基于RS232modbus协议的双机串行通信

目录

一、Modbus 协议分析 (1)

1.1两种传输方式 (2)

1.2 Modbus消息帧 (3)

1.3错误检测方法 (5)

二、程序设计思想 (6)

2.1总体设计 (6)

2.2 硬件设计 (7)

2.2.1单片机串行通信功能 (7)

2.2.2 MAX232芯片 (8)

2.2.3 整体电路设计 (9)

2.3 软件设计 (10)

2.3.1主机系统软件设计 (10)

2.3.2 从机系统软件设计 (12)

三、程序代码 (15)

基于51单片机的双机串行通信设计

一、Modbus 协议分析

Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。

此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

1) 在Modbus网络上转输

标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。

控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。

主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。

从设备回应消息也由Modbus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

2) 在其它类型网络上传输

在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。

在消息位,Modbus协议仍提供了主—从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息,它只是作为主设备,并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到一消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。

3) 查询—回应周期

(i)查询

查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息:从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。

(ii)回应

如果从设备产生一正常的回应,在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据:象寄存器值或状态。如果有错误发生,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。

1.1两种传输方式

控制器能设置为两种传输模式(ASCII或RTU)中的任何一种在标准的Modbus 网络通信。用户选择想要的模式,包括串口通信参数(波特率、校验方式等),在配置每个控制器的时候,在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。

络上连续传输的消息段的每一位,以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。

在其它网络上(像MAP和Modbus Plus)Modbus消息被转成与串行传输无关的帧。

1)ASCII模式

当控制器设为在Modbus网络上以ASCII(美国标准信息交换代码)模式通信,在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。

代码系统

十六进制,ASCII字符0...9,A...F,消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成每个字节的位。

?1个起始位

?7个数据位,最小的有效位先发送

?1个奇偶校验位,无校验则无

?1个停止位(有校验时),2个Bit(无校验时)

错误检测域

?LRC(纵向冗长检测)

2)RTU模式

当控制器设为在Modbus网络上以RTU(远程终端单元)模式通信,在消息

中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是:在同样的波特率下,可比ASCII方式传送更多的数据。

代码系统

?8位二进制,十六进制数0...9,A...F

?消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成

每个字节的位

?1个起始位

?8个数据位,最小的有效位先发送

?1个奇偶校验位,无校验则无

?1个停止位(有校验时),2个Bit(无校验时)

错误检测域

?CRC(循环冗长检测)

1.2 Modbus消息帧

两种传输模式中(ASCII或RTU),传输设备以将Modbus消息帧为有起点和终点的帧,这就允许接收的设备在消息起始处开始工作,读地址分配信息,判断哪一个设备被选中(广播方式则传给所有设备),判知何时信息已完成。部分的消息也能侦测到并且错误能设置为返回结果。

1) ASCII帧

使用ASCII模式,消息以冒号(:)字符(ASCII码 3AH)开始,以回车换行符结束(ASCII码 0DH,0AH)。

其它域可以使用的传输字符是十六进制的0...9,A...F。网络上的设备不断侦测“:”字符,当有一个冒号接收到时,每个设备都解码下个域(地址域)来判断是否发给自己的。

消息中字符间发送的时间间隔最长不能超过1秒,否则接收的设备将认为传

2) RTU帧

使用RTU模式,消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间,这是最容易实现的(如下图的T1-T2-T3-T4所示)。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六进制的0...9,A...F。网络设备不断侦测网络总线,包括停顿间隔时间内。当第一个域(地址域)接收到,每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在最后一个传输字符之后,一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。

整个消息帧必须作为一连续的流转输。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间,接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地,如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始,接收的设备将认为它是前一消息的延续。这将导致一个错误,因为在最后的CRC

3) 地址域

消息帧的地址域包含两个字符(ASCII)或8Bit(RTU)。可能的从设备地址是0...247 (十进制)。单个设备的地址范围是1...247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时,它把自己的地址放入回应的地址域中,以便主设备知道是哪一个设备作出回应。地址0是用作广播地址,以使所有的从设备都能认识。当Modbus协议用于更高水准的网络,广播可能不允许或以其它方式代替。

4) 如何处理功能域

消息帧中的功能代码域包含了两个字符(ASCII)或8Bits(RTU)。可能的代码范围是十进制的1...255。当然,有些代码是适用于所有控制器,有些是应用于某种控制器,还有些保留以备后用。

当消息从主设备发往从设备时,功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态,读一组寄存器的数据内容,读从设备的诊断状态,允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。

当从设备回应时,它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应)。对正常回应,从设备仅回应相应的功能代码。对异议回应,从设备返回一等同于正常代码的代码,但最重要的位置为逻辑1。

主设备应用程序得到异议的回应后,典型的处理过程是重发消息,或者诊断发给从设备的消息并报告给操作员。

5) 数据域

数据域是由两个十六进制数集合构成的,范围00...FF。根据网络传输模式,这可以是由一对ASCII字符组成或由一RTU字符组成。

从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息:从设备必须用于进行执行由功能代码所定义的所为。这包括了象不连续的寄存器地址,要处理项的数目,域中实际数据字节数。

6) 错误检测域

标准的Modbus网络有两种错误检测方法。错误检测域的内容视所选的检测方法而定。

ASCII

当选用ASCII模式作字符帧,错误检测域包含两个ASCII字符。这是使用LRC(纵向冗长检测)方法对消息内容计算得出的,不包括开始的冒号符及回车换行符。LRC字符附加在回车换行符前面。

RTU

当选用RTU模式作字符帧,错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CRC域附加在消息的最后,添加时先是低字节然后是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的最后一个字节。

7) 字符的连续传输

当消息在标准的Modbus系列网络传输时,每个字符或字节以如下方式发送(从左到右):

最低有效位...最高有效位

使用ASCII字符帧时,位的序列是:

使用RTU字符帧时,位的序列是:

1.3错误检测方法

标准的Modbus串行网络采用两种错误检测方法。奇偶校验对每个字符都可用,帧检测(LRC或CRC)应用于整个消息。它们都是在消息发送前由主设备产生的,从设备在接收过程中检测每个字符和整个消息帧。

用户要给主设备配置一预先定义的超时时间间隔,这个时间间隔要足够长,以使任何从设备都能作为正常反应。如果从设备测到一传输错误,消息将不会接收,也不会向主设备作出回应。这样超时事件将触发主设备来处理错误。发往不存在的从设备的地址也会产生超时。

1)奇偶校验

用户可以配置控制器是奇或偶校验,或无校验。这将决定了每个字符中的奇偶校验位是如何设置的。如果指定了奇或偶校验,“1”的位数将算到每个字符的位数中(ASCII模式7个数据位,RTU中8个数据位)。例如RTU字符帧中包含以下8个数据位:1 1 0 0 0 1 0 1,整个“1”的数目是4个。如果便用了偶校验,帧的奇偶校验位将是0,便得整个“1”的个数仍是4个。如果便用了奇校验,帧的奇偶校验位将是1,便得整个“1”的个数是5个。如果没有指定奇偶校验位,传输时就没有校验位,也不进行校验检测。代替一附加的停止位填充至要传输的字符帧中。

2)LRC检测

使用ASCII模式,消息包括了一基于LRC方法的错误检测域。LRC域检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。

LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中,接收设备在接收消息的过程中计算LRC,并将它和接收到消息中LRC 域中的值比较,如果两值不等,说明有错误。

LRC方法是将消息中的8Bit的字节连续累加,丢弃了进位。

3)CRC检测

使用RTU模式,消息包括了一基于CRC方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。

CRC域是两个字节,包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到

消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC,并与接收到的CRC域中的值比较,如果两值不同,则有误。

CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器,然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。

CRC产生过程中,每个8位字符都单独和寄存器内容相或(OR),结果向最低有效位方向移动,最高有效位以0填充。LSB被提取出来检测,如果LSB为1,寄存器单独和预置的值或一下,如果LSB为0,则不进行。整个过程要重复8次。在最后一位(第8位)完成后,下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值,是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。

CRC添加到消息中时,低字节先加入,然后高字节。

二、程序设计思想

2.1总体设计

本文在MODBUS协议的基础上通过串行端口实现单片机和单片机的通讯,根据MODBUS协议,它有两种数据传输的方式:ASCII和RTU方式,由于RTU方式传输效率高,采用CRC校验方法,数据传输准确,所以本文采用了RTU方式。

硬件部分,使用两片89C4051,通过RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出,经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出,经过传输线将信号传送到接收端。接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后,信号到达接收方串行口的接收端。每个51从设备增加了一个I2C接口的ADC0831,主机通过协议来轮询各个从机的采样信号,解析后显示在主机的LCD 屏的对应位置上。

软件部分,通过MODBUS协议进行发送接收,主机发送命令帧给从机,等待从机回应,等待超时则重新发送。从机收到命令帧后检查目的地址,确认后计算接收到数据的检验和,与主机发送来的检验和进行比较,若检验和相同则发送正常回应帧给主机;否则发送错误报告帧给主机,告知主机重新发送命令帧。

2.2 硬件设计

2.2.1单片机串行通信功能

图2-1 AT89C4051

计算机与外界的信息交换称为通信,常用的通信方式有两种:并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信,并行通信的特点是传输信号的速度快,但所用的信号线较多,成本高,传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线(一条信号线,再加一条地线作为信号回路)即可完成通信,成本低,传输的距离较远。

51单片机的串行接口是一个全双工的接口,它可以作为UART(通用异步接受和发送器)用,也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下:

(1)数据缓冲器(SBUF)

接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个,一个缓存,另一个接受,用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送;接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。

(2)串行控制寄存器(是SCON)

SM0,SM1:串行接口工作方式选择位,这两位组合成00,01,10,11对应于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表。

REN:接收允许控制位。软件置1允许接收;软件置0禁止接收。

TB8:方式2或3时,TB8为要发送的第9位数据,根据需要由软件置1或清0。

RB9:在方式2或3时,RB8位接收到的第9位数据,实际为主机发送的第9位数据TB8,使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。

TI:发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位,并申请中断。必须要软件清零后才能继续发送。

RI:接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位,并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。

(3)输入移位寄存器

接收的数据先串行进入输入移位寄存器,8位数据全移入后,再并行送入接收SBUF中。

(4)波特率发生器

波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的,51系列单片机用定时器T1作为波特率发生器,T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量,定义为每秒钟传送的数据位数。

(5)电源控制寄存器PCON

其最高位为SMOD。

(6)波特率计算

当定时器T1工作在定时方式的时候,定时器T1溢出率=(T1计数率)/(产生溢出所需机器周期)。由于是定时方式,T1计数率= fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。

2.2.2 MAX232芯片

用8051串行接口通信,如果两台8051单片机之间的距离很近(不超过1.5m),可以采用直接将两台8051单片机的串行接口直接相连,利用其自身的TTL电平(0-5V)直接传输数据信息。如果传输距离较远(超过1.5m),由于传输线的阻抗与分布电容,会产生电平损耗和波形畸变,以至于检测不出数据或数据出错。此时可利用 RS232标准总线接口,将单片机输出的TTL电平转换为RS232标准电平(逻辑1为-15—-5V;逻辑0为+5-—+15V)。用RS232可将传输距离提高到15m,如果想远距离传输,可以采用RS422或者RS485。

电平转换芯片MAX232是美信公司(MAXIM)生产,专用于进行将TTL电平转换为RS232电平的芯片,MAX232内部有泵电源,能将+5V电源电压在芯片内提高到RS232电平所需的+10V或者-10V电平。

图2-2电平转换芯片MAX232

2.2.3 整体电路设计

最终设计电路如下图3所示,发送方的数据由串行口TXD段输出,经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出,经过传输线将信号传送到接收端。接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后,信号到达接收方串行口的接收端。每个51从设备增加了一个I2C接口的ADC0831,主机通过MODBUS协议来轮询各个从机的采样信号,解析后显示在主机的LCD屏的对应位置上。主机和从机发送的数据通过VIRTUAL TERMINAL显示。

图2-3串行通信电路

2.3 软件设计

通过MODBUS协议进行发送接收,主机发送命令帧给从机,等待从机回应,等待超时则重新发送。从机收到命令帧后检查目的地址,确认后计算接收到数据的检验和,与主机发送来的检验和进行比较,若检验和相同则发送正常回应帧给主机;否则发送错误报告帧给主机,告知主机重新发送命令帧。

2.3.1主机系统软件设计

主机要对从机实施控制,首先要实现两者之间的通讯,按照MODBUS协议的约定,在通讯中的信息数据中设置特定的代码,在通讯成功后,对信息数据进

行解析和提取,然后启动相应的中断程序进行处理。

本设计中,主机的通信过程如下:

(1)主程序:开始,打开串口,然后准备要发送的信号数据,调用CRC生

成程序获取信号数据的CRC校验码,组织命令报文,以MODBUS的RTU信息帧方式发送报文,发送完毕后进入侦听阶段,侦测帧头(T1.T2.T3.T4),通过判断,若符合MODBUS协议规定四个字符延时等待时间,等待中断服务服务,中断处理未完毕后返回中断等待,处理完毕,中断返回,返回主程序的数据准备阶

段,继续进行侦听;若超时,进行超时处理,处理完毕返回主程序,进入数据准

备。

(2)中断程序:响应中断后,进入中断服务程序,接收数据,进行CRC校验,若命令数据正确,进行命令报文解析,根据协议约定功能进行数据处理,处理完毕进入主程序;否则,重发报文,重发完毕,返回进入主程序。主机软件设计如主机主程序流程图2-4和主机中断服务子程序流程图2-5所示。

图2-4 主机主程序流程图

图2-5 主机中断服务子程序流程图

2.3.2 从机系统软件设计

从机的程序设计要实现五大功能:第一,要实现主机和从机之间的通讯功能(接收报文和回报文);第二,要完成命令报文的解析和信息提取(设备地址、功能码,寄存器地址和数据等);第三,实现MODBUS协议规定的主要的功能(采集模拟量、从寄存器中取值、往寄存器写入数值以及向特定的单片机IO端口下置数字量);第四,通讯环节中的一些特定的中断程序的执行(接收和发生的启动、侦测报文开始位和结束位的启动中断等);第五,在通讯过程中保证信息数据的准确是非常重要的,所以从机软件的设计中要进行错误检测,其方法多种多样,在本设计中采用循环冗余检测(CRC),其优点是检验的效率比较高、准确率也比较高,实现五大功能程序设计,可以使从机完成MODBUS协议的相应功能。从机软件设计如从机主程序流程图2-6和从机中断子程序流程图2-7所示。

图2-6 从机主程序流程图

图2-7 从机中断子程序流程图

三、程序代码

/*******************************主机********************************/ #include

#include

#define Uint16 unsigned int

#define Uint32 unsigned long

#define uchar unsigned char

#define LCD_Data P1

#define Busy 0x80 //用于检测LCD状态字中的Busy标识

sbit reving=P3^5; //发送或接收指示灯,1:发送0:接收

sbit LCD_RS=P3^2;//定义引脚

sbit LCD_RW=P3^3;

sbit LCD_E=P3^4;

bit nodeok; //标志位

bit crcok; //校验标志位,1:校验正确0:校验错误

uchar asknode; // 轮询的当前节点

uchar asknode_save; //保存轮询的当前节点

uchar mtx[8],mrx[10];

uchar send101[]={0x01,0x04,0x00,0x00,0x00,0x03};

uchar timercnt; //定时

uchar revptr;

Uint16 delaycnt;

void InitUART(void);

void SendOneByte(unsigned);

void mdproc(uchar);

Uint16 Crc16(Uint16 *puchMsg, Uint16 usDataLen);

void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD);

void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC);

unsigned char ReadDataLCD(void);

unsigned char ReadStatusLCD(void);

void LCDInit(void);

void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData);

void DisplayListChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char *DData);

void Delay5Ms(void);

void Delay400Ms(void);

/* CRC 高位字节值表 */

const Uint16 code auchCRCHi[] = {

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40

} ;

/* CRC低位字节值表*/

const Uint16 code auchCRCLo[] = {

0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3, 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,

0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40

} ;

void main(void)

{

unsigned char temp8;

Uint16 temp16,temp16_1,temp16_2;

unsigned char code row1[] = {"MODBUS FUNC:04H"};

unsigned char code row2[] = {"NOW GET START"};

uchar row3[]={" V1 V2 V3 "};

uchar row4[]={" . . . "};

int i;

reving=0;

nodeok=0;

timercnt=0x00;

asknode=0x00;

temp16_2=250;

for(i=0;i<10;i++){mrx[i]=0x00;}

for(i=0;i<8;i++){mtx[i]=0x00;}

Delay400Ms(); //启动等待,等LCD讲入工作状态

LCDInit(); //LCD初始化

Delay5Ms(); //延时片刻(可不要)

DisplayListChar(1, 0, row1);

DisplayListChar(2, 1, row2);

ReadDataLCD();//测试用句无意义

delaycnt=0xffff;

while(delaycnt--){}

delaycnt=0xffff;

while(delaycnt--){}

DisplayListChar(0, 0, row3);

InitUART();

crcok=1;

while(1)

{

if(crcok==1)

{

temp16_1=mrx[3];

temp16_1*=temp16_2;

temp16_1>>=7;

switch(mrx[0])

{

case

0x01:{row4[1]=(temp16_1/100)+0x30;row4[3]=((temp16_1%100)/10)+0x30;ro w4[4]=(temp16_1%10)+0x30;break;}

case

0x02:{row4[6]=(temp16_1/100)+0x30;row4[8]=((temp16_1%100)/10)+0x30;ro w4[9]=(temp16_1%10)+0x30;break;}

case

0x03:{row4[11]=(temp16_1/100)+0x30;row4[13]=((temp16_1%100)/10)+0x30; row4[14]=(temp16_1%10)+0x30;break;}

default:{break;}

}

DisplayListChar(0, 1, row4); // 在指定位置显示从机发送来的数据

delaycnt=0x3ff; //显示延迟

while(delaycnt--){}

reving=1;

send101[0]=(asknode++)+0x01; // 打包主机发送帧

asknode_save=asknode-1;

asknode%=3;

temp16=Crc16(send101,6); // 产生16位CRC校验码

for(i=0;i<6;i++){mtx[i]=send101[i];}

mtx[6]=(temp16>>8)&0x00ff;

mtx[7]=temp16&0x00ff;

delaycnt=0x3ff;

while(delaycnt--){}

for(i=0;i<8;i++)

{ temp8=mtx[i];

SendOneByte(temp8);

}

crcok=0;

delaycnt=0x3ff;

while(delaycnt--){}

timercnt=0;

reving=0; // 发送完毕关闭LED,等待接收}

}

}

//定时100ms,重新发送数据

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1

{

TH0 = 0x3C;

TL0 = 0x0B0;

if(++timercnt==5)

{

crcok=1;

asknode=asknode_save;

timercnt=0;

}

}

//接收从机数据

void UARTInterrupt(void) interrupt 4

{ uchar byterev;

if(RI)

{

RI = 0;

byterev=SBUF;

mdproc(byterev);

}

else

TI = 0;

}

void mdproc(uchar b)

{ Uint16 temp16_1,temp16_2;

if(nodeok==0)

{

if(b==send101[0]) //地址是否正确

{

nodeok=1;

revptr=1;

mrx[0]=b;

}

}

单片机双机之间的串行通信设计

专业方向课程设计报告 题目:单片机双机之间的串行通信设计

单片机双机之间的串行通信设计 一.设计要求: 两片单片机利用串行口进行串行通信:串行通信的波特率可从键盘进行设定,可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。 二、方案论证: 方案一:以两片51单片机作为通信部件,以4*4矩阵键盘作为数据输入接口,通过16个不同键值输入不同的信息,按照51单片机的方式3进行串口通信,从机采用中断

方式接收信息并按照通信协议改变波特率或者用I/O口输出、CD4511译码、数码管显示相关数据,整个系统的软件部分采用C语言编写。 方案二:整个系统的硬件设计与方案一样,但是通信方式采用方式一进行通信,主从机之间的访问采用查询方式,数据输出直接由单片机的译码程序输出译码数据,同时软件编写采用汇编语言。 两种方式从设计上来说各有特色,而且两种方式都应该是可行的。方案一中按照方式三通信可以输出九位数据而方式一只能输出八位数据,但就本题的要求来说方式一就可以了。主从机之间的交流采用中断方式是一种高效且保护单片机的选择,但是相比之下本人对查询方式的理解更好一些。数码管的显示若采用CD4511译码则直接输出数据就可以了,但是这样会增加硬件陈本,而且单片机的资源大部分都还闲置着,所以直接编写一段译码程序是比较好的做法。另外在软件编写上,采用C语言在后续设计中对硬件的考虑稍少一些,换言之采用汇编可以使自己对整个通信过程及单片机的部分结构有更清晰地认识所以综合考虑采用方案二。 三、理论设计: 采用AltiumDesigner绘制的原理图(整图)

本系统主要包括五个基本模块:单片机最小系统(包括晶振电路、电源、复位电路及相关设置电路)、4*4矩阵键盘、功能控制电路、数据显示电路、波特率更改指示电路。 本设计的基本思路是通过控制口选择将要实现的功能,然后矩阵键盘输入数据,单片机对数据进行处理(加校验码、设置功能标志位),然后与从机握手,一切就绪之后后就开始发送数据,然后从机对接收数据校验,回发校验结果,主机根据校验结果进行下一步动作,或者重发,或者进入下一 数据的发送过程,然后按照此过程不段循环,直到结束。 晶振电路提供脉冲,加上复位电路,将 EA接入高电电平选择片内程序存储器。 这是一个单片机能够工作的最低设置。

串口通信协议

串口通讯—通信协议 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定,通信双方必须共同遵守。因此,也叫做通信控制规程,或称传输控制规程,它属于ISO'S OSI七层参考模型中的数据链路层。 目前,采用的通信协议有两类:异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。其中,面向字节计数的同步协议主要用于DEC公司的网络体系结构中。 一、物理接口标准 1.串行通信接口的基本任务 (1)实现数据格式化:因为来自CPU的是普通的并行数据,所以,接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下,接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下,接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 (2)进行串-并转换:串行传送,数据是一位一位串行传送的,而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时,首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 (3)控制数据传输速率:串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选择和控制的能力。 (4)进行错误检测:在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时,接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码,确定是否发生传送错误。 (5)进行TTL与EIA电平转换:CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑,它们与EIA采用的电平及负逻辑不兼容,需在接口电路中进行转换。 (6)提供EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线:远距离通信采用MODEM时,需要9根信号线;近距离零MODEM方式,只需要3根信号线。这些信号线由接口电路提供,以便与MODEM或终端进行联络与控制。 2、串行通信接口电路的组成 为了完成上述串行接口的任务,串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA 与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。其中,串行接口芯片,随着大规模继承电路技术的发展,通用的同步(USRT)和异步(UART)接口芯片种类越来越多,如下表所示。它们的基本功能是类似的,都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作,且都是可编程的。才用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片,会使电路结构比较简单。 3.有关串行通信的物理标准 为使计算机、电话以及其他通信设备互相沟通,现在,已经对串行通信建立了几个一致的概念和标准,这些概念和标准属于三个方面:传输率,电特性,信号名称和接口标准。 1、传输率:所谓传输率就是指每秒传输多少位,传输率也常叫波特率。国际上规定了一个标准波特率系列,标准波特率也是最常用的波特率,标准波特率系列为110、300、600、1200、4800、9600和19200。大多数CRT终端都能够按110到9600范围中的任何一种波特率工作。打印机由于机械速度比较慢而使传输波特率受到限制,所以,一般的串行打印机工作在110波特率,点针式打印机由于其内部有较大的行缓冲

微机原理课程设计报告-双机串行通信

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名:学号: 专业班级: 课程名称:微型计算机原理及应用技术学年学期:2 0 1 2 —2 0 1 3 学年第一学期 指导教师: 2 0 1 3 年1 月

课程设计成绩评定表

目录 一、设计题目 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计原理及方案 (1) 1、8251A的基本性能 (1) 2、8251A的内部结构 (1) 3、8251外部引脚图 (2) 4、8251A的编程 (2) 5、8251A的初始化 (3) 四、实现方法 (5) 1、程序流程图如下: (5) 2、连线图 (5) 3、8251A操作过程流程图 (7) 4、试验程序(见附录) (7) 五、实施结果 (7) 六、改进意见及建议 (7) 七、个人所做贡献 (8) 八、设计体会 (8) 九、同组成员名单 (8) 十、附录 (9)

一、设计题目 双机通过两台试验箱串行通讯 二、设计目的 1、掌握8088/86实验串行口通信的方法。 2、了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。 3、学习串行口通讯程序编写方法。 三、设计原理及方案 1、8251A的基本性能 8251A是可编程的串行通信接口芯片,基本性能有: (1).两种工作方式:同步方式,异步方式。同步方式下,波特率为064K,异步方式下,波特率为0~19.2K。 (2).同步方式下的格式 每个字符可以用5、6、7或8位来表示,并且内部能自动检测同步字符,从而实现同步。除此之外,8251A也允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。 (3).异步方式下的格式 每个字符也可以用5、6、7或8位来表示,时钟频率为传输波特率的1、16或64倍,用1位作为奇/偶校验。1个启动位。并能根据编程为每个数据增加1个、1.5个或2个停止位。可以检查假启动位,自动检测和处理终止字符。 (4).全双工的工作方式 (5).提供出错检测 2、8251A的内部结构 发送器由发送缓冲器和发送 控制电路两部分组成。接收器由接 收缓冲器和接收控制电路两部分 组成。数据总线缓冲器,读/写控 制电路,调制解调控制电路。 8251A 内部结构图

USB基本知识与通信协议书范本

串口通信协议 什么是串口 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal SerialBus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(b yte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时,规定设备线总常不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2米;而对于串口而言,长度可达1200米。 典型地,串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成:(1)地线,(2)发送,(3)接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手,但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配:a,波特率:这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时,我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率,那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常线的波特率为14400,28800和36600。波特率可以远远大于这些值,但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信,典型的例子就是GPIB设备的通信。 b,数据位:这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准ASCII码),那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语“包”指任何通信的情况。 c,停止位:用于表示单个包的最后一位。典型的值为1,1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 d,奇偶校验位:在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式:偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位(数据位后面的一位),用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇

双机间的串口双向通信(DOC)

单片机原理与应用课程设计任务书

单片机原理与应用学年设计说明书 学院名称:计算机与信息工程学院 班级名称: 学生姓名: 学号:2012211369 题目:双机间的串口双向通信 指导教师 姓名: 起止日期:2014.12.29至2015.1.4

一、绪论 随着电子技术的飞速发展,单片机也步如一个新的时代,越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方法与思路。 对于一些场合,比如:复杂的后台运算及通信与高实时性前台控制系统、软件资源消耗大的系统、功能强大的低消耗系统、加密系统等等。如果合理使用多种不同类型的单片机组合设计,可以得到极高灵活性与性能价格比,因此,多种异型单片机系统设计渐渐成为一种新的思路,单片机技术作为计算机技术的一个重要分支,由于单片机体积小,系统运行可靠,数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。 但在一些相对复杂的单片机应用系统中,仅仅一个单片机资源是不够的,往往需要两个或多个单片机系统协同工作。这就对单片机通信提出了更高要求。 单片机之间的通信可以分为两大类:并行通信和串行通信。串行通信传输线少,长距离传输时成本低,且可以利用数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。所以本系统采用串行通信来实现单片机之间可靠的,有效的数据交换。 二、相关知识 2.1 双机通信介绍 两台机器的通信方式可分为单工通信、半双工通信、双工通信,他们的通信原理及通信方式为: 单工通信:是指消息只能单方向传输的工作方式。单工通信信道是单向信道,发送端和接收端的身份是固定的,发送端只能发送信息,不能接收信息;接收端只能接收信息,不能发送信息,数据信号仅从一端传送到另一端,即信息流是单方向的。通信双方采用单工通信属于点到点的通信。根据收发频率的异同,单工通信可分为同频通信和异频通信。 半双工通信:这种通信方式可以实现双向的通信,但不能在两个方向上同时进行,必须轮流交替地进行。也就是说,通信信道的每一段都可以是发送端,也可以是接端。但同一时刻里,信息只能有一个传输方向。如

双机串行通信的设计与实现

双机串行通信的设计与实现 一、设计要求 1.单机自发自收串行通信。接收键入字符,从8251A的发送端发送,与同一个8251A的接收端接收,然后在屏幕上显示出来。 2.双机串行通信,在一台PC机键入字符,从8251A的发送端发送给另一台PC机,另一台PC机的8251A的接收端接收,然后在屏幕上显示出来。 二、所用设备 IBM-PC机两台(串行通信接口8251A两片,串行发送器MC1488和串行接收器MC1489各两片,定时器/计数器8253,终端控制器8259等),串口线一根 串行直连电缆用于两台台电脑通过串行口直接相连,电缆两 端的插头都是9 针的母插头: 三、硬件方案 1.设计思想 计算机传输数据有并行和串行两种模式。在并行数据传输方式中,使用8条或更多的导线来传送数据,虽然并行传送方式的速度很快,但由于信号的衰减或失真等原因,并行传输的距离不能太长,在串行通信方式中,通信接口每次由CPU得到8位的数据,然后串行的通过一条线路,每次发送一位将该数据放送出去。 串行通信采用两种方式:同步方式和异步方式。同步传输数据时,一次传送一个字节,而异步传输数据是一次传送一个数据块。 串口是计算机上一种非常通用设备串行通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)

的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。典型地,串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成:(1)地线,(2)发送,(3)接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手,但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配: RS-232(ANSI/EIA-232标准)是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途,比如连接鼠标、打印机或者Modem,同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进,RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。 IBM PC及其兼容机提供了一种有较强的硬件依赖性,但却比较灵活的串行口I/O的方法,即通过INT 14调用ROM BIOS串行通信口的例行程序。该例行程序。该例行程序包括将串行口初始化为指定的字节结构和传输速率,检查控制器的状态,读写字符等功能。 14号中断的功能总结如下: 串行口服务(Serial Port Service——INT 14H) 00H —初始化通信口03H —读取通信口状态 01H —向通信口输出字符04H —扩充初始化通信口 02H —从通信口读入字符 (1)、功能00H:初始化通信口 入口参数:AH=00H DX=初始化通信口号(0=COM1,1=COM2,……) AL=初始化参数,参数的说明如下:波特率奇偶位停止位字的位数76543210

AB DF1串口通讯协议API接口

Fax: 1-703-709-0985 https://www.360docs.net/doc/f812477718.html, Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API The DASTEC Corporation Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API allows the user to implement bi-directional serial communications to exchange data between applications running on a Windows/WinCE-based system with other devices supporting the Allen-Bradley DF1 full-duplex serial protocol. The devices can be AB devices, other host computers or even other system applications using the API. The Allen-Bradley DF1 Serial Communication Interface API enables a system to acts as a client device to other Allen-Bradley peer devices, initiating read and write operations on behalf of the system applications. The API also allows the system to emulate an Allen-Bradley PLC to respond to read and write requests and thus acts as a “virtual PLC” to other AB peers. The API is available for different Windows/WinCE-based systems/platforms and can be used with C/C++ or Visual Basic. The API consists of two component functionalities, client side and server side. The client side functionality is implemented with a single API DLL. Server side functionality is implemented with a DLL/executable pair. Together these components manage all aspects of the protocol and data exchange including responding to peers with proper acknowledgements, error/success codes and protocol data byte ordering. The system application need only to deal with the data values exchanged in native byte order. The user can employ either the API’s client, server or both functionalities with minimal code implementation.

双机间的串口双向通信2.0

单片机应用课程设计任务书

单片机应用课程设计说明书 学院名称:计算机与信息工程学院 班级名称:网工124 学生姓名:卞可虎 学号:2012211369 题目:双机间的串口双向通信设计指导教师:于红利 起止日期:2014.12.29至2015.1.4

目录 一、绪论 (1) 二、相关知识 (6) 2.1 双机通信介绍 (6) 2.2单片机AT89C51介绍 (6) 2.3 串行通信简介 (8) 2.3.1串行通信的特点 (8) 2.3.2串行通信技术标准 (9) 三、总体设计 (10) 3.1 设计需求 (10) 四、硬件设计 (10) 4.1 系统硬件电路设计 (10) 4.1.1整体电路设计 (10) 4.1.2 控制电路设计 (11) 4.1.3 复位电路 (11) 4.1.4 显示电路 (12) 五、软件设计 (12) 5.1发送端程序流程 (12) 5.2接收端程序流程 (13) 5.3按键程序 (14) 5.4串口通信程序 (15) 5.5数码管显示程序 (16)

六、Proteus软件仿真 (16) 七、结束语 (19) 参考文献 (20) 指导教师评语 (21) 成绩评定 (21) 附录:源程序 (22) 一、绪论 电子技术的飞速发展,单片机也步如一个新的时代,越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方法与思路。单片机之间的通信可以分为两大类:并行通信和串行通信。串行通信传输线少,长距离传输时成本低,且可以利用数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。所以本系统采用串行通信来实现单片机之间可靠的,有效的数据交换。 对于一些类似复杂的后台运算及通信与高实时性前台控制系统、软件资源消耗大的系统、功能强大的低消耗系统、加密系统等等。如果合理使用多种不同类型的单片机组合设计,可以得到极高灵活性与性能价格比,因此,多种异型单片机系统设计渐渐成为一种新的思路,单片机技术作为计算机技术的一个重要分支,由于单片机体积小,系统运行可靠,数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。但在一些相对复杂的单片机应用系统中,仅仅一个单片机资源是不够的,往往需要两个或多个单片机系统协同工作。这就对单片机通

串口通讯协议

串口通讯协议 波特率9600,数据位8位,起始位1位,停止位2位,校验采用16位CRC校验,校验包括头部信息和数据。 帧定义: 主机发送事件数据定义

u16 const crc_table[256] = { 0x0000U, 0x1021U, 0x2042U, 0x3063U, 0x4084U, 0x50a5U, 0x60c6U, 0x70e7U, 0x8108U, 0x9129U, 0xa14aU, 0xb16bU, 0xc18cU, 0xd1adU, 0xe1ceU, 0xf1efU, 0x1231U, 0x0210U, 0x3273U, 0x2252U, 0x52b5U, 0x4294U, 0x72f7U, 0x62d6U, 0x9339U, 0x8318U, 0xb37bU, 0xa35aU, 0xd3bdU, 0xc39cU, 0xf3ffU, 0xe3deU, 0x2462U, 0x3443U, 0x0420U, 0x1401U, 0x64e6U, 0x74c7U, 0x44a4U, 0x5485U, 0xa56aU, 0xb54bU, 0x8528U, 0x9509U, 0xe5eeU, 0xf5cfU, 0xc5acU, 0xd58dU, 0x3653U, 0x2672U, 0x1611U, 0x0630U, 0x76d7U, 0x66f6U, 0x5695U, 0x46b4U, 0xb75bU, 0xa77aU, 0x9719U, 0x8738U, 0xf7dfU, 0xe7feU, 0xd79dU, 0xc7bcU, 0x48c4U, 0x58e5U, 0x6886U, 0x78a7U, 0x0840U, 0x1861U, 0x2802U, 0x3823U, 0xc9ccU, 0xd9edU, 0xe98eU, 0xf9afU, 0x8948U, 0x9969U, 0xa90aU, 0xb92bU, 0x5af5U, 0x4ad4U, 0x7ab7U, 0x6a96U, 0x1a71U, 0x0a50U, 0x3a33U, 0x2a12U, 0xdbfdU, 0xcbdcU, 0xfbbfU, 0xeb9eU, 0x9b79U, 0x8b58U, 0xbb3bU, 0xab1aU, 0x6ca6U, 0x7c87U, 0x4ce4U, 0x5cc5U, 0x2c22U, 0x3c03U, 0x0c60U, 0x1c41U, 0xedaeU, 0xfd8fU, 0xcdecU, 0xddcdU, 0xad2aU, 0xbd0bU, 0x8d68U, 0x9d49U, 0x7e97U, 0x6eb6U, 0x5ed5U, 0x4ef4U, 0x3e13U, 0x2e32U, 0x1e51U, 0x0e70U, 0xff9fU, 0xefbeU, 0xdfddU, 0xcffcU, 0xbf1bU, 0xaf3aU, 0x9f59U, 0x8f78U, 0x9188U, 0x81a9U, 0xb1caU, 0xa1ebU, 0xd10cU, 0xc12dU, 0xf14eU, 0xe16fU, 0x1080U, 0x00a1U, 0x30c2U, 0x20e3U, 0x5004U, 0x4025U, 0x7046U, 0x6067U, 0x83b9U, 0x9398U, 0xa3fbU, 0xb3daU, 0xc33dU, 0xd31cU, 0xe37fU, 0xf35eU, 0x02b1U, 0x1290U, 0x22f3U, 0x32d2U, 0x4235U, 0x5214U, 0x6277U, 0x7256U, 0xb5eaU, 0xa5cbU, 0x95a8U, 0x8589U, 0xf56eU, 0xe54fU, 0xd52cU, 0xc50dU, 0x34e2U, 0x24c3U, 0x14a0U, 0x0481U, 0x7466U, 0x6447U, 0x5424U, 0x4405U, 0xa7dbU, 0xb7faU, 0x8799U, 0x97b8U, 0xe75fU, 0xf77eU, 0xc71dU, 0xd73cU, 0x26d3U, 0x36f2U, 0x0691U, 0x16b0U, 0x6657U, 0x7676U, 0x4615U, 0x5634U, 0xd94cU, 0xc96dU, 0xf90eU, 0xe92fU, 0x99c8U, 0x89e9U, 0xb98aU, 0xa9abU, 0x5844U, 0x4865U, 0x7806U, 0x6827U, 0x18c0U, 0x08e1U, 0x3882U, 0x28a3U, 0xcb7dU, 0xdb5cU, 0xeb3fU, 0xfb1eU, 0x8bf9U, 0x9bd8U, 0xabbbU, 0xbb9aU, 0x4a75U, 0x5a54U, 0x6a37U, 0x7a16U, 0x0af1U, 0x1ad0U, 0x2ab3U, 0x3a92U, 0xfd2eU, 0xed0fU, 0xdd6cU, 0xcd4dU, 0xbdaaU, 0xad8bU, 0x9de8U, 0x8dc9U, 0x7c26U, 0x6c07U, 0x5c64U, 0x4c45U, 0x3ca2U, 0x2c83U, 0x1ce0U, 0x0cc1U, 0xef1fU, 0xff3eU, 0xcf5dU, 0xdf7cU, 0xaf9bU, 0xbfbaU, 0x8fd9U, 0x9ff8U, 0x6e17U, 0x7e36U, 0x4e55U, 0x5e74U, 0x2e93U, 0x3eb2U, 0x0ed1U, 0x1ef0U }; u16 crc16(u16 crc,const u8 *data, u32 len )len可以为u8,u16,u32 { while (len--) crc = crc_table[(crc >> 8 ^ *(data++)) & 0xffU] ^ (crc << 8); return crc; } 例:u8 *buf=”123456789”;

双机通信课程设计

西安邮电大学 单片机课程设计报告书题目:双机通信系统

、系统整体设计 1. 系统设计思路 双机通信的实质就是解决两单片机串行通信问题。针对于89C52单片机全双工异步 串行通信口,我们采用单片机直接交叉互连的串行通信方式。 考虑到设计应用于短距离传输、两单片机具有相同的数据格式及电平且为使设计简 单,我们最终决定采用方式二单片机直接交叉连接的串行通信方式, 上位机发送的数据 由串行口 TXD 端输出,直接由下位机的串行口数据接收端 RXD 接攵。需要注意的是一定 要保证主从机相同的数据传输速率,即要求设置相同的波特率。电路分为数码管显示模 块,以及单片机工作的基本复位、晶振模块。 2. 系统设计原理 (1)串行通信 一个是数据传送,另一个是数据转换。所谓数 所谓数据转换就是指单片机在接收数据时,如 单片机在发送 数据时,如何把并行数据转换为 串行数据进行发送。单片机的串行通信使用的是异步串 行通信, 所谓异步就是指发送端 和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以字符(或者字节)为单位组成字 符帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地传送, 接收端通过传输线一帧一帧地接收。 而对 于两个单片机之间的串行通信,由于具有相同的数据格式及电平且是短距离通信则不必 要使用一些电平转化芯片(如 max232等)便可直接实现串行通讯,需要注意的是两单 片机硬件要共地,软件中需要设置相同波特率 STC89C5单片机有一个全双工的异步串行通信口,串行结构如下: ①数据缓冲器(SBUF 接受或发送的数据都要先送到 SBUF 缓存。有两个,一个缓存,另一个接受,用同 一直接地址99H,发送时用指令将数据送到 SBUF 即可启动发送;接收时用指令将 SBUF 中接收到的数据取出。 ②串行控制寄存器(SCON SCO 用于串行通信方式的选择,收发控制及状态指示,各位含义如下: SM0,SM1串行接口工作方式选择位,这两位组合成 00, 01,10,11对应于工作方 式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表1. 表1串行口工作方式表 串行数据通信要解决两个关键问题, 据传送就是指数据以什么形式进行传送。 何把接收到的串行数据转化为并行数据,

串口通讯—通信协议

串口通讯—串口通信协议 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定,通信双方必须共同遵守。因此,也叫做通信控制规程,或称传输控制规程,它属于ISO'S OSI七层参考模型中的数据链路层。 目前,串口通信协议通常有两类:异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。其中,面向字节计数的同步协议主要用于DEC公司的网络体系结构中。 一、物理接口标准 1、串行通信接口的基本任务 (1)实现数据格式化:因为来自CPU的是普通的并行数据,所以,接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下,接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下,接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 (2)进行串-并转换:串行传送,数据是一位一位串行传送的,而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时,首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 (3)控制数据传输速率:串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选择和控制的能力。 (4)进行错误检测:在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时,接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码,确定是否发生传送错误。 (5)进行TTL与EIA电平转换:CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑,它们与EIA采用的电平及负逻辑不兼容,需在接口电路中进行转换。 (6)提供EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线:远距离通信采用MODEM 时,需要9根信号线;近距离零MODEM方式,只需要3根信号线。这些信号线由接口电路提供,以便与MODEM或终端进行联络与控制。 2、串行通信接口电路的组成 为了完成上述串行接口的任务,串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。其中,串行接口芯片,随着大规模继承电路技术的发展,通用的同步(USRT)和异步(UART)接口芯片种类越来越多,如下表所示。它们的基本功能是类似的,都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作,且都是可编程的。采用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片,会使电路结构比较简单。

双机串行通信的设计与实现样本

综合实验报告 实验题目:双机串行通信设计与实现 学生班级:电子 学生姓名: 学生学号: 指引教师: 实验时间: .9.12-.9.17

题目:双机串行通信设计与实现 班级:电子14-2 姓名:陈俊臣 摘要 串行通信是单片机一种重要应用。本次课程设计就是要运用单片机来完毕一种系 统实现双片单片机串行通信。通信成果实用数码管进行显示数码管采用查表方式显示。两个单片机之间采用RS232进行双机通信。在通信过程中使用通信合同进行通信。 双机通信实质就是解决两单片机串行通信问题。针对于89C51单片机全双工异步串行通信口,咱们采用单片机直接交叉互连串行通信方式。考虑到本设计应用于短距离传播、两单片机具备相似数据格式及电平且为使设计简朴,咱们最后决定本系统采用方式一单片机直接交叉连接串行通信方式,上位机发送数据由串行口TXD端输出,直接由下位机串行口数据接受端RXD接受。本设计硬件电路分为数码管显示模块、单片机工作基本复位电路以及晶振模块。编程采用C语言加以实现。通信成果使用数码管进行显示,数码管采用查表方式显示,两个单片机之间采用RS-232进行双向通信。

目录 1 引言------------------------------------------------------- 2 设计原理及规定--------------------------------------------- 2.1设计规定和原理-------------------------------------------- 2.2串行通信概述与分类----------------------------------- 2.3串行通信和并行通信区别------------------------------- 2.4 MCS-51串行接口基本特点----------------------------- 3器件简介 3.1器件简朴概述----------------------------------------- 3.2 器件重要功能特性-------------------------------------- 3.3 芯片引脚简介---------------------------------------- 4系统设计 4.1设计规定-------------------------------------------- 4.2设计方案-------------------------------------------- 4.3硬件设计-------------------------------------------- 4.4软件设计------------------------------------------- 4 电路仿真图---------------------------------------------------- 5心得------------------------------------------------------------

系统串口通讯协议

ZHET 系统串口通讯协议 通 讯 技 术 手 册 型号:SYRDS1-485 (SYRDSSS1) SYRDL1-485 (SYRLSSS1) 玺瑞国际企业有限公司 SYRIS International Corp.

通讯技术手册 通讯协议(Protocol) 卡片阅读机模块(Reader Module)的通讯协议(Protocol)皆出自于SYRIS 的一种标准通讯协议,这种协议格式如下表: 1.SOH 和 END 都是一个字节的控制字符: SOH 控制器端定义为 <0x09> 模块端定义为 <0x0A> END 控制器及模块端均固定为 <0x0D> 其中 <0x> 为十六进制表示法. 2.TYPE 为模块型式编号,固定为一个字节,本型式编号固定为“A”. 3.ID为模块端的识别代码,这一字节的 ASCII 字符必须是在 1 <0x31> 到 8 <0x38> 的范围内,假如控制器端传送之ID值与模块地址编号相同时, 则该模块将会接收控制器端所传送的数据,而模块响应时,也会传回相同的地址编号.

4.FC是通讯功能码(Function Code)和资料(DATA)有相关性,固定为一个 字节,这些资料请参考通讯协议表及相关说明. 5.错误讯息判断代码(Error Code)为两个字节,第一个字节为固定为 <0x0E> ,第二个字节为错误代码,请参考错误讯息代码表. 6.8 BITS BCC是所有字符的检查字段,为二个字节,有关 8 BITS BCC 的 信息和范例程序,请参考附录A. 7.RS485传输协议请设定为”E,8,1”,速率为”19200”. 错误讯息代码表(Error Code Table) ※ Error Code #1固定为 <0x0E>.

双机通信课程设计

成绩: 课程设计报告书 所属课程名称单片机原理与接口技术 题目双机串行通信 分院机电学院 专业、班级机械设计制造及其自动化B0902学号0612090218 学生姓名史强 指导教师周春明 2012年7月13日

目录 1课程设计任务书 (1) 2总体设计 (2) 3硬件系统设计 (3) 4程序设计 (6) 5程序调试及结果分析 (11) 6总结 (13) 7参考文献 (14)

辽东学院 一课程设计任务书 课程设计题目:双机串行通信 课程设计时间:自2012 年7月2日起至2012 年7月13日。课程设计要求: 1.通过本次课题设计,应用《单片机原理及其接口技术》等所学相关知识及查阅资料,完成简易双机串行通信设计,以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。 2.两片单片机之间进行串行通信,发送端将0~f循环发送到接收端,并在接 收端显示。接收完成后,led灯亮。 学生签名:史强 2012 年7月13日 课程设计评阅意见 评阅教师: 2012年月日

二总体设计 2.1 设计目的 通过本次课题设计,应用《单片机原理及其接口技术》等所学相关知识及查阅资料,完成简易双机串行通信设计,以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。 通过本次设计的训练,可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。 2.2 设计任务 两片单片机之间进行串行通信,发送端将0~f循环发送到接收端,完成后在接收端的led 灯亮。 2.3 设计方法 本次设计,对于两片89C51,采用RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出。接受方接收后,灯亮。为提高抗干扰能力,还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。 软件部分,通过通信协议进行发送接收,主机先送AAH给从机,当从机接收到AAH后,向主机回答BBH。主机收到BBH后就把数码表TAB[16]中的10个数据送给从机,并发送检验和。从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和,与主机发送来的检验和进行比较,若检验和相同则发送00H给主机;否则发送FFH 给主机,重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。

串口通信协议

1 串口 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal SerialBus或者USB混淆)。 2 串行通信的传输方向 2.1 单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。 2.2 半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行。 2.3 全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。 单工半双工全双工 3 重要参数 串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配。 3.1 波特率 这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时,我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率,那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400,28800和36600。波特率可以远远大于这些值,但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信,典型的例子就是GPIB设备的通信。 常用的波特率有,1200,2400,4800,9600,19200,38400,115200等。 3.2 数据位 这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准ASCII码),那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语“包”指任何通信的情况。

基于51单片机的双机串行通信

机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别:电子通信工程系 班级: xxxxxx 学号: 13xxxxxxxxx : xxxxxxx 2015年12月

基于51单片机的双机串行通信 摘要:串行通信是单片机的一个重要应用,本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统,实现爽片单片机床航通信,通信的结果使用数码管进行显示,数码管采用查表方式显示,两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中,使用通信协议进行通信。 关键字:通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理; 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用; 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规; 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求: 两片单片机之间进行串行通信,A机将0x06发送给B机,在B机的数码管上静态显示1,B机将0~f动态循环发送到A机,并在其数码管上显示。 3.设计方案: 软件部分,通过通信协议进行发送接收,A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机(B机静态显示),当从机接收到后,向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 1.51单片机串行通信功能 计算机与外界的信息交换称为通信,常用的通信方式有两种:并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信,并行通信的特点是传输信号的速度快,但所用的信号线较多,成本高,传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线(一条信号线,再加一条地线作为信号回路)即可完成通信,成本低,传输的距离较远。 51单片机的串行接口是一个全双工的接口,它可以作为UART(通用异步接受和发送器)用,也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下:

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