通訊程序理解全解

1、通訊程序理解本程序中的通訊部分以103規(guī)約為規(guī)則，通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)控 制系統(tǒng)與DSP控制板之間的通訊，并且將控制系統(tǒng)（即上位機(jī)操作） 作為鏈路層主站，DSP控制板為鏈路層子站，遵照103規(guī)約，建立通 訊聯(lián)系，這是一種非平衡的傳輸方式，即控制系統(tǒng)一般作為啟動(dòng)站， 而DSP控制板一般作為從動(dòng)站。在通訊過(guò)程中，數(shù)據(jù)信息以幀的形式傳遞，按照幀長(zhǎng)是否可變分 為固定長(zhǎng)幀和可變長(zhǎng)幀，一般情況下，復(fù)位，請(qǐng)求，響應(yīng)幀（確認(rèn)幀， 忙幀，無(wú)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)幀等）都為固定幀長(zhǎng)，在 103規(guī)約中，每一個(gè) 固定幀都有其特定的格式，詳情請(qǐng)參考103規(guī)約。固定幀長(zhǎng)幀的格式 如下圖：?jiǎn)?dòng)字符（10H）控制域（C）地址域（A）幀校

2、驗(yàn)和（CS）結(jié)束字符（16H）其中啟動(dòng)字符和結(jié)束字符為固定值，控制域和地址域攜帶本次上傳 或下傳的簡(jiǎn)單信息；傳輸順序?yàn)橄鹊秃蟾?，另外需要注意的是，幀與 幀的傳輸之間線路空閑間隔至少為 33位，而字符之間不需要線路空 閑間隔；可變幀長(zhǎng)一般用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信息，其幀長(zhǎng)不固定，其中的控 制域和地址域與固定長(zhǎng)幀的含義并無(wú)差別。但是需要注意的是，可變 長(zhǎng)幀的報(bào)文頭是固定的，這對(duì)于校驗(yàn)非常重要，這是可變幀長(zhǎng)幀校驗(yàn) 必不可少的校驗(yàn)對(duì)象，其之所以可變就是就是指的鏈路用戶數(shù)據(jù)。 其 格式如下圖所示：?jiǎn)?dòng)字符（68Ht固定長(zhǎng)度的 報(bào)文頭LL （重復(fù)）啟動(dòng)字符（68H控制域（C）+L個(gè)八 位位組地址域（A）鏈路用戶數(shù)據(jù)

3、（可變長(zhǎng)度）幀校驗(yàn)和（CS）結(jié)束字符（16H）應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)為可變長(zhǎng)度的信息集合，信息集合的應(yīng)用場(chǎng)合由類 型標(biāo)志，命令類型等確定，應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的格式如下，關(guān)于詳細(xì) 內(nèi)容請(qǐng)參考103公約：地址域長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，其高四位是發(fā)送方的地址，低四位為接收方的地址。控制域中在上層向下層和下層向上層的過(guò)程中所表示的含義有差別，具體參照103公約，其控制與的格式如下圖：D7DeD5D4D3 D2 D1 D0控制系統(tǒng)-保護(hù)設(shè)備1幀計(jì)數(shù)位幀計(jì)數(shù)有23222120（或間隔單兀）PRM啟FCB效位FCV備用動(dòng)報(bào)文保護(hù)設(shè)備f控制系統(tǒng)位c要求訪問(wèn)數(shù)據(jù)流控下卄臺(tái)匕砒（或間隔單兀）0位 ACD制位DFC功冃匕碼注：其中分為

4、兩部分的空格中，上面的一部分表示從上層到下層傳輸 時(shí)的含義，下面的一部分表示下層到上層傳輸是的含義。個(gè)人認(rèn)為 FCB較難理解，這里稍加闡釋。上層向下層傳輸報(bào)文時(shí)，將FCB取相反的的值，上層為下層保存一個(gè)FCB的備份，若超時(shí)未收到所期望的 報(bào)文，或出現(xiàn)差錯(cuò)，則上層控制系統(tǒng)不改變FCB的狀態(tài)，重傳該報(bào)文， 最多3次，如果3次以內(nèi)上層收不到下層的確定或響應(yīng)信息，則表示通訊故障。ASDU勺類型有很多，每一種類型對(duì)應(yīng)著一種數(shù)據(jù)格式， 這在103 規(guī)約中有明確規(guī)定，這里只介紹下一般命令型。個(gè)人認(rèn)為一般命令型 較為復(fù)雜，其余較易理解，這里就不在一一解釋。一般命令型的格式 如下：序號(hào)說(shuō)明1類型標(biāo)志TYP: 0

5、1H2傳送原因COT （見(jiàn)4.1.2）3命令類型FUN （見(jiàn)4.1.3）4附加信息SIN其中附加信息在這里要詳加解釋，其每種命令類型對(duì)應(yīng)的含義如下表：命令類型FUN附加信息SIN含義查詢定值<20H>27定值區(qū)域編號(hào)20定值區(qū)域切換<30H>27切換后的定值區(qū)號(hào)20請(qǐng)求啟動(dòng)記錄說(shuō)明<51H>27記錄表中的序號(hào)20請(qǐng)求故障記錄說(shuō)明<52H>27記錄表中的序號(hào)2°其他00H無(wú)意義以下是對(duì)我們的程序的分析： 1. 變量定義和結(jié)構(gòu)體構(gòu)造 變量包括通訊口狀態(tài)，鏈路層通訊地址，校驗(yàn)信息，錯(cuò)誤碼 定義，命令，功能碼，類型標(biāo)志，傳送原因等，對(duì)于結(jié)構(gòu)體，

6、 首先建立數(shù)據(jù)應(yīng)用層結(jié)構(gòu)， 應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元接 收部分具體結(jié)構(gòu)如下：一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包由多個(gè) ASDU應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元）組成，每個(gè)ASDU 包含在一個(gè)數(shù)據(jù)幀中struct inasdu_dataunsigned char uAsduType;/ASDU類型標(biāo)志unsigned char uCmdType;/命令類型unsigned char uFrmCount;/組成一個(gè)數(shù)據(jù)包的幀總數(shù)unsigned char uFrmIndex;/數(shù)據(jù)包中的當(dāng)前幀序號(hào)unsignedchar uData10255;/構(gòu)成當(dāng)前ASDU的字符數(shù)組,其中 uData 幀序號(hào) 0 作為有效數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器使用unsigne

7、dchar uValidFlag; /0ASDU不可用;1 ASDU可用 ;應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元發(fā)送部分與之類似。緊接著是鏈路層結(jié)構(gòu)： 串口狀態(tài)數(shù)據(jù) , 數(shù)據(jù)發(fā)送之前全部放置在該結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)中 struct com_data unsigned char uComState; /串口狀態(tài)unsigned char uTimeOut; / 通訊超時(shí)次數(shù)unsigned char uDataIndex; / 數(shù)據(jù)區(qū)位置索引。接收狀態(tài)時(shí)候 該值為 0，程序中將其加 1，表示從第一個(gè)數(shù)開(kāi)始存放，存放 1 個(gè)就 將該寄存器加 1，最后放入在 COM.uInData0 中；發(fā)送的時(shí)候該值為 1，表示直接發(fā)需要傳

8、送的數(shù)據(jù)，發(fā)完一個(gè)數(shù)再加1unsigned char uInData255; / 輸 入 數(shù) 據(jù) 區(qū) ， 其 中COM.uInData0 作為有效數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器使用unsigned char uOutData255; / 輸 出 數(shù) 據(jù) 區(qū) ， 其 中故障時(shí)間標(biāo)志位幀計(jì)數(shù)位廣播標(biāo)志位請(qǐng)求源地址 目的地址COM.uOutData0作為有效數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器使用unsigned char uACDFlag;/unsigned char uFCBFlag;/unsigned char uRadFlag;/unsigned char uSourceAddr;/unsigned char uDestinAddr;/

9、;2. 分析各個(gè)重要子函數(shù)：void LPDU_Analyze() ；此子函數(shù)的功能是鏈路層數(shù)據(jù)分析及 提取，也就是com數(shù)組中的一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷。 首先提取 這個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度， 進(jìn)而判斷該數(shù)據(jù)幀是固定幀還是可變幀長(zhǎng) 幀，在 103規(guī)約中， 固定幀的幀長(zhǎng)是 5 個(gè)字節(jié)， 所以很容易判 斷是否為固定幀(因?yàn)榭勺儙L(zhǎng)的報(bào)文頭加上各種標(biāo)志就已經(jīng)7 個(gè)字節(jié)，所以可以排除 5 個(gè)字節(jié)的可變幀長(zhǎng)幀的干擾) ，根 據(jù)判斷結(jié)果提取出對(duì)應(yīng)的控制域信息， COM.uInData2 對(duì)應(yīng)的 是固定幀的控制域數(shù)據(jù)，而 COM.uInData5 對(duì)應(yīng)著可變幀長(zhǎng) 幀的控制域信息，這個(gè)由 103 公約決定，上述格式中已

10、經(jīng)說(shuō)明。 緊接著判斷對(duì)應(yīng)控制域的計(jì)數(shù)有效位是否有效， 至于為什么將 控制域數(shù)據(jù)與 0x10 進(jìn)行 &運(yùn)算就可以判斷是否有效 ?請(qǐng)參照前 文所述的控制域格式。在計(jì)數(shù)有效位即FCV 位有效后，(uCtlCode&0x20)!=0) 用來(lái)判斷計(jì)數(shù)位的值，將聲明的 FCB 標(biāo)志位即 uFCBFlag 取與之相反的值，至于原因，前文已經(jīng)講 到。在取到uFCBFlag的值以后，在判斷DSP是否將計(jì)數(shù)位變 位，如果變位則表示數(shù)據(jù)傳輸成功， 進(jìn)而提取功能碼， 否則重 傳數(shù)據(jù)。uFrmType二uCtICode&0x0F;即提取到了功能碼；然后 利用 switch 語(yǔ)句對(duì)功能碼進(jìn)行判斷；

11、 每個(gè)功能碼的數(shù)值由 103 公約決定，在變量初始化中已經(jīng)用 define 語(yǔ)句進(jìn)行定義。 Switch 中的語(yǔ)句都較為簡(jiǎn)單，在理解上文的基礎(chǔ)上且在源程 序中已經(jīng)進(jìn)行詳細(xì)解釋， 在這里就不在詳加贅述。 在該子程序 的最后有判斷數(shù)據(jù)是否有效的程序，分別是對(duì)故障標(biāo)志位和 ACD位進(jìn)行判斷，如果條件成立則進(jìn)行事件記錄。void ASDU_Extract() ；這個(gè)子函數(shù)的功能是從接收的數(shù)據(jù)中 提取應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)。 首先要得到應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)， 至于為 什么減 2？是因?yàn)?L 即總長(zhǎng)包括控制域信息和地址域信息， 這 個(gè)上文中的可變幀長(zhǎng)幀格格式中可以清楚地看到。 緊接著得到ASDI類型標(biāo)志和命令類型。然

12、后利用switch語(yǔ)句對(duì)各種類型的ASDU進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作。switch語(yǔ)句中的大部分語(yǔ)句容易 理解，就不再解釋，但我認(rèn)為以下部分需要深刻理解： case ASDU3_SETSLIST: / 用戶定值InAsdus.uFrmCount=COM.uInData10;InAsdus.uFrmIndex=COM.uInData11;看到這個(gè)我想很多人不明白，為什么 COh數(shù)組中的第10和第11 個(gè)跟別表示幀總數(shù)和當(dāng)前幀數(shù)呢？其實(shí)如果仔細(xì)看前文， 這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)解決過(guò)了，在鏈路層數(shù)據(jù)的前6個(gè)字節(jié)是各種鏈 路規(guī)約的信息，而服務(wù)層中如果是整定值列表則第4個(gè)和第5 個(gè)字節(jié)分別表示總幀數(shù)和當(dāng)前幀數(shù)， 詳見(jiàn)鏈路層

13、結(jié)構(gòu)體。 至此 我想已經(jīng)解釋清楚這個(gè)問(wèn)題了。在 switch 語(yǔ)句執(zhí)行完之后，接著就是保存剛剛提取出來(lái)的當(dāng) 前幀數(shù)，然后保存應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)， 緊接著利用 for 循環(huán)， 將接收到的數(shù)據(jù)提取出來(lái)。 接下來(lái)就是判斷當(dāng)前幀數(shù)是否為總 幀數(shù)，若成立則置位 ASDU 有效位，否則清零該位。void ASDU_Analyze();這個(gè)子函數(shù)的功能是分析提取出來(lái)的 數(shù)據(jù)信息。首先提取應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)信息中的傳送原因和命令 類型，至于為什么是數(shù)組中的第 2和第 3 個(gè)數(shù)據(jù)，上文中的 應(yīng)用服務(wù)單元的格式已說(shuō)明。然后就是利用 switch 語(yǔ)句對(duì) ASDU 的每一種類型進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理， InAsdus.uAsd

14、uType 在void ASDU_Extract()中已經(jīng)提取出來(lái)。對(duì)于每個(gè) ASDU類 型都有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，詳情請(qǐng)看 103 規(guī)約，這里的 switch 語(yǔ)句內(nèi)的程序有幾個(gè)地方較為復(fù)雜，現(xiàn)在就來(lái)一一分 析。case ASDU1_COMMAND:uSIN=InAsdus.uData04; ASDU_01_Command_Execute(uFUN,uSIN); 如果是一般命令類型，則進(jìn)入到命令類型的詳細(xì)程序中去。 uSIN 得到的是附加信息，用來(lái)判斷該命令是一般命令類型 中的哪一種。其對(duì)應(yīng)含義在前文中已經(jīng)講明。case ASDU3_SETSLIST: 整定值下載命令 首先提取定值區(qū)號(hào)，

15、然后提取總幀數(shù)。 在將計(jì)數(shù)變量歸零之 后利用 for 循環(huán)提取全部定值。 最后組裝整定值， 為后續(xù)程 序做準(zhǔn)備。case ASDU11_CFMCMD: 定值與控制頻率修改執(zhí)行 首先判斷 InAsdus.uData04 的值，根據(jù)值的不同進(jìn)行相 對(duì)應(yīng)的操作，在這種 ASDU類型下，In Asdus.uData04 表示的含義在 103 規(guī)約中已做規(guī)定。其余部分較易理解。 注：未提到的數(shù)據(jù)類型較易理解，就不在詳加贅述。在該子程序最后另 InAsdus.uValidFlag=0 ，即清零標(biāo)志位。 防止該數(shù)據(jù)再被利用。char LPDU_Check(); 此子函數(shù)的功能是鏈路層數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。 首先利用

16、switch 語(yǔ)句判斷是固定幀還是可變幀長(zhǎng)幀， 分別對(duì) 應(yīng)必備的校驗(yàn)內(nèi)容，其校驗(yàn)內(nèi)容由 103 規(guī)約決定。對(duì)于可變 幀長(zhǎng)幀：先檢驗(yàn)起始符是否正確， 103 規(guī)約中規(guī)定可變幀長(zhǎng) 幀的起始符為0x68。接著判斷幀的第二個(gè)字節(jié)與第三個(gè)字節(jié) 是否相等，在程序中就是：if (COM.uInData2!=COM.uInData3) 在可變幀長(zhǎng)幀的格式中第二個(gè)和第三個(gè)字節(jié)都是總幀長(zhǎng)的地 址，所以判斷這兩個(gè)字節(jié)是否相等可起到校驗(yàn)作用。緊接著 是提取用戶數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)度， uAsduLen=COM.uInData2-2 ，后 面的減 2 是因?yàn)?L 包括一個(gè)字節(jié)的地址域數(shù)據(jù)和一個(gè)字節(jié)的 控制域數(shù)據(jù)。緊接著提取目的地

17、址和源地址，地址域數(shù)據(jù)的 高 4 位是源地址即主站地址， 低 4 位是目的地址即子站地址， 提取之后判斷子站地址是否為 DSP板的地址。緊接著校驗(yàn)校 驗(yàn)和，校驗(yàn)和包括地址域，控制域數(shù)據(jù)及所有數(shù)據(jù)之和，可 變幀的最后一個(gè)字節(jié)所存位校驗(yàn)和，將得到的校驗(yàn)和與之相 比較，相等則正確，否則數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。最后校驗(yàn)結(jié)束支付是否 正確，可變幀長(zhǎng)幀的結(jié)束字符是 0x16。至此可變幀長(zhǎng)幀的校 驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束。下面開(kāi)始討論固定幀的校驗(yàn)，首先提取主站地 址和子站地址， 地址域數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與可變幀長(zhǎng)幀的結(jié)構(gòu)相同。 接著判斷子站地址是否為我們的 DSP空制板的地址。固定幀 長(zhǎng)的校驗(yàn)和只有地址域數(shù)據(jù)和控制域數(shù)據(jù)的和，將所得的校 驗(yàn)和

18、與已經(jīng)存在的較驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)，判斷數(shù)據(jù)是否有效。最 后判斷固定幀的結(jié)束符是否正確， 103 規(guī)約中規(guī)定固定幀的結(jié)束符為0x16。在這里我想解釋一下固定幀長(zhǎng)為什么沒(méi)有校驗(yàn)起始符？其實(shí)起始符已經(jīng)利用 switch 語(yǔ)句進(jìn)行判斷， 如果 起始符不正確根本進(jìn)不來(lái)校驗(yàn)其他部分，而可變幀長(zhǎng)幀之所 以有校驗(yàn)其起始符的步驟是因?yàn)榭勺儙L(zhǎng)幀的格式規(guī)定第一 個(gè)字節(jié)和第4個(gè)字節(jié)都是起始符即0x68，在switch中已經(jīng) 檢驗(yàn)第一個(gè)起始符了，而固定幀長(zhǎng)幀的起始符只有 1 一個(gè)， 即第一個(gè)字節(jié)，其實(shí) switch(COM.uInData1) 是優(yōu)先級(jí)最 高的校驗(yàn)。總之一句話，對(duì)于不同幀的校驗(yàn)內(nèi)容由其特殊格 式?jīng)Q定。到這里我想這個(gè)子函數(shù)已經(jīng)解釋清楚了。 void Communicate() ；此子函數(shù)的功能是中斷中使用的通訊 程序。利用 switch 語(yǔ)句判斷端口狀態(tài)并對(duì)其各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行相 對(duì)應(yīng)的得操作。當(dāng)端口狀態(tài)處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，判斷發(fā)送緩沖 寄存器是否準(zhǔn)備就緒，當(dāng)SCICTL2寄存器中的最高位即TXRDY 為1時(shí)，表示SCITXBU準(zhǔn)備好接收下一組發(fā)送的數(shù)據(jù)。這里需要注意的是，該模式下串口一次只能發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，這樣 for 語(yǔ)句應(yīng)該就可以理解為什