǎn)換成 1 號管腳輸出的單片機電平實現(xiàn)接收功能，外圍電路如圖 所示。 圖 集成板模塊內(nèi)部電路具體實現(xiàn)圖 [3] 通信接口轉(zhuǎn)換電路描述 第 8頁 上海交通大學 電子信息與電氣工程學院 該電路可以實現(xiàn)將集成板模塊輸出的 RS422 的差分信號與單片機所能接受的電平信號的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)雙工通信，從而實現(xiàn)本地主系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間的信息交換。它主要通過 1 塊 MAX232 芯片和 2 塊 MAX483 芯片實現(xiàn) RS232 信號和 RS422 信號之間的電平轉(zhuǎn)換，并在 2 塊 MAX232 芯片工作下實現(xiàn)本地主系統(tǒng)和各個子系統(tǒng) 的全雙工通信。本模塊的實現(xiàn)框圖如圖 所示。 圖 MAX232 芯片的管腳定 義、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外圍電路圖 [5] 1 腳和 3 號腳接電容 C1，大小為 ，其中 1 號腳接正極， 3 號腳接負極 4 腳和 5 號腳接電容 C2，大小為 ，其中 4 號腳接正極， 5 號腳接負極 2 腳和 6 號腳接電源，差分輸入，大小為 10V，其中 2 號腳接 +10V， 6 號腳接 10V 11 腳和 10 號腳分別 TTL/CMOS 電平輸入 14 腳和 7 腳分別 RS232 信號輸出 13 腳和 8 號腳分別 RS232 電平輸入 12 腳和 9 腳分別 TTL/CMOS 電平輸出 15 腳 GND 接地 16 腳 VCC 接 5V電源。 8 腳 VCC 接 5V電源。 圖 MAX483 芯片管腳定義 [4] 1 腳為 MAX483 作為接收器的信號輸出端 RO， 2 腳為接收使能端 /RE，低電平有效 4 腳為 MAX483 作為發(fā)送器信號的輸入端 DI， 3 腳為發(fā)送使能端 DE，高電平有效 7 兩腳為 483 輸出給 RS232 的差分信號輸入輸出線。 技術(shù)要求 集線板模塊主要用于本地主系統(tǒng)（ PC 機）與 3 個子系統(tǒng)之間 RS232 電平信號和 RS422 總線電平的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)主從多機的信號交換和通信功能。 圖 本地主系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 集線板模塊描述 功能描述 本模塊的功能是對本地主系統(tǒng)接受到的各個信號，如我們組用的是 PC 機，輸出的信號是 RS232 信號，將其轉(zhuǎn)換成 RS422 信號然后通過電話線下傳到各個子系統(tǒng)；同時要接收到各個子系統(tǒng)上傳的 RS422 信號并轉(zhuǎn)換成 RS232 信號被本地主系統(tǒng)讀取進而實現(xiàn)本地主系統(tǒng) 與其他子系統(tǒng)的主從多機通信。本地通信網(wǎng)絡(luò)具體包括集成板模塊和子系統(tǒng)通信轉(zhuǎn)換接口電路，具體實現(xiàn)會在后面詳細介紹。 第 4頁 上海交通大學 電子信息與電氣工程學院 3. 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 硬件總體結(jié)構(gòu) 本部分主要介紹的是本地主系統(tǒng)的硬件組成，硬件總體可以分為本地無線通信模塊和本地通信網(wǎng)絡(luò)模塊。 設(shè)置子系統(tǒng)的參數(shù) 本地主系統(tǒng)的操作界面上有對應(yīng)于各個子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置窗口，用戶可以在對應(yīng)的參數(shù)窗口設(shè)置或更改參數(shù)來控制對應(yīng)子系 統(tǒng)的工作狀態(tài)。用戶同時可以在操作界面上獲得測量得到的數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)速、水溫和距離等； 第 3頁 上海交通大學 電子信息與電氣工程學院 3. 獲得各個子系統(tǒng)的實時狀態(tài)和測量數(shù)據(jù)。 圖 總系統(tǒng)架構(gòu)框圖 【 3】 本地主系統(tǒng)實現(xiàn)后功能 本地主系統(tǒng)的邏輯功能通過計算機上的操作界面上操作實現(xiàn)。全局主系統(tǒng)是在遠程通過無線局域網(wǎng)控 制本地主系統(tǒng)從而實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的測量和控制，全局主系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的控制終端和數(shù)據(jù)處理終端。通常 RS232 接口以 9 個引腳 (DB9) 或是 25 個引腳 (DB25) 的形態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組 RS232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。 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（