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rs485转化器在无线单体采集模块的应用时间:
13:52:01 &&&&来源: 深圳市宇泰科技有限公司——全球领先智能通讯解决方案提供商！
一、硬件设计　　(1)无线芯片　　由挪威某公司推出的单片射频收发器专用芯片,由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成,自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)使用SPI接口与微控制器通信,配置非常方便。此外,其功耗非常低,内建空闲模式与关机模式,易于实现节能。适用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化和玩具等诸多领域。片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器、功率放大器等模块,曼彻斯特编码和解码由片内硬件完成,无需用户对数据进行曼彻斯特编码,因此使用非常方便。　　(2)无线通信模块接口设计　　无线芯片的通信接口由10个数字输入输出I/O组成,按照工作方式可分为三组:一是模式控制。可以组成四种工作模式:掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、发射模式、接收模式;二是SPI接口。SPI接口由SCK、MISO、MOSI以及CSN组成。其作用:(1)在配置模式下单片机通过SPI接口配置无线芯片的工作参数;(2)在发射和接收模式下单片机SPI接口发送和接收数据。三是状态输出。其接口提供载波检测输出,地址匹配输出,数据就绪输出。　　(3)通信接口模块　　标准通信接口模块主要由两部分组成:和无线通信接口模块。采用485通讯芯片将单片机的TTL电平转换为RS485电平。PC机通过RS485转换器读取相应的电池电压数据;无线通信接口模块采用通过单片机的I/O接口模拟SPI总线模式,可以实现与无线芯片之间的双向数据通信。实现对无线芯片的控制从而达到采集的数据可以无线数传到其他模块中,实现电池电压的无线传送。　　(4)电压采集模块　　通过单片机自带的10位AD转换功能,实现对电池电压的采集,电池电压通过运算放大电路接入到AD口,单片机通过运算得出电池电压的数字量,并存储。二、软件设计&(1) RS485接口通信软件设计　　RS485采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以有极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都可以收到。　　为了适合PC机与单片机之间、单片机与单片机之间的远距离数据传送,特别设计为RS485转换器的数据通讯方式,在本机中主机和从机发送数据与接收数据均采用中断方式,主机通过主动发送获取电池电压数据查询命令,从机中断实时查询接收寄存器的数据长度,判断是否有新的数据,进而判断是否是数据查询命令,判断正确后,从机将数据送入到发送寄存器,将电池电压数据发送给主机。&(2) 无线通信软件设计　　无线专用芯片的RF协议相关的高速信号处理部分已经嵌入在模块内部,它可以通过SPI接口,与单片机配合使用,本机采用单片机用IO口模拟SPI总线协议,速率通过单片机设计,在RX模式中,地址匹配和数据准备就绪信号通知单片机一个有效的地址和数据包已经各自接收完成,单片机可通过SPI通讯读取接收的数据。在TX模式中,无线模块自动产生前导码和CRC校验码,数据准备就绪信号通知单片机数据传输已经完成。由于无线芯片内部整合了相关的算法,从而缩短软件开发时间。使无线通信的软件开发变得简单易用。　　1)配置编程　　系统上电后单片机首先配置无线模块。将相关的地址信息及载波频率等参数配置完成,步骤是先将相关寄存器设为配置模式,MCU通过SPI将配置数据移入无线模块中。　　2)发射模式　　当从机检测完毕电池电压后,将数据保留在缓冲器中,从机单片机将节点的地址和有效数据通过SPI总线传输给无线模块,单片机通过设置相关寄存器启动传输,将采集到的电池单体电压数据发送给主机。　　3)接收模式　　主机通过设置选择RX模式。无线模块监测载波信号,当载波监测位置为高,说明收到了目标载波,当接收到有效地址时,地址匹配位置高。当接收到的数据包为有效数据(CRC校验正确)时,数据准备就绪位置高。单片机通过SPI总线读出相应的电池电压数据。可以通过传送给PC机,从而实现电池电压数据的无线传输给PC机的过程。
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RS485编码器设置方法
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历史上的今天
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blogAbstract:'RS-485网络实现远程数据通信的方法Network communication of RS-232 convert to RS-485Abstract:This paper introduces the application of UT-201 connecting convertor which between computer inspecting/controling and intellective meter to build up RS-485 network to effect the method of te this method is through exploiting the application of VB, accordingly carry out comminication mode of one',
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91基于RS485总线的多机通信系统设计
2.2RS-485；RS－485标准接口是单片机系统种常用的一种串行；RS-485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信；2.3多机通信原理；在多机通信中，每台从机均分配有一个从机地址，主机；去接收主机发送来的数据帧（数据帧的第9位为0），；多机通信的实现，主要靠主、从机正确地设置与判断多；（1）使所有从机的SM2置1，处于只接收地址帧的；（2）主机发送一地址
RS-485RS－485标准接口是单片机系统种常用的一种串行总线之一。RS-485通信方式RS-485标准是由EIA(电子工业协会)和TIA(通讯工业协会)共同制订和开发的。RS-485作为一种多点差分数据传输的电气规范,已成为业界最广泛应用的标准通信接口之一。理论上,RS-485标准最多接入32个设备(受芯片驱动能力的影响),可以工作在半双工或全双工模式下,最大传输距离约为1219米,最大传输速率约为10Mbps[1]。然而通常RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体,平衡双绞线的长度与传输速率成反比,只有在20Kbps的传输速率下,才可能达到最大传输距离。一般15米长的双绞线最大传输速率仅为1Mbps。不过对于速率要求不是很高的控制系统来说已经足够了。RS-485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信：在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线通常使用双绞线，又是差分传输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。如果以10Kbps速率传输数据时传输距离可达12m，而用100Kbps时传输距离可达1.2km。如果降低波特率，传输距离还可进一步提高。另外RS-485实现了多点互连，最多可达256台驱动器和256台接收器，非常便于多器件的连接。不仅可以实现半双工通信，而且可以实现全双工通信。2.3
多机通信原理在多机通信中，每台从机均分配有一个从机地址，主机与从机之间进行串行通信时，通常是主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换。而未被呼叫的从机则继续进行各自的工作。可是，如果在主机与某被呼叫从机进行数据交换过程中，其他从机如果不采取相应的数据识别技术，则这些从机就会因为串行通信线上有数据传输而时时被打断，影响正常的工作。利用单片机的串口工作方式2、方式3可以很好解决上述问题。在多机通信过程中，从机首先要解决的是如何识别主机发送的是地址信息还是数据信息。当发送的是地址信息时，各从机都响应串口中断，接收主机下发的一帧地址数据。而当主机发送数据帧时，无关从机可不响应串口中断。解决的方法是：当主机发送一帧地址信息时，应保持这帧数据的第9位为1(即TB8=1)。从机按照工作方式2或工作方式3运行时，将串口寄存器SCON中的控制位SM2置为1，当所接收的一帧数据的第9位为1，所有从机都产生串口中断，接收这一帧地址数据并与各自的从机地址进行比较，以判断主机是否要与本机通信。接收到的地址数据与从机地址相等达到为被呼叫从机，该从机将串口控制寄存器SCON中的控制位SM2清为0，去接收主机发送来的数据帧（数据帧的第9位为0），此时不管接收到的第9位数据是否为1或0，都要产生串口中断，这就保证了主机与被呼叫从机间的正常数据通信。数据通信结束后，该从机又重新将串行口控制寄存器SCON中的控制位SM2置为1，为下一次与主机进行通信做好准备。其他从机则一直在SM2=1下继续自己的工作，不会因为主、从机之间的数据通信而被打断。多机通信的实现，主要靠主、从机正确地设置与判断多机通信控制位SM2和发送或接收的第9位数据（TB8或RB8）。当主机给从机发送信息时，要根据发送信息的性质来设置TB8，发送地址信号时，设置TB8=1；发送数据或命令时，设置TB8=0。当从机的SM2为1时，该从机只接收地址帧（RB8位为1），对数据帧（RB8位为0）将不予理睬。而当SM2为0时，该从机接收所有发送来的信息。多机通信过程如下：（1） 使所有从机的SM2置1，处于只接收地址帧的状态（即从机复位）；（2） 主机发送一地址帧信息，其中包含8位地址，第9位为地址、数据标志位，第9位置1表示发送的是地址；（3） 从机接收到地址帧后，各自中断CPU，把接收到的地址与本地址作比较；（4） 地址相符的从机，使SM2清零以接收主机随后发来的所有信息，对于地址不相符的从机，仍保持SM2=1状态，对主机随后发送的数据不予理睬，直到主机发送来新的地址帧；（5） 主机发送数据或控制信息给被寻址的从机；（6） 被寻址的从机，因SM2=0，可以接收主机发送过来的所有数据，当从机接收数据结束时，置位SM2，返回接收地址帧状态（复位状态）；（7） 当主机改为与另外从机联系时，可再发地址帧寻址其从机，而先前被寻址过的从机恢复SM2=1。第4章
系统问题及其解决4.1
通信规则由于MAX485通讯是一种半双工通讯，发送和接收共用同一物理信道。在任意时刻只允许一台单机处于发送状态。因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。半双工通讯对主机和从机的发送和接收时序有严格的要求。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通讯瘫痪，无法正常工作。要做到总线上的设备在时序上的严格配合，必须要遵从以下几项原则：（1） 复位时，主从机都应该处于接收状态。MAX485芯片的发送和接收功能转换是由芯片的 RE* ，DE端控制的。RE*=1，DE=1时，MAX485发送状态；RE*=0，DE=0时，MAX485处于接收状态。一般使用单片机的一根口线连接RE*，DE端。在上电复位时，由于硬件电路稳定需要一定的时间，并且单片机各端口复位后处于高电平状态，这样就会使总线上各个分机处于发送状态，加上上电时各电路的不稳定，可能向总线发送信息。因此，如果用一根口线作发送和接收控制信号，应该将口线反向后接入MAX485的控制端，使上电时MAX485处于接收状态。另外，在主从机软件上也应附加若干处理措施，如：上电时或正式通讯之前，对串行口做几次空操作，清除端口的非法数据和命令。（2） 控制端RE*，DE的信号的有效脉宽应该大于发送或接收一帧信号的宽度。
在全双工通讯过程中，发送和接收信号分别在不同的物理链路上传输，发送端始终为发送端，接收端始终为接收端，不存在发送、接收控制信号切换问题。在RS－485半双工通讯中，由于MAX485的发送和接收都由同一器件完成，并且发送和接收使用同一物理链路，必须对控制信号进行切换。控制信号何时为高电平，何时为低电平，一般以单片机的TXC(发送完成标记)，RXC(接收完成标记)信号作参考。发送时，检测TXC是否建立起来，当TXC为高电平后关闭发送功能转为接收功能；
接收时，检测RXC是否建立起来，当RXC为高电平后，接收完毕，又可以转为发送。
在理论上虽然行得通，但在实际联调中却出现传输数据时对时错的现象。根据查证有关资料，并借助示波器反复测试，才发现一个值得注意的问题，我们可以查看单片机的时序：单片机在串行口发送数据时，只要将8位数据位传送完毕，TXC标志即建立，但此时应发送的第九位数据位（若发送地址帧时）和停止位尚未发出。如果在这是关闭发送控制，势必造成发送帧数据不完整。如果单片机多机通讯采用较高的波特率，几条操作指令的延时就可能超过2位（或1位）数据的发送时间，问题或许不会出现。但是如果采用较低波特率，如9600，发送一位数据需104μs左右，单靠几条操作指令的延时远远不够，问题就明显地暴露出来。接收数据时也同样如此，单片机在接收完8个数据位后就建立起RXC信号，但此时还未接收到第九位数据位（若接收地址帧时）和停止位。所以，接收端必须延时大于2位数据位的时间（1位数据位时间=1/波特率），再作应答，否则会发生总线冲突。（3） 总线上所连接的各单机的发送控制信号在时序上完全隔开。为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，对总线的使用权必须进行分配才能避免竞争，连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上要完全隔离。总之，发送和接收控制信号应该足够宽，以保证完整地接收一帧数据，任意两个单机的发送控制信号在时间上完全分开，避免总线争端。第5章
软件设计5.1
系统结构该多机通信系统的系统结构图如图5-1所示，系统采用半双工主从通信方式，主机可以读取从机的数据或写数据到从机，并将数据送终端进行显示；从机主要负责对分布的电子设备进行监测或控制，用中断的方式接收主机发来的命令并做出回应。 图5-1 系统结构图5.2
通信协议5.2.1
信息格式该协议的信息格式如下：(1)编码格式；二进制代码。(2)波特率：9600 b/s。(3)通信方式：半双工。(4)每个字符由u 位组成；1位：起始位(0)；8位：数据位；1位：地址／数据识别位(1为地址，o为数据)；l位：停止位(1)。(5)字符发送顺序；低位在先(6)帧结束标志：通信线路空闲3.5 ms以上(7)帧校验方式：数据和(2字节)(8)主机询问的一般格式见表5-2： 表5-2 主机询问的一般格式 从机地址码：两字节二进制数，后一字节是前一字节的反码。命令码：一字节二进制数，O1H代表主机读，02H代表主机写。数据个数：表示主机要读写的字节个数，一字节二进制数。校验和：两字节二进制数，是将从机地址码、命令和数据按字节从头依次相加，生成两字节的校验和。(9)从机应答的一般格式(如表5-3)表5-3 从机应答的一般格式 图中信息段的定义同图2。5.2.2
定时与重发本通信协议定时规定如下：(1)帧发送时限；70 ms．超过此时限结束发送。(2)主机等待从机应答时限：7 ms，超过此时限，酌情重发。(3)主机重发次数：不超过4次，超过后，判通信失败。5.2.3
通信过程一次完整的通信过程分为3个阶段：主机询问、从机应答和链路释放。主机询问阶段，主机以帧的形式将从机地址码、命令、数据和校验码传送到指定从机；从机应答阶段，从机解释接收的命令码，并组织相应帧信息回送到主机；链路释放阶段，从机清除接收缓冲区及相关变量，准备与主机下次通信。任何一次完整的通信过程都是由主机方发起的，从机在被主机寻址前只能处于侦听状态，从机在接收到地址码的第2个字节后，立即判断是否寻址自己，如果是．继续接受下面的数据，否则不与理睬。包含各类专业文献、生活休闲娱乐、中学教育、各类资格考试、外语学习资料、文学作品欣赏、91基于RS485总线的多机通信系统设计等内容。　
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