单片机RS485缺乏之处的解决方案.docx

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1、单片机RS485缺乏之处的解决方案网络转载导语：RS232标准是诞生于RS485之前的，但是RS232有几处缺乏的地方：接口的信号电平值较高，到达十几V，使用不当轻易损坏接口芯片，电平标准也与TTL电平不兼容。传输速率有局限，不可以过高，一般到一两百千比特每秒Kb/s就到极限了。【单片机RS485缺乏之处的解决方案】RS232标准是诞生于RS485之前的，但是RS232有几处缺乏的地方：接口的信号电平值较高，到达十几V，使用不当轻易损坏接口芯片，电平标准也与TTL电平不兼容。传输速率有局限，不可以过高，一般到一两百千比特每秒Kb/s就到极限了。接口使用信号线和GND与其它设备形成共地形式的通讯

2、，这种共地形式传输轻易产生干扰，并且抗干扰性能也比拟弱。传输间隔有限，最多只能通讯几十米。通讯的时候只能两点之间进展通讯，不可以实现多机联网通讯。针对RS232接口的缺乏，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，它具备以下的特点：采用差分信号。我们在讲A/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，最大的上风是可以抑制共模干扰。尤其当工业现场环境比拟复杂，干扰比拟多时，采用差分方式可以有效的进步通讯可靠性。RS485采用两根通讯线，通常用A和B或D+和D-来表示。逻辑“1以两线之间的电压差为+0.26V表示，逻辑“0以两线间的电压差为-0.26V来表示，是一种典

3、型的差分通讯。RS485通讯速率快，最大传输速度可以到达10Mb/s以上。RS485内部的物理构造，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰才能也大大增加。传输间隔最远可以到达1200米左右，但是它的传输速率和传输间隔是成反比的，只有在100Kb/s以下的传输速度，才能到达最大的通讯间隔，假如需要传输更远间隔可以使用中继。可以在总线上进展联网实现多机通讯，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。RS485的接口非常简单，与RS232所使用的MAX232是类似的，只需要一个RS485转换器，就可以直接与单片机的UART串口连

4、接起来，并且使用完全一样的异步串行通讯协议。但是由于RS485是差分通讯，因此接收数据和发送数据是不能同时进展的，也就是讲它是一种半双工通讯。那我们怎样判定什么时候发送，什么时候接收呢？RS485转换芯片很多，这节课我们以典型的MAX485为例讲解RS485通讯，如图18-1所示。图18-1MAX485硬件接口MAX485是美信Maxim推出的一款常用RS485转换器。其中5脚和8脚是电源引脚；6脚和7脚就是RS485通讯中的A和B两个引脚；1脚和4脚分别接到单片机的RXD和TXD引脚上，直接使用单片机UART进展数据接收和发送；2脚和3脚是方向引脚，其中2脚是低电平使能接收器，3脚是高电平使

5、能输出驱动器，我们把这两个引脚连到一起，平时不发送数据的时候，保持这两个引脚是低电平，让MAX485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可以了。为了进步RS485的抗干扰才能，需要在靠近MAX485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都是可以。在这里我们还要介绍一下怎样使用KST-51单片机开发板进展外围扩展实验。我们的开发板只能把根本的功能给同学们做出来提供实验练习，但是同学们学习的脚步不应该停留在这个实验板上。假如想进展更多的实验，就可以通过单片机开发板的扩展接口进展扩展实验。大家可以看到蓝绿色的单片机座四周有32个

6、插针，这32个插针就是把单片机的32个IO引脚全部都引出来了。在原理图上表达出来的就是J4、J5、J6、J7这4个器件，如图18-2所示。图18-2单片机扩展接口这32个IO口中并不是所有的都可以用来对外扩展，其中既作为数据输出，又可以作为数据输入的引脚是不可以用的，比方P3.2、P3.4、P3.6引脚，这三个引脚是不可用的。比方P3.2这个引脚，假如我们用来扩展，发送的信号假如和DS18B20的时序吻合，会导致DS18B20拉低引脚，影响通讯。除这3个IO口以外的其它29个，都可以使用杜邦线接上插针，扩展出来使用。当然了，假如把当前的IO口应用于扩展功能了，板子上的相应功能就实现不了了，也就

7、是讲需要扩展功能和板载功能之间二选一。在进展RS485实验中，我们通讯用的引脚必须是P3.0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P1.7上去。RS485的另外一端，大家可以使用一个USB转RS485模块，用双绞线把开发板和模块上的A和B分别对应连起来，USB那头插入电脑，然后就可以进展通讯了。学习了第13章实用的串口通讯方法和程序后，做这种串口通讯的方法就很简单了，根本是一致的。我们使用实用串口通讯例程的思路，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。程序中需要留意的一

8、点是：由于平常都是将MAX485设置为接收状态，只有在发送数据的时候才将MAX485改为发送状态，所以在UartWrite函数开始将MAX485方向引脚拉高，函数退出前再拉低。但是这里有一个细节，就是单片机的发送和接收中断产生的时刻都是在停顿位的一半上，也就是讲每当停顿位传送了一半的时候，RI或者TI就已经置位并且马上进入中断假如中断使能的话函数了，接收的时候自然不会存在问题，但发送的时候就不一样了：当紧接着向SBUF写入一个字节数据时，UART硬件会在完成上一个停顿位的发送后，再开场新字节的发送，但假如此时不是继续发送下一个字节，而是已经发送完毕了，要停顿发送并将MAX485方向引脚拉低以使

9、MAX485重新处于接收状态时就有问题了，由于这时候最后的这个停顿位实际只发送了一半，还没有完全完成，所以就有了UartWrite函数内DelayX10us5这个操纵，这是人为的增加了50us的延时，这50us的时间正好让剩下的一半停顿位完成，那么这个时间自然就是由通讯波特率决定的了，为波特率周期的一半。/*RS485.c文件程序源代码*/#include（reg52.h）#include（intrins.h）sbitRS485_DIR=P17;/RS485方向选择引脚bitflagFrame=0;/帧接收完成标志，即接收到一帧新数据bitflagTxd=0;/单字节发送完成标志，用来替换TX

10、D中断标志位unsignedcharcntRxd=0;/接收字节计数器unsignedcharpdatabufRxd64;/接收字节缓冲区externvoidUartActionunsignedchar*buf，unsignedcharlen;/*串口配置函数，baud-通讯波特率*/voidConfigUARTunsignedintbaudRS485_DIR=0;/RS485设置为接收方向SCON=0x50;/配置串口为形式1TMOD=0x0F;/清零T1的控制位TMOD|=0x20;/配置T1为形式2TH1=256-11059200/12/32/baud;/计算T1重载值TL1=TH1;/

11、初值即是重载值ET1=0;/制止T1中断ES=1;/使能串口中断TR1=1;/启动T1/*软件延时函数，延时时间t*10us*/voidDelayX10usunsignedchartdo_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;while-t;/*串口数据写入，即串口发送函数，buf-待发送数据的指针，len-指定的发送长度*/voidUartWriteunsignedchar*buf，unsignedcharlenRS485_DIR=1;/RS485设置为发送whilelen-/循环发送所有字节flagTxd=0;/清零发送标志SBUF=

12、*buf+;/发送一个字节数据while！flagTxd;/等待该字节发送完成DelayX10us5;/等待最后的停顿位完成，延时时间由波特率决定RS485_DIR=0;/RS485设置为接收/*串口数据读取函数，buf-接收指针，len-指定的读取长度，返回值-实际读到的长度*/unsignedcharUartReadunsignedchar*buf，unsignedcharlenunsignedchari;/指定读取长度大于实际接收到的数据长度时，/读取长度设置为实际接收到的数据长度iflen）cntRxdlen=cntRxd;fori=0;i（len;i+/拷贝接收到的数据到接收指针上*

13、buf+=bufRxdi;cntRxd=0;/接收计数器清零returnlen;/返回实际读取长度/*串口接收监控，由空闲时间断定帧完毕，需在定时中断中调用，ms-定时间隔*/voidUartRxMonitorunsignedcharmsstaticunsignedcharcntbkp=0;staticunsignedcharidletmr=0;ifcntRxd）0/接收计数器大于零时，监控总线空闲时间ifcntbkp！=cntRxd/接收计数器改变，即刚接收到数据时，清零空闲计时cntbkp=cntRxd;idletmr=0;else/接收计数器未改变，即总线空闲时，累积空闲时间ifidle

14、tmr（30/空闲计时小于30ms时，持续累加idletmr+=ms;ifidletmr）=30/空闲时间到达30ms时，即断定为一帧接收完毕flagFrame=1;/设置帧接收完成标志elsecntbkp=0;/*串口驱动函数，监测数据帧的接收，调度功能函数，需在主循环中调用*/voidUartDriverunsignedcharlen;unsignedcharpdatabuf40;ifflagFrame/有命令到达时，读取处理该命令flagFrame=0;len=UartReadbuf，sizeofbuf-2;/将接收到的命令读取到缓冲区中UartActionbuf，len;/传递数据帧，

15、调用动作执行函数/*串口中断效劳函数*/voidInterruptUARTinterrupt4ifRI/接收到新字节RI=0;/清零接收中断标志位/接收缓冲区尚未用完时，保存接收字节，并递增计数器ifcntRxd（sizeofbufRxdbufRxdcntRxd+=SBUF;ifTI/字节发送完毕TI=0;/清零发送中断标志位flagTxd=1;/设置字节发送完成标志/*main.c文件程序源代码*/#include（reg52.h）unsignedcharT0RH=0;/T0重载值的高字节unsignedcharT0RL=0;/T0重载值的低字节voidConfigTimer0unsigne

16、dintms;externvoidUartDriver;externvoidConfigUARTunsignedintbaud;externvoidUartRxMonitorunsignedcharms;externvoidUartWriteunsignedchar*buf，unsignedcharlen;voidmainEA=1;/开总中断ConfigTimer01;/配置T0定时1msConfigUART9600;/配置波特率为9600while1UartDriver;/调用串口驱动/*串口动作函数，根据接收到的命令帧执行响应的动作buf-接收到的命令帧指针，len-命令帧长度*/void

17、UartActionunsignedchar*buf，unsignedcharlen/在接收到的数据帧后添加换车换行符后发回buflen+=;buflen+=;UartWritebuf，len;/*配置并启动T0，ms-T0定时时间*/voidConfigTimer0unsignedintmsunsignedlongtmp;/临时变量tmp=11059200/12;/定时器计数频率tmp=tmp*ms/1000;/计算所需的计数值tmp=65536-tmp;/计算定时器重载值tmp=tmp+33;/补偿中断响应延时造成的误差T0RH=unsignedchartmp）8;/定时器重载值拆分为上下

18、字节T0RL=unsignedchartmp;TMOD=0xF0;/清零T0的控制位TMOD|=0x01;/配置T0为形式1TH0=T0RH;/加载T0重载值TL0=T0RL;ET0=1;/使能T0中断TR0=1;/启动T0/*T0中断效劳函数，执行串口接收监控*/voidInterruptTimer0interrupt1TH0=T0RH;/重新加载重载值TL0=T0RL;UartRxMonitor1;/串口接收监控如今看这种串口程序，是不是感觉很简单了呢？串口通讯程序我们反反复复的使用，加上随着学习的模块越来越多，理论的越来越多，原先感觉很复杂的东西，如今就会感到简单了。从设备治理器里可以查看所有的COM口号，我们下载程序用的是COM4，而USB转RS485虚拟的是COM5，通讯的时候我们用的是COM5口，如图18-3所示。