【正文】 的數(shù)據(jù)通信總線。在數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應(yīng)用中，由于設(shè)備數(shù)量多，發(fā)布較遠(yuǎn)，現(xiàn)場的各種干擾也較大，往往通信可靠性及質(zhì)量不高。 綜上所述，本設(shè)計(jì) 上位 機(jī)（即 PC機(jī)） 編程 采用 的通信控件 MSComm，通信總線可以選擇 RS485或 CAN總線 (本次選用 RS485)。選用 VB 軟件開發(fā)上位機(jī)管理程序 ,從而解決了一臺計(jì)算機(jī)與多臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通信的問題 ,提高了系統(tǒng)資源的利用率 ,還為進(jìn)一步構(gòu)建車間級制造管理系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。用一個單片機(jī)作為數(shù)控機(jī)床的通信接口。采用分布式布局，多臺數(shù)控機(jī)床通過一條總線完成與單片機(jī)的通信。此網(wǎng)卡有兩個通信接口：一個是 RS485接口，連接 RS485(CAN)網(wǎng)絡(luò)；另一個是 RS232 接口，與數(shù)控機(jī)床的RS232 或 PC 的 RS232 的接口連接。其總體 框圖如 所示。帶有 485接口的單片機(jī)系統(tǒng) 作為從機(jī)，響應(yīng)主機(jī)的輪詢命令，將采集到的數(shù)據(jù)回傳給主機(jī)，從機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換只能通過主機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 數(shù)控機(jī)床單片機(jī)系統(tǒng)RS 485 接口上位機(jī) （ PC 機(jī) ）RS 232 / RS 485 轉(zhuǎn)接卡數(shù)控機(jī)床單片機(jī)系統(tǒng)RS 485 接口數(shù)控機(jī)床單片機(jī)系統(tǒng)RS 485 接口節(jié)點(diǎn) 1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 2節(jié)點(diǎn) N?? ??RS 485 總線 許明 微軟用戶 第 8 頁 圖 軟件總體設(shè)計(jì)框圖 上位機(jī) （ PC 機(jī) ）下位機(jī)初始化接收數(shù)據(jù)幀模塊計(jì)算校驗(yàn)和模塊數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送數(shù)據(jù)模塊M S C o m m 控件初始化模塊發(fā)送數(shù)據(jù)模塊接收數(shù)據(jù)幀模塊 許明 微軟用戶 第 9 頁 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) RS485/RS232 接口電路 RS485/RS232接口電路的主要作用是實(shí)現(xiàn) RS485電平和 RS232電平之間的轉(zhuǎn)換，如圖 31 所示。 MAX485 是 RS485 的驅(qū)動芯片，可實(shí)現(xiàn) RS485 電平和 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換。因?yàn)閱纹瑱C(jī) AT89C2051 只有一個串行通信口，而通信節(jié)點(diǎn)需要兩個串口，為節(jié)省成本，采用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)串行通信口的切換。其邏輯表達(dá)式為： D=A Kb 許明 微軟用戶 第 10 頁 1 2 3 4161514135 6 7 8121110 9V C C K b K aA 4 D 4 D 3 D 2 D 1B 4 A 3 B 3 A 2 B 2 A 1 B 1 G N D 圖 32 CD4091 內(nèi)部邏輯圖 3． 1． 1 RS485 總線的相關(guān)知識 RS485總線的理論 。在 RS422 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， EIA研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的 RS485總線標(biāo)準(zhǔn)。7V 的共模電壓 ⑶ 輸入端的電容 ≤50pF ⑷ 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為 32個，配置了 120Ω 的終端電阻的情況下，驅(qū)動器至少還能輸出電壓 （終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān) ） ⑸ 接收器的輸入靈敏度為 200mV（即（ V+） （ V） ≥ ，表示信號 0；（ V+） （ V）≤ ，表示信號 1） 。 RS485 是一種發(fā)送器的電路標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了 RS422 的性能， RS485允許公用電話線通信。 MAXIM 公司生產(chǎn)的 RS485 驅(qū)動芯片在性能方面挺好。 它們的各項(xiàng)性能比較如表 33 所示： 表 33 MAX481/483/485/487/MAX488~491 性能比較表： 型號 半 / 全雙工 數(shù)據(jù)率/Mbps 轉(zhuǎn)換率限制 低功耗 關(guān)機(jī) 接收器驅(qū) 動器使能 靜態(tài)電流 /uA 總線上收/發(fā)器數(shù) 引腳數(shù) MAX481 全雙工 無 有 有 300 32 8 MAX483 全雙工 有 有 有 120 32 8 MAX485 全雙工 無 無 有 300 32 8 MAX487 全雙工 有 有 有 120 128 8 MAX488 全雙工 有 無 無 120 32 8 MAX489 全雙工 有 無 有 120 32 14 MAX490 全雙工 無 無 無 300 32 8 MAX491 全雙工 無 無 有 300 32 14 MAX481/483/485/487 為 8 引腳封裝，它們適用于半雙工通信。MAX48x/49x 系列線電路主要特點(diǎn)如下： ⑴單一 +5V電源供電； ⑵低功耗：工作電流 120~500uA,靜態(tài)電流 120uA。波特率計(jì)算公式為： 波特率 =(2SMOD/32) (fOSC/12若波特率為 9600b/s， SMOD=0,X=253,則：fOSC=波特率（ 32/2SMOD） 12 (256X) =9600 (32/20) 12 (256253) =(MHZ) 所以，最好選用 的晶體振蕩器。 DIP 為 8 位地址開關(guān)，作為通信節(jié)點(diǎn)的地址編碼。 MAX813L是看門狗芯片，在上電、掉電期間及在電壓降低的情況下可產(chǎn)生一個復(fù)位信號。 ? 獨(dú)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在 內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖健? ? 低電平有效的手動復(fù)位輸入。下面介紹各引腳功能： 圖 35 MAX813L 引腳排列圖 ? 手動復(fù)位輸入端（ MR） 。該輸入端的 最小輸入脈寬要求可以有效地消除開關(guān)的抖動。 ? 工作電源（ VCC） ：接 +5V電源。 ? 電源故障輸入端（ PFI） 。 ? 電源故障輸出端（ PFO）?？撮T狗信號輸入端（ WDI） 。若超過 ，則 內(nèi)部定時器益處。 ? 復(fù)位信號輸出端（ RST） 。 ? 看門狗信號輸出端（ WDO）。 MAX813L 的工作原理： MAX813L 實(shí)質(zhì)上是一個可使微處理器復(fù)位或產(chǎn)生中斷請求的定時器，使其輸出端與微處理器的復(fù)位端相連。這樣，就形成了硬件“看門狗”，用“看門狗”監(jiān)視程序的運(yùn)行。若在定時時間內(nèi)，監(jiān)控電路 MAX813L 的輸入端不再有正脈沖輸入，則芯片內(nèi)部的定時器將被清零并重新開始計(jì)時。MAX813L 輸入端的周期信號應(yīng)由應(yīng)用程序產(chǎn)生，并經(jīng) 口線接到 MAX813L 的輸入端，這樣在程序正常運(yùn)行過程中，使 MAX813L 的輸入端有一個周期小于 TW 的脈沖序列輸入，MAX813L 輸出端始終為低電平；當(dāng)運(yùn)用程序受到干擾而出現(xiàn)死循環(huán)不正常運(yùn)行時， MAX813L的輸入端不再出現(xiàn)脈沖序列，或者即使出現(xiàn)，其周期也可能大于 TW，這樣就是 MAX813L的輸出端輸出一個高電平信號，使系統(tǒng)重新復(fù)位 ，重新進(jìn)行初始化，恢復(fù)正常運(yùn)行，從而保證系統(tǒng)可靠地工作。 許明 微軟用戶 第 15 頁 第四章 軟件設(shè)計(jì) PC 與數(shù)控機(jī)床之間的通信協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系 為了方便連接及數(shù)據(jù)傳輸，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）制定了標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，那就是開放系統(tǒng)互連（ OSI:Open System Interconnection） 參考模型，該模型采用分層結(jié)構(gòu)，共分七層，可將所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所需要的功能都包括在其中。 OSI RS485 應(yīng)用層 應(yīng)用程序 高層協(xié)議 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 串行通信基本協(xié)議 物理層 RS485 總線與接口 表 41 RS485 與 OSI 參考模型對應(yīng)關(guān)系 總線與接口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間的物理連接，相當(dāng)于 OSI 的物理層。所有其它高層協(xié)議均由應(yīng)用程序決定。 圖 SCON 各位的定義 SM0， SM1 為串口工作方式選擇位， REN 為允許串行通信選擇位，由軟件置 REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù)，否則，禁止接收。 TB8為 3 中發(fā)送數(shù)據(jù)第 9 位， TI 為發(fā)送中斷標(biāo)志位， RI為接收中斷標(biāo)志位。 RB8，在方式 2 和方式 3 中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶效驗(yàn)位或地址幀 /數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式 0時 該位未用。發(fā)送或接收一幀信息為 10 位，分別為一位起始位（ 0）， 7 位數(shù)據(jù)位 ，一位校驗(yàn)位 和一位停止位SM 0 SM 1 SM 2 R E N T B 8 RB 8 T I R I 許明 微軟用戶 第 16 頁 （ 1）。當(dāng)執(zhí)行 MOV SBUF,A 指令時，數(shù)據(jù)被寫入發(fā)送緩沖器 SBUF，啟動發(fā)送器發(fā)送。數(shù)據(jù)接收時，數(shù)據(jù)從 RXD端輸入。當(dāng) RI=0 且接收到停止位為 1（或 SM2=0）時，將停止位送入 RB8， 8 位數(shù)據(jù)送入接收緩沖器 SBUF，同時置中斷標(biāo)志 RI=1。并且只有在方式 1 或 3 下，波特率由定時器 T1的溢出率和 SMOD共同決定。 ② PC發(fā)送兩個字節(jié)的機(jī)床號。 ④ PC發(fā)送一個字節(jié)的命令字 [02H]。但隨時檢測是否收到錯誤命令字 [07H]:若收到，則中止發(fā)送，報錯（網(wǎng)絡(luò)錯誤），返回。 （ 2） PC接收數(shù)控機(jī)床的 數(shù)據(jù)，過程如下： ① PC發(fā)送一個起始字節(jié) [01H]。如： 18 號機(jī) 床是 ASC(1)[31H]+ASC(8)[38H]； 3 號機(jī) 床是 ASC(0)[30H]+ASC(3)[33H] ③ PC 回收機(jī)床號：若回收機(jī)床號與所發(fā)機(jī)床號相同，則往下執(zhí)行；若回收機(jī)床號與所發(fā)機(jī)床號不同，則報錯（通信錯誤），返回； PC超時未收到數(shù)據(jù)，則報錯（超時錯誤），返回。 ⑤ PC 接收程序數(shù)據(jù)，無須回收。 注：結(jié)束命令 字不為程序數(shù)據(jù)。 D O 校驗(yàn)位 起 始 位 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 停 止 位 許明 微軟用戶 第 17 頁 上位機(jī)（ PC 機(jī)）程序設(shè)計(jì) 主控機(jī)端軟件除了通信接口部分以外還有用戶界面、數(shù)據(jù)處理、后臺數(shù)據(jù)庫等。 MSComm 是 提供的 ActiveX 控件，使用前需將該控件添加到 VB 工具欄。把 Visual Basic的串口通信控件 Microsoft Commcontrol 調(diào)入工作菜單。利用 MSComm 控件控制通信程序，關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解和設(shè)置通信控件的屬性。 MSComm 控件的常用屬性如下： CommPort： 設(shè)置并返回通訊端口號。 PortOpen： 設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)。 InputMode： 設(shè)置或返回接收數(shù)據(jù)的類型。 InputBufferSize： 設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)的大小，缺省值為 1024字節(jié)。 由于查詢方式會占用大量的 CPU時間，效率很低，所以本系統(tǒng)采用事件驅(qū)動方式進(jìn)行串口通信設(shè)計(jì)，圖 為上位機(jī)通信界面，設(shè)計(jì) 3 個命令按鈕，分別為發(fā)送命令按鈕、保存命令按鈕和關(guān)閉按鈕。 下面是 MSComm 控件的初始化程序、部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送和接受程序： Private Sub Form1Load() MSComm 控件的初始化（屬性設(shè)置）程序： =1；設(shè)置串行端口 (1) =” 9600,N,7,1” ；設(shè)置波特率及數(shù)據(jù)幀格式 許明 微軟用戶 第 19 頁 =1 ；數(shù)據(jù)接受按字節(jié) (binary)方式 =1 ； INPUT 讀取緩沖區(qū)的所有內(nèi)容 =true =1。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 所以在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 我要感謝沈老師和蔣老師對我的諄諄教誨及不厭其煩的指導(dǎo)，否則我很難完成這次設(shè)計(jì)，剛拿到這個課題時，我很迷茫所學(xué)知識甚少，我如何能完成這樣一個課程的設(shè)計(jì)，隨著對書本知識的不斷加深的理解，我更加了解單片機(jī)的功能以及它的應(yīng)用， 更加加深了對單片機(jī)匯編語言的了解和使用。 當(dāng)然畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)鍛煉的一個好機(jī)會，它能鞏固專業(yè)技術(shù)的理論知識，提高電路的設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)綜合分析問題和解決問題的能力，也能進(jìn)一步培養(yǎng)我們的實(shí)驗(yàn)技能和動手能力，啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新思維。 但 是設(shè)計(jì)上 也存在一定的不足，這 些 不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力 ，影響了整個系統(tǒng)的性能 。 可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識 。在設(shè)計(jì)中，各位老師給予了我多方的關(guān)心與幫助，在此，向他們致以崇高的敬意，并表示衷心的感謝。由于我的水平和經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)中難免存在一些不當(dāng)之處，敬請各位老師批評指正。地址寄存器 . ADDREG EQU 30H。地址 ASC碼 . AS