【正文】 B～40kB 的片內(nèi)SRAM，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟modem、語(yǔ)音識(shí)別、低端成像，為這些應(yīng)用提供大規(guī)模的緩沖區(qū)和強(qiáng)大的處理功能。其中LPC2148的引腳分布圖見附錄D UART串行通訊UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時(shí)它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時(shí)鐘頻率同步。奇偶位可用來幫助錯(cuò)誤校驗(yàn)。UART也產(chǎn)生額外的信號(hào)來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。LPC2141/42/44/46/48 包含2 個(gè)UART。與先前的LPC2000 微控制器相比，LPC2141/42/44/46/48 的UART 在兩個(gè)UART 中引入分?jǐn)?shù)波特率發(fā)生器，使能這些微控制器來激活標(biāo)準(zhǔn)波特率如115200（具有2MHz 以上的晶振頻率）。特性：?? 16 字節(jié)接收和發(fā)送FIFO。?? 接收器 FIFO 觸發(fā)點(diǎn)為8 和14 個(gè)字節(jié)。?? 發(fā)送 FIFO 控制使能實(shí)現(xiàn)2 個(gè)UART 的軟件（XON/XOFF）流控制。該模塊也完全支持硬件流控制（自動(dòng)CTS/RTS）。（但VFD也可解釋為Vacuum fluorescent display，真空熒光管，故這種譯法并不常用）。變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。它主要由兩部分電路構(gòu)成，一是主電路（整流模塊、電解電容和逆變模塊），二是控制電路（開關(guān)電源板、控制電路板）。主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。[3]它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。 ③ 逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。 控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。 ② 電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 ⑤ 保護(hù)電路:檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 變頻器與控制器的直接數(shù)字交換 由于控制器和變頻器均為數(shù)字控制器件，采用通訊控制可以實(shí)現(xiàn)兩者之間的直接數(shù)字交換，與傳統(tǒng)的控制方式相比較，不僅可以節(jié)省控制系統(tǒng)A/D、D/A模塊的費(fèi)用，同時(shí)，其控制精度也得到了極大的提高。 多臺(tái)變頻器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控 隨著機(jī)器和設(shè)備的自動(dòng)化水平提高，對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控已經(jīng)成為控制系統(tǒng)的必然趨勢(shì)，采用傳統(tǒng)的控制方式基本上無法滿足其要求，而采用通訊控制則輕而易舉。 RS－485接口電路電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）于1983 年制訂并發(fā)布RS485標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)通訊工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）修訂后命名為TIA/EIA485A，習(xí)慣地稱之為RS485標(biāo)準(zhǔn)。RS485標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了平衡發(fā)送器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應(yīng)用層通信協(xié)議。通常，RS485網(wǎng)絡(luò)采用平衡雙絞線作為傳輸媒體，平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比。如果采用光電隔離方式，則通訊速率一般還會(huì)受到光電隔離器件響應(yīng)速度的限制。在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域中，也常常使用簡(jiǎn)便易用的串行通訊方式作為數(shù)據(jù)交換的手段。為了解決上述問題，RS485標(biāo)準(zhǔn)通常被用作為一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)、具有相當(dāng)高噪聲抑制、相對(duì)高的傳輸速率、傳輸距離遠(yuǎn)、寬共模范圍的通信平臺(tái)。因?yàn)镽S485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（256個(gè)）以及傳輸線成本低的特性，是EIA RS485稱為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。由于RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站功能等優(yōu)點(diǎn)，它成為應(yīng)用越來越廣泛的串行接口。典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是RS232和RS485，它們定義了電壓,阻抗等，但不對(duì)軟件協(xié)議給予定義，[5]區(qū)別于RS232, RS485的特性包括： ① RS485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為（2—6）V表示。 ② RS485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。 ④ RS485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000米，另外RS232C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。[7]在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有兩個(gè)原因：(1)共模干擾問題： RS485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。一般終端的匹配采用終端電阻方法，[8] [9] RS485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn)，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。RS485通訊接口定義的標(biāo)準(zhǔn)① 英式標(biāo)識(shí)為 TDA() 、TDB(+) 、RDA() 、RDB(+) 、GND ② 美式標(biāo)識(shí)為 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND ③ 中式標(biāo)識(shí)為 TXD(+)/A 、TXD()/B 、RXD() 、RXD(+)、GND RS485兩線一般定義為: A, B或Date+,Date 即常說的：”485＋，485－” RS485四線一般定義為： Y,Z,A, B,一般RS485協(xié)議的接頭沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，可能根據(jù)廠家的不同引腳順序和管腳功能可能不盡相同，但是官方一般都會(huì)提供產(chǎn)品說明書，用戶可以查閱相關(guān)rs485管腳圖定義或者引腳圖RS485接口電路設(shè)計(jì)采用終端電阻方法，其電路設(shè)計(jì)圖如圖341：圖341 RS485四線制接口電路圖342 RS485兩線制接口電路3. 5 通訊協(xié)議　通信協(xié)議又稱通信規(guī)程，是指通信雙方對(duì)數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。以下主要介紹了變頻器中常用的通訊協(xié)議。通過FC協(xié)議可以構(gòu)成一個(gè)主從式控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)品 的網(wǎng)絡(luò)化控制。報(bào)文的傳輸由主機(jī)控制，當(dāng)不使用中繼 器時(shí)，主機(jī)最多帶31個(gè)從機(jī)，若使用中繼器，則最多可帶 126 個(gè)從機(jī)。只有當(dāng)一個(gè)從機(jī)收到一個(gè)無錯(cuò)信息而且被尋址時(shí)，該從機(jī)才能發(fā)出響應(yīng)。Danfoss FC協(xié)議規(guī)范簡(jiǎn)介（1）數(shù)據(jù)格式 報(bào)文中的數(shù)據(jù)格式為11位：1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)結(jié)束位和1個(gè)奇偶校驗(yàn)位。然后是數(shù)據(jù)字節(jié)。表351 報(bào)文結(jié)構(gòu) STXLGEADRDATABCC ① STX STX為起始字節(jié)，固定為STX=02H。如果電報(bào)有4個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，則其長(zhǎng)度為：LGE=4+1+1=6個(gè)字節(jié)如果電報(bào)有12個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，則其長(zhǎng)度為：LGE=12+1+1=14個(gè)字節(jié)如果電報(bào)含有文本，則其長(zhǎng)度為10+n個(gè)字節(jié)。③ ADR 變頻器地 址(ADR)可以使用兩種不同的地址格式，其中變頻器的地址范圍分別為131或1126。④ BCC 數(shù)據(jù)控制字節(jié)由以下方法得到：先置BCC初值為零，從報(bào)文的第一個(gè)字節(jié)開始，依次與BCC按位做“異或”運(yùn)算，結(jié)果賦予 BCC,直到除BCC外的最后一個(gè)字節(jié)運(yùn)算結(jié)束，所得的值就是BCC的值。 有3種類型的報(bào)文，它們適用于控制報(bào)文（主機(jī)→從機(jī)）和應(yīng)答報(bào)文（從機(jī)→主機(jī)）。表352 參數(shù)數(shù)據(jù)塊PKEINDPWEhighPWElowPCD1PCD2PKE由2字節(jié)組成，高4位（AK）用于傳送參數(shù)命令，低12位（PNU）用于參數(shù)編號(hào)。參數(shù)指令如表353所示表353 參數(shù)指令由主到從的參數(shù)命令：位編碼15141312參數(shù)命令0000無命令0001讀取參數(shù)值0010將參數(shù)值寫入RAM(字)0011將參數(shù)值寫入RAM(雙字)1101將參數(shù)值寫入RAM和EEPROM（雙字）1110將參數(shù)值寫入RAM和EEPROM（字）1111讀/寫文本由從到主的回復(fù)：位編碼15141312回復(fù)0000無回復(fù)0001傳輸?shù)膮?shù)值（字）0010傳輸?shù)膮?shù)值（雙字）0111命令無法執(zhí)行1111傳輸?shù)奈谋綢ND IND(Index)和PNU一起使用，用于指明某參數(shù)的子條目。PCD1和PCD2為過程塊。 PWEhigh=0000H。表354 文本塊PKEINDCh1…ChnPCD1PCD2c 過程塊 即 PCD1和PCD2，由 4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)組成，有兩種情況?？刂?字用于主機(jī)傳送命令到變頻器，每位的定義可參閱其產(chǎn)品手冊(cè)，串行通信參考值作為一個(gè)16位字傳送給變頻器，作為其給定輸入，用于控制電機(jī)的速度和方向。二是用于從機(jī)到主機(jī)時(shí)，包括狀態(tài)字和輸出頻率，格式類似于控制字和串行通信參考值。圖352 控制字的結(jié)構(gòu)表355 同F(xiàn)C 協(xié)議對(duì)應(yīng)的控制字位位=0位=100預(yù)置參考值，低位（lsb）01預(yù)置參考值，高位（msb）02直流制動(dòng)03慣性停止04快速停止05鎖定輸出頻率06加減速停止啟動(dòng)07復(fù)位08點(diǎn)動(dòng)09無效無效10數(shù)據(jù)無效數(shù)據(jù)有效11啟用繼電器 112啟動(dòng)繼電器 213菜單選擇 低位（lsb）14菜單選擇 高位（msb）15反轉(zhuǎn) Modbus通訊協(xié)議Modbus協(xié)議最初由Modicon公司開發(fā)出來，在1979年末該公司成為施耐德自動(dòng)化(Schneider Automation)部門的一部分，現(xiàn)在Modbus已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議。許多工業(yè)設(shè)備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。 ModbUS協(xié)議是一個(gè)主從協(xié)議。Modbus通信總是由主站發(fā)起，當(dāng)從站沒有收到來自主站的請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。主站用兩種模式向從站發(fā)出Modbus請(qǐng)求：?jiǎn)尾ツＪ胶蛷V播模式。廣播模式即主站可以向所有的從站發(fā)送請(qǐng)求， 從站對(duì)于主站廣播的請(qǐng)求沒有應(yīng)答返回。地址0被保留用來識(shí)別廣播通信。如果需要回應(yīng)，控制器將生成應(yīng)答并使用Modbus協(xié)議發(fā)送給詢問方。此協(xié)議定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用Maser/Slave方式，Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應(yīng)請(qǐng)求；Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙向讀寫。Modbus協(xié)議需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，串行協(xié)議中除有奇偶校驗(yàn)外，ASCII模式采用LRC校驗(yàn)，RTU模式采用16位CRC校驗(yàn)，但TCP模式?jīng)]有額外規(guī)定校驗(yàn)，因?yàn)門CP協(xié)議是一個(gè)面向連接的可靠協(xié)議。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。所以在這里我僅介紹一下Modbus的RTU和ASCII協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)波特率下多樣的字符時(shí)間，這是最容易實(shí)現(xiàn)的(如下圖的T1T2T3T4所示)。可以使用的傳輸字符是十六進(jìn)制的0...9,A...F。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)域（地址域）接收到，每個(gè)設(shè)備都進(jìn)行解碼以判斷是否發(fā)往自己的。一個(gè)新的消息可在此停頓后開始。接收設(shè)備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個(gè)新消息的地址域。這將導(dǎo)致一個(gè)錯(cuò)誤，因?yàn)樵谧詈蟮腃RC域的值不可能是正確的。它由傳輸設(shè)備計(jì)算后加入到消息中。CRC是先調(diào)入一值是全“1”的16位寄存器，然后調(diào)用一過程將消息中連續(xù)的8位字節(jié)各當(dāng)前寄存器中的值進(jìn)行處理。CRC產(chǎn)生過程中，每個(gè)8位字符都單獨(dú)和寄存器內(nèi)容相或（OR），結(jié)果向最低有效位方向移動(dòng)，最高有效位以0填充。整個(gè)過程要重復(fù)8次。最終寄存器中的值，是消息中所有的字節(jié)都執(zhí)行之后的CRC值。其它域可以使用的傳輸字符是十六進(jìn)制的0...9,A...F。消息中字符間發(fā)送的時(shí)間間隔最長(zhǎng)不能超過1秒，否則接收的設(shè)備將認(rèn)為傳輸錯(cuò)誤。LRC值由傳輸設(shè)備來計(jì)算并放到消息幀中，接收設(shè)備在接收消息的過程中計(jì)算LRC，并將它和接收到消息中LRC域中的值比較，如果兩值不等，說明有錯(cuò)誤。它僅僅是