通訊程序理解

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C語言編程實(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： 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

2、下傳的簡(jiǎn)單信息；傳輸順序?yàn)橄鹊秃蟾撸硗庑枰⒁獾氖?，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： 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?？刂朴蛑性谏蠈酉蛳?/p>

3、層和下層向上層的過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： 注：其中分為兩部分的空格中，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的類型有很多，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

4、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)說明1類型標(biāo)志TYP：01H2傳送原因COT（見4.1.2）3命令類型FUN（見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)記錄說明<51H>27 記錄表中的序號(hào) 20請(qǐng)求故障記錄說明<52H>27 記錄表中的序號(hào) 20其他00H無意義以下是對(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

5、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，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_data unsigned 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) unsigned char uData10255;

6、 /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 unsigned char uValidFlag; /0 ASDU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)開始存放，存放1個(gè)就將該寄存器加1，最后放

7、入在COM.uInData0中；發(fā)送的時(shí)候該值為1，表示直接發(fā)需要傳送的數(shù)據(jù)，發(fā)完一個(gè)數(shù)再加1 unsigned 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COM.uOutData0作為有效數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器使用 unsigned char uACDFlag; /故障時(shí)間標(biāo)志位 unsigned char uFCBFlag; /幀計(jì)數(shù)位 unsigned char uRadFlag; /廣播標(biāo)志位 unsigned char uSourceAddr; /請(qǐng)求源地址 unsi

8、gned char uDestinAddr; /目的地址;2. 分析各個(gè)重要子函數(shù)：l 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

9、述格式中已經(jīng)說明。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=uCtlCode&0x0F;即提取到了功能碼；然后利用switch語句對(duì)功能碼進(jìn)行判斷；每個(gè)功能碼的數(shù)值由103公約決定，

10、在變量初始化中已經(jīng)用define語句進(jìn)行定義。Switch中的語句都較為簡(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。l 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)長(zhǎng)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ASDU類型標(biāo)志和命令類型。然后利用switch語句對(duì)各種類型的ASDU進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作。switch語句

11、中的大部分語句容易理解，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COM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)問題已經(jīng)解決過了，在鏈路層數(shù)據(jù)的前個(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個(gè)和第個(gè)字節(jié)分別表示總幀數(shù)和當(dāng)前幀數(shù)，詳見鏈路層結(jié)構(gòu)體。至此我想已經(jīng)解釋清楚這個(gè)問題了。 在switch語句執(zhí)行完之后，接著就是保存剛剛提取

12、出來的當(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。接下來就是判斷當(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。l void ASDU_Analyze()；這個(gè)子函數(shù)的功能是分析提取出來的數(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)單元的格式已說明。然后就是利用switch語句對(duì)ASDU的每一種類型進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理，InAsdus.uAsduType在void ASDU_Extract()中已經(jīng)提取出來。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

13、里的switch語句內(nèi)的程序有幾個(gè)地方較為復(fù)雜，現(xiàn)在就來一一分析。 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)，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

14、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，InAsdus.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。l 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switch語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

15、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)長(zhǎng)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)

16、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控制板的地址。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)為什么沒有校驗(yàn)起始符？其實(shí)起始符已經(jīng)利用switch語句進(jìn)行判斷，如果起始符不正確根本進(jìn)不來校驗(yàn)其他部分，而可變幀長(zhǎng)幀之所

17、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)?？傊痪湓?，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。l 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SCITXB

18、UF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語句應(yīng)該就可以理解為什么是只能循環(huán)一次了。將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送給串口緩沖區(qū)，然后利用if語句進(jìn)行發(fā)送過程是否結(jié)束的判斷，如果數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，或者發(fā)送到最后一個(gè)就結(jié)束，其判斷語句用C語言的或運(yùn)算符表示如下：if(COM.uDataIndex>=COM.uOutData0|COM.uDataIndex>=254) COM.uOutData0中存放的是一幀數(shù)據(jù)中的字節(jié)總數(shù)。如果發(fā)送完畢則將端口狀態(tài)置為等待狀態(tài)，否則字節(jié)計(jì)數(shù)變量自加1。如果端口狀態(tài)為等待狀態(tài)則直接跳出switch語句。下面來討論端口狀態(tài)為接收狀態(tài)的情況，首先提取位置區(qū)索引的值，當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí)，該值為0。緊接著判斷接收緩沖寄存器是否準(zhǔn)備就緒，SCI