【正文】 以 有必要經(jīng)常重新置 485 為接受狀態(tài)并將接受地址偏移器（即接收到的字節(jié)個(gè)數(shù)）清零。 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) 14 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。 程序流程圖如 51 所示 ： 圖 51提高通訊穩(wěn)定性的程序設(shè)計(jì) ⑵ 發(fā)送和接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)處理： 在 Modbus 協(xié)議里，報(bào)文 的都是以包 的形式來(lái)發(fā)送與接收 的， 設(shè)計(jì)中用兩個(gè)數(shù)組來(lái)定義數(shù)據(jù)包 的發(fā)送和接收緩沖區(qū)。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。具體 程序流程圖如 52 下所示： 1ms Timer1 中斷開始 重裝初值 1ms 標(biāo)志位設(shè)為 1 結(jié)束 定時(shí)處理開始 1ms 標(biāo)志 =1？ 清零 1ms 標(biāo)志 通訊超時(shí)否？ 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 Y N Y N 15 圖 52發(fā)送和接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)處理 ⑶ 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包 和 從 機(jī)響應(yīng)主機(jī) 數(shù)據(jù)包 的 具體 軟件 實(shí)現(xiàn)： 本 次設(shè)計(jì)中我們定義從機(jī)（ B 機(jī)）地址為 Ox01。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)。 接下來(lái)判定 第二個(gè)數(shù)據(jù)（ 即 功能碼） ， 該設(shè)計(jì)中除了 [03]還擴(kuò)展了 [01][05][06]等功能碼 以提高代碼可移植性 ， 對(duì)其掃描檢測(cè) ，如果是 [03]則進(jìn)入讀取保存寄存器子函數(shù) ；在 讀取保存寄存器 子函數(shù)里 ，分別 讀出 接收緩沖區(qū)的第三、第四個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 得邏輯地址和 第五、第六個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的 邏輯地址長(zhǎng)度 。 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)。 在這里我們對(duì) 從機(jī)（ B機(jī)）發(fā)來(lái)的 溫度，時(shí)鐘 數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理 ； 處理完后 再 把這些數(shù)據(jù)和設(shè)備地址、命令號(hào)、返回字節(jié)數(shù)回 應(yīng)給發(fā)送緩沖區(qū)，再對(duì)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)計(jì)算 。 流程圖如 53所示： 串行口中斷開始 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 16 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)）。 程序 流程圖如 54 所示： 檢查 Uart0 數(shù)據(jù)開始 設(shè)備地址、偶校正確否？ CRC 校驗(yàn)正確？ 接受地址偏移寄存器清零 偶校驗(yàn)清零 結(jié)束 功能碼為03 否？ N N N:結(jié)束或看是否為其它功能 Y Y Y 讀取保存寄存器開始 讀取接收的邏輯地址 讀取地址長(zhǎng)度 對(duì)接收緩沖區(qū)做 CRC校驗(yàn) 對(duì)應(yīng)邏輯地址處理數(shù)據(jù)，需要將溫度、時(shí)鐘的時(shí)、分 等數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)給發(fā)送緩沖區(qū) 將設(shè)備地址、命令號(hào)、返回字節(jié)數(shù)對(duì)應(yīng)給發(fā)送緩沖區(qū) 對(duì)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行 CRC 計(jì)算 開始發(fā)送緩沖區(qū)第一個(gè)數(shù)據(jù) 17 圖 54 A機(jī)流程圖 B 機(jī)流程圖 和說(shuō)明 B 機(jī)的功能是 依據(jù) A 機(jī)命令使它顯示溫度還是時(shí)鐘，在主機(jī) （ PC 機(jī)）命令下再把溫度和時(shí)鐘信號(hào)通過(guò) Modbus 協(xié)議基于 485 接口響應(yīng)讀取給主機(jī)。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)。另外數(shù)碼管顯示部分和無(wú)線部分處理分別使用 Timer0 中斷和無(wú)線接收中斷。程序流程圖如 55所示 ： 液晶初始化 主程序開始 無(wú)線模塊初始化 Timer0 中斷開始 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 18 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。除此之外還介紹了 A 機(jī)流程圖和說(shuō)明、 B 機(jī)流程圖和說(shuō)明 。 讀取一次溫度信息 主程序開始 無(wú)線模塊初始化 Timer0 中斷開始 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 19 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)。 實(shí)物整體外觀 實(shí)物主要分為 A 機(jī)、 B 機(jī)、 Rs232485 三個(gè)模塊 。 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 20 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。 B 機(jī)主要有：數(shù)碼管顯示模塊、 52 單片機(jī)芯片、 18B20 溫度傳感器、 NRF24L01 無(wú)線模塊、 5v 電池 。 RS232485 模塊有： MAX232 芯片、 MAX485 芯片、 USB 轉(zhuǎn)串口線。 串口主機(jī)（ PC 機(jī)）顯示 本次設(shè)計(jì)沒(méi)有進(jìn)行上位機(jī)編程，而是通過(guò)串口調(diào)試工具來(lái)看看數(shù)據(jù) 有沒(méi)有有效地進(jìn)行傳輸串口調(diào)試結(jié)果如圖 62 所示： Rs232485 B 機(jī) 5v 電池盒 A機(jī) 5v 電池盒 A 機(jī) B 機(jī) 串口線 數(shù)碼管顯示 18B20 溫度感器 24l01 無(wú)線模塊 24l01 無(wú)線模塊 按鍵模塊 1620 液晶顯示 MAX232 芯片 MAX485 芯片 52 單片機(jī) 21 圖 63 PC機(jī)顯示 我們發(fā)送： [01][03][01][00][01][00][25][C0] 注釋：讀從機(jī)溫度 [01][03][02][00][01][00][DD][AA] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的小時(shí) [01][03][03][00][01][00][8C][CA] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的分鐘 串口接收 ： [01][03][02][00][AC][25][C0] 注釋：溫度值回應(yīng)給主機(jī) （ ℃）[01][03][02][00][0B][DD][AA] 注釋：小時(shí)值回應(yīng)給主機(jī)（ 8 小時(shí)） [01][03][02][00][24][8C][CA] 注釋：分鐘值回應(yīng)給主機(jī)（ 48 分鐘） 03 對(duì)應(yīng)讀度模擬寄存器 功能； [D5]、 [08]、 [30]就是分別發(fā)送三次命令后讀出的模擬量；轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制后為 213 代表 ℃； 8 代表 8 小時(shí)； 48 代表 48 分鐘。 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。 本次設(shè)計(jì)功能基本實(shí)現(xiàn)： A 機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊控制 B 機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度或者時(shí)鐘顯示 實(shí)現(xiàn)短距離無(wú)線通訊 ， B 機(jī)還做為從機(jī)通過(guò) Modbus 與 PC機(jī)通訊，將從 A 機(jī)無(wú)線獲得的時(shí)鐘信號(hào)和 溫度信號(hào)傳輸給上位機(jī)顯示 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離有線通訊 。 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。 ⑵ 較詳細(xì)地分析了 Modus 協(xié)議的基本內(nèi)容和工作原理， 在實(shí)現(xiàn) Modbus 通信協(xié)議的基礎(chǔ)上為了預(yù)防干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)程序跑飛而造成不可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤等，在軟件方面做出了一些優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 在此設(shè)計(jì)中也對(duì) NRF24L01 無(wú)線模塊有了研究。 ⑶ 設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 Modus 通訊協(xié)議的單片機(jī)通信系統(tǒng)。 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。 22 不足和展望 雖然此次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行已經(jīng)基本達(dá)到了預(yù)期的效果，運(yùn)行結(jié)果表 明該裝置在技術(shù)上有一定的可靠性，但是由于作者本身的研究經(jīng)驗(yàn)和其它客觀條件的限制，設(shè)計(jì)中難免存在許多有待進(jìn)一步開發(fā)改進(jìn)的地方，另外尚有許多理論問(wèn)題和工程應(yīng)用問(wèn)題需要進(jìn)一步的探索和研究，就研究和發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看今后仍需在以下幾個(gè)方面努力： ⑴ 溫度采集方面由于 DS18B20 芯片的局限性精確度不能達(dá)到一定的高度。 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。 ⑶ 隨著 信息高速發(fā)達(dá) ，已經(jīng)有更加優(yōu)化 的通訊如： 嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信、 zigbee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信、 wifi 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信等等 ； 關(guān)于通訊 我們需要 面向未來(lái) 繼續(xù)努力 。 23 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， 2020 [2] 劉永洪 .一種通用的 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換器 [M].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 2020. 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