【正文】 于發(fā)射模式下。也就 是說(shuō)，若傳輸應(yīng)答信號(hào)過(guò)程中執(zhí)行此指令的話將使得應(yīng)答信號(hào)不能被完整的傳輸。當(dāng) CE 為高過(guò)程中，數(shù)據(jù)包被不斷的重新發(fā)射。 NOP 1111 1111 空操作。 R_REGISTER 和 W_REGISTER 寄存器可能操作單字節(jié)或多字節(jié)寄存器。在所有多字節(jié)寄存器被寫完之前可以 結(jié)束寫 SPI 操作，在這種情況 下沒(méi)有寫完的高字節(jié)保持原有內(nèi)容不變。在CSN 狀態(tài)由高變低后可以通過(guò) MISO 來(lái)讀取狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。當(dāng) MCU 給中斷源寫‘ 1’時(shí)，中斷引腳被禁止。通過(guò)設(shè)置可屏蔽中斷位為高，則中斷響應(yīng)被禁止。 本章小結(jié) 本章介紹了 modbus 通訊協(xié)議、 RS485 接口、 NRF24L01 通訊模塊的具體內(nèi)容 ， 為硬件、軟件設(shè)計(jì)鋪平道路。 圖 41 最小系統(tǒng) 溫度采集、獨(dú)立按鍵、液晶和數(shù)碼管顯示模塊 ⑴ 液晶顯示模塊如圖 42 所示，采用字符型液晶 1602，其具有操作簡(jiǎn)單顯示字符多特點(diǎn)，并接 R0（ 104）進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié)， P0 為數(shù)據(jù)接口， ， ， 為控制線。 ⑶ 獨(dú)立按鍵單元 如圖 44，獨(dú)立按鍵用來(lái)對(duì)系統(tǒng)工作控制，例如調(diào)時(shí)間，發(fā)命令等作用。 無(wú)線收發(fā)單元 模塊 如圖 45 所示， 在設(shè)計(jì) NRF24L01 無(wú)線通 訊模塊中要注意的是該芯片低工作電壓在 (～ )，而普通 5v 電壓會(huì)降低芯片壽命甚至將其燒壞，所以需要對(duì)其電平轉(zhuǎn)換，在本設(shè)計(jì)中采用 三端穩(wěn)壓管，該芯片輸出電壓穩(wěn)定 在 NRF24L01 的工作電壓范圍內(nèi) 、輸出電流 800mA 滿足無(wú)線通訊芯片供應(yīng)電源。本電路的 232 電平轉(zhuǎn)換電路采用 MAX232 集成電路， 485 電路采用了 MAX485 集成電路。 PC 串口每根線可以提供大約 9mA 的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個(gè)電路使用了。使用本電路需注意 PC 程序必須使串口的 DTR 和 RTS 輸出高電平，經(jīng)過(guò) D3 穩(wěn)壓后得到 VCC，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試， VCC 電壓大約在 左右。 MAX485 是通過(guò)兩個(gè)引腳 RE（ 2 腳）和 DE（ 3腳） 來(lái)控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。在半雙工使用中，通?？梢詫⑦@兩個(gè)腳直接相連，然后由 PC 或者單片機(jī)輸出的高低電平就可以讓 MAX485 在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換了。平時(shí) MAX232 的 9 腳輸出高電平，經(jīng) Q1 倒相后，使 MAX485 的 RE和 DE 為低電平而處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。 圖 46 RS232485 本章小結(jié) 本章主要包括電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、 RS232 轉(zhuǎn) RS485 接口模塊、 NRF24L01 無(wú)線通訊模塊的硬件設(shè)計(jì) ，介紹了設(shè)計(jì)的基本原理和一些注意事項(xiàng) 。本章主要介紹 報(bào)文處理的軟件實(shí)現(xiàn) ， 并簡(jiǎn)要介紹 整體 A 機(jī) 時(shí)鐘 和 B 機(jī) 溫度信 號(hào)無(wú)線交換 的軟件流程圖。 ⑴ 計(jì)算機(jī)發(fā)送 的數(shù)據(jù)包 ： [設(shè)備地址 ] [命令號(hào) 03] [起始寄存器地址低 8 位 ] [高 8位 ] [讀取的寄存器數(shù) 低 8 位 ] [高 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的低 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的高 8 位 ] 即 ： [01][03][01][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀 從機(jī)溫度 [01][03][02][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的小時(shí) [01][03][03][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的分鐘 具體 意義如下： ： 本次設(shè)計(jì)中設(shè)備地址為 0x01。 低 8 位、 高 8 位：表示想讀取的模擬量的 邏輯 地址 ,本次設(shè)計(jì) 中的 溫度 邏輯地址 為 0x01；小時(shí)的邏輯地址為 0x02。 低 8 位、 高 8 位 ：表示從起始地址開(kāi)始讀多少個(gè)模擬量 (即邏輯地址長(zhǎng)度 )。 （ 在返回的信息中一個(gè)模擬量需要返回兩個(gè)字節(jié) ） 。 ⑵ 從機(jī)響應(yīng)回主機(jī)的數(shù)據(jù)包 ： [設(shè)備地址 ] [命令號(hào) 03] [返回的字節(jié)個(gè)數(shù) ][數(shù)據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]...[數(shù)據(jù) n][CRC 校驗(yàn)的低 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的高 8 位 ] 即 ： [01][03][02][00][AC][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：溫度值 回 應(yīng)給主機(jī)（ ℃）[01][03][02][00][0B][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：小時(shí)值 回 應(yīng)給主機(jī)（ 11 小時(shí)） [01][03][02][00][24][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：分鐘值 回 應(yīng)給主機(jī)（ 36 分鐘） 具體 意義如下： 。 設(shè)計(jì)中返回了 1 個(gè)模擬量的數(shù)據(jù)，因?yàn)橐粋€(gè)模擬量需要 2 個(gè)字節(jié)所以共 2 個(gè)字節(jié)。 設(shè)計(jì)中只返回了 [數(shù) 據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]，本次設(shè)計(jì) 中 若第一個(gè) 返回的值 是 [AC]轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制為 172 即 176。 校驗(yàn)同上。 在 此次程序 設(shè)計(jì) 中設(shè)置 了 一個(gè) 1ms 定時(shí)中斷， 在 中斷程序中 定義一個(gè) 1ms 標(biāo)志位，在定時(shí) 處理子函數(shù)中 判斷是否通訊超時(shí)（本次設(shè)定為 5s） ， 如果超時(shí)，即使已經(jīng)有接受到數(shù)據(jù) 也 置之不理，進(jìn)行重置 48清零地址偏移器、清零偶校驗(yàn) ；除此之外每次發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后我們也需要進(jìn)行這樣處理。發(fā)送接收緩沖區(qū)再 與 單片機(jī)的串口鎖存器 sbuf進(jìn)行交換來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包 的發(fā)送與接收 ，在程序中還同時(shí)使用偶校驗(yàn)來(lái)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè) ；在此設(shè)置串口中斷服務(wù)程序， 當(dāng)接收或者發(fā)送完 8 個(gè)數(shù)據(jù)后進(jìn)入服務(wù)程序內(nèi)處理以上功能。采用 查詢掃描方式，當(dāng)從機(jī)接受數(shù)據(jù)包 第一個(gè)有效數(shù)據(jù)為 0X01 時(shí)說(shuō)明確實(shí)是該機(jī) ，如果偶校驗(yàn)也正確 的話則繼續(xù)處理接下來(lái)的數(shù)據(jù)；為保證通訊數(shù)據(jù)的可靠和可信性我們還需要對(duì)接收緩沖區(qū)做 CRC校驗(yàn)。 通過(guò) 邏輯地址 我們 可以知道 要處理的數(shù)據(jù)， 通過(guò) 邏輯地址長(zhǎng)度我們可以知道需要返回的字節(jié)數(shù)。 流程圖如 53所示： 串行口中斷開(kāi)始 TI=1？ RI=1？ 清零 TI 中斷標(biāo)志位 清零 RI 中斷標(biāo)志位 發(fā)送位置 發(fā)送字節(jié)個(gè)數(shù)？ 發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)給 串口鎖存器（加上校驗(yàn)位） 485 置為接收 接受地址偏移寄存器清零 偶校驗(yàn)清零 結(jié)束 設(shè)置通訊超時(shí)值 串口鎖存器的值發(fā)給接受緩沖區(qū) 測(cè)試校驗(yàn)是否出錯(cuò) Y N Y N Y 圖 53 數(shù)據(jù)包處理 A 機(jī)流程圖 和說(shuō)明 A 機(jī)的功能是顯示時(shí)鐘， 能通過(guò)按鍵控制 B 機(jī)顯示溫度或把 A 機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)無(wú)線傳輸給 B 機(jī)；所以在程序中需要初始化液晶、無(wú)線模塊、定時(shí)器、還要設(shè)置按鍵掃描和無(wú)線接受中斷（這里用單片機(jī)外部中斷 0 來(lái)實(shí)現(xiàn)）。所以程序中需要初始化無(wú)線模塊、串口、定時(shí)器等； Modbus 協(xié)議都在主程序中得以體現(xiàn)。程序流程圖如 55所示 ： 液晶初始化 主程序開(kāi)始 無(wú)線模塊初始化 Timer0 中斷開(kāi)始 定時(shí)器 0 初始化 按鍵掃描 時(shí)鐘更新 發(fā)送溫度信息 中斷返回 判斷中斷標(biāo)志 Sendflag 為 1? 無(wú)線接收中斷開(kāi)始 讀取接收到的數(shù)據(jù) 更新液晶顯示 Y 中斷返回 N 結(jié)束 結(jié)束 結(jié)束 圖 55 B機(jī)流程圖 本章小結(jié) 在這一章中我們 介紹了基于 MODBUS 協(xié)議處 理報(bào)文的軟件設(shè)計(jì) ，介紹了報(bào)文格式 、軟件具體實(shí)現(xiàn)的方法和注意事項(xiàng)，并設(shè)計(jì)的介紹了流程圖，設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面下了功夫。 讀取一次溫度信息 主程序開(kāi)始 無(wú)線模塊初始化 Timer0 中斷開(kāi)始 Timer0、 1mTimer串口初始化（設(shè)置波特率等）；無(wú)線模塊設(shè)置為接收 數(shù)碼管掃描 時(shí)鐘更新 中斷返回 判斷中斷標(biāo)志 rcv 為 1? 無(wú)線接收中斷開(kāi)始 讀取接收到的數(shù)據(jù) 判斷接收到的命令 置位 rcv N Y 顯示時(shí)鐘并與 A 機(jī) 同步 顯示溫度發(fā)回溫度信息 LED 閃爍 檢查 uart0 口數(shù)據(jù) 結(jié)束 結(jié)束 結(jié)束 定時(shí)處理 第６ 章 通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 本章節(jié)主要說(shuō)明本課題設(shè)計(jì)的作品，對(duì)整體作品的實(shí)物及各部分功能模塊實(shí)物作了全面的介紹，并對(duì)本課題設(shè)計(jì)的作品結(jié)果作了全面的分析與評(píng)價(jià)。 A、 B 機(jī)顯示如圖 61 所示： 圖 61 A、 B機(jī)顯示 萬(wàn)年歷 溫度顯示 溫度顯示 小時(shí)、分鐘顯示 圖 62 實(shí)物外觀 A 機(jī)主要有： 1602 液晶顯示模塊、 52 單片機(jī)、按鍵模塊、 NRF24L01 無(wú)線模塊、 5v 電源。 RS232485 模塊有： MAX232 芯片、 MAX485 芯片、 USB 轉(zhuǎn)串口線。 結(jié)果評(píng)價(jià) Modbus 是 在 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) 經(jīng)常用到的 總線協(xié)議 ，已成為為 通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ，所以基于 Modbus 協(xié)議去做這個(gè)設(shè)計(jì)很有現(xiàn)實(shí)意義。 本文的主要 成果總結(jié)如下： ⑴ 分析和研究了相關(guān)通訊協(xié)議的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì) Modus 協(xié)議應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)有了一定的了解，并對(duì)單片機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)結(jié)合進(jìn)行了較深入的研究。 在此設(shè)計(jì)中也對(duì) NRF24L01 無(wú)線模塊有了研究。 表示48分鐘 表示8 小時(shí) 表示℃ 表示8 小時(shí) 讀取時(shí)鐘分鐘值。 ⑵ 因?yàn)闆](méi)有編程上位機(jī)軟件，只是通過(guò)串口調(diào)試軟件來(lái)觀察數(shù)據(jù)的，如此的話，通過(guò)協(xié)議讀取的數(shù)據(jù)信號(hào)不能實(shí)時(shí)性的顯 示于上位機(jī)上，而且操作非常麻煩， 用戶界面很不友好 ，還有待繼續(xù)完善。 參考文獻(xiàn) [1]石海東單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通，西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [2] 劉永洪 .一種通用的 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換