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基于RS485总线的多机通信系统的设计 基于RS485总线的多机通信系统的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:08

《基于RS485总线的多机通信系统的设计》修改意见稿

1、“.....余凤翔基于总线的单片机网络系统的研究广东技术师范学院学报,朱志伟,周志光,鲍祖尚总线通信系统的可靠性研究措施单片机与嵌入式系统应用,流,影响正常通信。笔者认为,可以采取以下三种措施若干扰源内阻不是非常小,可以考虑在接地线上加限流电阻限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高,但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信采用浮地技术,隔断接地环路。当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效,此时可以考虑将引入干扰的节点例如处于恶劣的工作环境的现场仪表浮置起来也就是系统的电路地与机壳或大地隔离,这样就隔断了接地环路,不会形成很大的环路电流采用隔离接口。有些情况下,出于安全或其他方面的考虑,电路地必须与机壳或大地相连,不能悬浮,这时可以采用隔离接口来隔断接地回路,但是仍然应该有条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。瞬态保护前面提到的接地措施只对低频率的共模干扰有保护作用,对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。因为引线电感的作用......”

2、“.....接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰可能会有成百上千伏的电压,但持续时间很短。在切换大功率感性负载电机变压器继电器等闪电等过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰,如果不加以适当防护就会损坏接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。隔离保护方案这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上,由于隔离层的高绝缘电阻,不会产生损害性的浪涌电流,起到保护接口的作用。通常采用高频变压器光耦等元件实现接口的电气隔离,已有器件厂商将所有这些元件集成在片中,使用起来非常简便,如公司的,隔离电压可以到。这种方案的优点是可以承受高电压持续时间较长的瞬态干扰,实现起来也比较容易,缺点是成本较高。旁路保护方案这种方案利用瞬态抑制元件如气体放电管等将危害性的瞬态能量旁路到大地,优点是成本较低,缺点是保护能力有限,只能保护定能量以内的瞬态干扰,持续时间不能很长,而且需要有条良好的连接大地的通道,实现起来比较困难。实际应用中可以将二者结合起来灵活运用......”

3、“.....而旁路元件保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。总线隔离总线为并接式二线制接口,旦有只芯片故障就可能将总线拉死,因此对其二线口与总线之间应加以隔离。通常在与总线之间各串接只的电阻,同时与地之间各跨接的二极管,以消除线路浪涌干扰。此外应该合理选用芯片。例如,对外置设备为防止强电磁雷电冲击,建议选用防雷击芯片。软件抗干扰措施指令冗余取指令过程是先取操作码,再取操作数。当受干扰出现,程序便脱离正常轨道乱飞,当乱飞到双字节指令,若取指令时刻落在操作数上,误将操作数当作操作码,程序将出错。若飞到了三字节指令,出错机率更大。在关键地方人为插入些单字节指令,或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的。这样即使乱飞程序飞到操作数上,由于空操作指令的存在,避免了后面的指令被当作操作数执行,程序自动纳入正轨。此外,对系统流向起重要作用的指令如等指令之前插入两条,也可将乱飞程序纳入正轨,确保这些重要指令的执行......”

4、“.....是指将乱飞的程序引向指定位置,再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱,其次要将陷阱安排在适当的位置。软件陷阱的设计当乱飞程序进入非程序区,冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱,拦截乱飞程序,将其引向指定位置,再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址的指令。通常在中非程序区填入以下指令作为软件陷阱其机器码为。陷阱的安排通常在程序中未使用的空间填。最后条应填入,当乱飞程序落到此区,即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。当使用的中断因干扰而开放时,在对应的中断服务程序中设置软件陷阱,能及时捕获的中断。如应用系统虽未用到外部中断,外部中断的中断服务程序可为如下形式返回指令可用,也可用。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠完善,用作返回指令可直接进入故障诊断程序,尽早地处理故障并恢复程序的运行。考虑到程序存贮器的容量,软件陷阱般空间有个就可以进行有效拦截......”

5、“.....通常采用看门狗技术使程序脱离死循环。通过不断检测程序循环运行时间,若发现程序循环时间超过最大循环运行时间,则认为系统陷入死循环,需进行出错处理。看门狗技术可由硬件实现,也可由软件实现。在工业应用中,严重的干扰有时会破坏中断方式控制字,关闭中断。则系统无法定时喂狗,硬件看门狗电路失效。而软件看门狗可有效地解决这类问题。在实际应用中,采用环形中断监视系统。用定时器监视定时器,用定时器监视主程序,主程序监视定时器。采用这种环形结构的软件看门狗具有良好的抗干扰性能,大大提高了系统可靠性。对于需经常使用定时器进行串口通讯的测控系统,则定时器不能进行中断,可改由串口中断进行监控。这种软件看门狗监视原理是在主程序中断服务程序中断服务程序中各设运行观测变量,假设为,主程序每循环次,加,同样中断服务程序执行次,加。在中断服务程序中通过检测的变化情况判定运行是否正常,在中断服务程序中检测的变化情况判定主程序是否正常运行......”

6、“.....若检测到观测变量变化不正常,比如应当加而未加,则转到出错处理程序作排除故障处理。当然,对主程序最大循环周期定时器和定时周期应予以全盘合理考虑。失效保护标准规定接收器门限为。这样规定能够提供比较高的噪声抑制能力,但同时也带来了个问题当总线电压在中间时接收器输出状态不确定。由于以个前导触发次接收动作,所以接收器的不定态可能会使地接收些数据,导致系统误动作。当总线空闲开路或短路时都有可能出现发送从机程序如下串行口中断子程序,主程序从机程序如下串行口中断子程序,主程序第章系统仿真掌握在单片机仿真中的应用,为开发调试单片机应用系统做准备。系统电路图如下电路板如下结束语本文着重介绍了用构成网络系统,完成单片机间的多机通讯,以及提高通讯可靠性各种措施,笔者在设计单片机通讯系统时也采纳了这些方法,并取得了良好的效果。在单片机应用日益广泛的今天,开发相对简单性价比较高的多单片机系统定会在发展其迅速的微计算机应用领域占有其席之地......”

7、“.....经过自己不断的搜索努力以及安葳鹏老师的耐心指导和热情帮助,本设计已经基本完成。在这段时间里,安老师为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨热忱鼓励,安老师严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩,他不仅授我以文,而且教我做人,他的指导使我受益非浅。对安老师的感两线电压差低于的情况,必须采取定措施避免接收器处于不定态。传统的做法是给总线加偏置,当总线空闲或开路时,利用偏置电阻将总线偏置在个确定的状态差分电压。但这种方法仍然不能解决总线短路时的问题,为此,有些器件制造商将接收门限移到,巧妙地解决了这个问题。例如公司为系列接口,不但省去了外部偏置电阻,而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。第章软件设计系统结构该多机通信系统的系统结构图如图所示,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......”

8、“.....波特率。通信方式半双工。每个字符由位组成位起始位位数据位位地址数据识别位为地址,为数据位停止位。字符发送顺序低位在先帧结束标志通信线路空闲以上帧校验方式数据和字节主机询问的般格式见表表主机询问的般格式从机地址码两字节二进制数,后字节是前字节的反码。命令码字节二进制数,代表主机读,代表主机写。数据个数表示主机要读写的字节个数,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。从机应答的般格式如表表从机应答的般格式图中信息段的定义同图。定时与重发本通信协议定时规定如下帧发送时限超过此时限结束发送。主机等待从机应答时限,超过此时限,酌情重发。主机重发次数不超过次,超过后,判通信失败。通信过程次完整的通信过程分为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......”

9、“.....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。通信软件设计从机通信软件设计在该系统中,从机的主要任务是对被检测设备进行故障检测和故障定位,通信软件的主要功能是接收主机的命令并将检测的结果回送主机。从机通信软件由部分组成串行中断服务程序和定时器中断服务程序。串行中断服务程序用于接收或发送数据中断服务程序用于当从机接收完帧信息后进行解释并启动通信向主机应答,另外也用于当从机发送超时后的些处理。从机上电后处于侦听状态,当主机寻址时,便进人中断服务程序,其程序流程图如图所示。图串行通信中断服务程序流程图首先判断是接收中断还是发送中断,若是接收中断,则清除,同时启动字符间隔定时器,并置收发标志为收。当接收完第个字节后,各从机立即判断是否寻址本机,若是,则置为......”

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