1、RS485通信和Modbus协议在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域,通常情况下是采纳串口通信的方式进行数据交换。最初采纳的方式是RS23接口,由于工业现场比较复杂,各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰,会导致信号传输错误。除此之外,RS232接口只能实现点对点通信,不具备联网功能,最大传输距离也只能达到几十米,不能满足远距离通信要求。而S485则解决了这些问题,数据信号采纳差分传输方式,能够有效的解决共模干扰问题,最大距离能够到1200米,同时允许多个收发设备接到同一条总线上。随着工业应用通信越来越多,197年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议,现在工业中使用R
2、S85通信场合特别多都采纳Mdus协议,本节课我们要讲解一下RS45通信和Mb协议。单单使用一块KS51开发板是不能够进行R485实验的,应特别多同学的要求,把这节课作为扩展课程讲一下,假如要做本课相关实验,需要自行购买USB转485通信模块。1、1S45通信实际上在RS48之前RS23就差不多诞生,然而RS32有几处不足的地方:、接口的信号电平值较高,达到十几V,容易损坏接口电路的芯片,而且和L电平不兼容,因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路、2、传输速率有局限,不能够过高,一般到几十Kb/就到极限了。3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信,这种共地模式传输容易产生干扰,
3、同时抗干扰性能也比较弱。4、传输距离有限,最多只能通信几十米。5、通信的时候只能两点之间进行通信,不能够实现多机联网通信。针对S32接口的不足,就不断出现了一些新的接口标准,RS48就是其中之一,他具备以下的特点:1、我们在讲/D的时候,讲过差分信号输入的概念,同时也介绍了差分输入的好处,最大的优势是能够抑制共模干扰。尤其工业现场的环境比较复杂,干扰比较多,因此通信假如采纳的是差分方式,就能够有效的抑制共模干扰。而S4就是一种差分通信方式,它的通信线路是两根,通常用A和B或者和D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0、26)表示,逻辑“0”以两线间的电压差为-(0、2)V来表示,是一种
4、典型的差分通信。2、S85通信速度快,最大传输速度能够达到10Ms以上。3、RS485内部的物理结构,采纳的是平衡驱动器和差分接收器的组合,抗干扰能力也大大增加。4、传输距离最远能够达到200米左右,然而他的传输速率和传输距离是成反比的,只有在0Kb/s以下的传输速度,才能达到最大的通信距离,假如需要传输更远距离能够使用中继。5、能够在总线上进行联网实现多机通信,总线上允许挂多个收发器,从现有的S8芯片来看,有能够挂32、6、128、256等不同个设备的驱动器。RS48的接口特别简单,和RS23所使用的AX232是类似的,只需要一个S48转换器,就能够直截了当和我们单片机的URT串行接口连接起
5、来,同时完全使用的是和UAT一致的异步串行通信协议、然而由于RS85是差分通信,因此接收数据和发送数据是不能同时进行的,也就是说它是一种半双工通信。那我们如何判断什么时候发送,什么时候接收呢?RS85类的芯片特别多,这节课我们以MX45为例讲解RS485通信,如图81所示。图18-1 AX45硬件接口MA48是美信(Max)推出的一款常用RS485转换器。其中5脚和脚是电源引脚,6脚和7脚就是485通信中的A和两个引脚,而脚和4脚分别接到我们单片机的RXD和TXD引脚上,直截了当使用单片机AR进行数据接收和发送、而2脚和3脚就是方向引脚了,其中脚是低电平使能接收器,3脚是高电平使能输出驱动器。
6、我们把这两个引脚连到一起,平常不发送数据的时候,保持这两个引脚是低电平,让AX48处于接收状态,当需要发送数据的时候,把这个引脚拉高,发送数据,发送完毕后再拉低这个引脚就能够了、为了提高RS85的抗干扰性能,需要在靠近AX48的A和B引脚之间并接一个电阻,这个电阻阻值从100欧到1K都能够。在这个地方我们还要介绍一下如何使用KST5单片机开发板进行外围扩展实验。我们的开发板只能把基本的功能给同学们做出来提供实验练习,然而同学们学习的脚步不应该停留在这个实验板上。假如想进行更多的实验,就能够通过单片机开发板的扩展接口进行扩展实验、大伙儿能够看到蓝绿色的单片机座周围有2个插针,这32个插针就是把单
7、片机的3个IO引脚全部都引出来了。在原理图上体现出来的就是我们的J4、J5、J7这4个器件,如图18-2所示。图18-单片机扩展接口这32个IO口不是所有的IO口都能够用来对外扩展,其中既作为数据输出,又能够作为数据输入的引脚是不能够用的,比如P3、2、P3、4、。6引脚,这三个引脚是不可用的。比如3、2这个引脚,假如我们用来扩展,发送的信号假如和S8B0的时序吻合,会导致DS18B2拉低引脚,影响通信。除这3个I口以外的其他2个口,都能够使用杜邦线接上插针,扩展出来使用、当然了,假如把当前的I口应用于扩展功能了,板子上的相应的功能就实现不了了,也就是说需要扩展功能和板载功能二选一、在进行RS
8、485实验中,我们通信用的引脚必须是P。0和P3、1,此外还有一个方向控制引脚,我们使用杜邦线将其连接到P、上去、RS485的另外一端,大伙儿能够使用一个USB转45模块,用双绞线把开发板和模块上的和B分别对应连起来,USB那头插入电脑,然后就能够进行通信了。学习了第13章的实用串口通信的方法和程序后,做这种串口通信的方法就特别简单了,基本是一致的。我们使用实用串口通信的思路,做了一个简单的程序,通过串口调试助手下发任意个字符,单片机接收到后在末尾添加“回车换行符后再送回,在调试助手上重新显示出来,先把程序贴出来。程序中需要注意的一点是:因为平常都是将85设置为接收状态,只有在发送数据的时候才
9、将48改为发送状态,因此在UartWrite()函数开头将485方向引脚拉高,函数退出前再拉低。然而这个地方有一个细节,就是单片机的发送和接收中断产生的时刻都是在停止位的一半上,也就是说每当停止位传送了一半的时候,I或TI就差不多置位同时马上进入中断(假如中断使能的话)函数了,接收的时候自然可不能存在问题,但发送的时候就不一样了:当紧接这向BUF写入一个字节数据时,UA硬件会在完成上一个停止位的发送后,再开始新字节的发送,但假如此时不是接着发送下一个字节,而是差不多发送完毕了,要停止发送并将45方向引脚拉低以使485重新处于接收状态时就有问题了,因为这时候最后的这个停止位实际只发送了一半,还没
10、有完全完成,因此就有了UatWrte()函数内Del1u()这个操作,这是人为的增加了延时50s,这50s的时间正好让剩下的一半停止位完成,那么这个时间自然就是由通信波特率决定的了,为波特率周期的一半。/*R485。c文件程序源代码*/ncude reg5、h#ncde itrins、hsbiR8_DIR= P17;/S85方向选择引脚bitflagOeTd=0;/单次发送完成标志,即发送完一个字节bitcArred =; /命令到达标志,即接收到上位机下发的命令unsigd cntx = 0;nsined chr pdata buRx4;/串口接收缓冲区oiConiART(unsign nt
11、 aud)/串口配置函数,ad为波特率 RS45_DIR= ; /485设置为接收方向 SN =0x50; 配置串口为模式1 TMOD0x0F;/清零1的控制位 TMO|= 0x20;/配置T1为模式2TH1 = 256 (1105920012/3)bud;/计算T1重载值 L TH1;/初值等于重载值 ET1 = ; /禁止T中断 ES ; /使能串口中断 TR1 1; /启动T1unsedcharUrRa(usigd chr*buf,nignedcarlen) 串口数据读取函数,数据接收指针bu,读取数据长度len,返回值为实际读取到的数据长度 nd hari; if ( cntxd)/读
12、取长度大于接收到的数据长度时, ln cntRd;/读取长度设置为实际接收到的数据长度 fo (=0;ilen; i+) /拷贝接收到的数据 buf ufRxdi; buf+; cntxd = 0;/清零接收计数器 renlen;/返回实际读取长度void elyX10us(unsiged car t)/软件延时函数,延时时间(1)us do nop(); nop(); _nop_(); _nop_(); _np_(); _nop_(); nop_(); nop_(); whil (t);void UatWite(unsiged char uf, sgnd c len) /串口数据写入函数,即
13、串口发送函数,待发送数据指针buf,数据长度len RS485_DIR ;/S85设置为发送 wle (en-) /发送数据 fOnced 0; BU = *u; bu; whil (!flagOncexd); DelyX10us(5);/等待最后的停止位完成,延时时间由波特率决定 RS85_DI= 0;/RS48设置为接收void artriver() /串口驱动函数,检测接收到的命令并执行相应动作 usgned harn; unined charuf0; if(mArrve) /有命令到达时,读取处理该命令 cmArrivd = 0; len UarRad(buf, size(uf)2); 将接收到的命令读取到缓冲区中 buflen+ = r;/在接收到的数据帧后添加换车换行符后发回 blen+ = n; rWrite(bu, len); void UartRMonito
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