(完整版)串行通信2課件

1、CAN網(wǎng)絡(luò)Copyright reserved by HL, No distribution1SCI-232編程2發(fā)送程序：SCITXBUF=數(shù)據(jù); /發(fā)送實(shí)際數(shù)據(jù) while(SCICTL2&0 x0080)=0) / D7=TXRDY=1? 查詢(xún)接收程序：if(SCIRXST&0 x0040) /D6=RXRDY=1 SCIRXBUF有新數(shù)據(jù)更新,會(huì)產(chǎn)生中斷申請(qǐng) SCI_BUF=SCIRXBUF;/讀SCIRXBUF可以清除RXRDY位 外部總線(xiàn)-RS485傳輸方式： 半雙工RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。3外部總線(xiàn)-RS

2、485傳輸方式：差分傳輸4外部總線(xiàn)-RS485發(fā)送器：邏輯“1”：兩線(xiàn)間的電壓差為+(26)V表示；邏輯“0”：兩線(xiàn)間的電壓差為-(26)V表示。接收器：邏輯“1”：A電平比B電平高出200mV以上。邏輯“0”：B電平較A電平高出200mV以上。5在RS-485網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)處于接收狀態(tài)時(shí)，總線(xiàn)置為三態(tài)，沒(méi)有任何信號(hào)驅(qū)動(dòng)總線(xiàn)，使A和B之間的電平差趨于0。抵制共模干擾6A+NoiseB+Noise信號(hào)=A+Noise-(B+Noise)=A-BAB外部總線(xiàn)-RS485傳輸距離：平衡雙絞線(xiàn)的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，最大傳輸距離約為1219米，只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。最大傳輸速率為10

3、Mb/s。一般100米長(zhǎng)雙絞線(xiàn)最大傳輸速率僅為1Mb/s。7外部總線(xiàn)-RS485可多機(jī)通信：每個(gè)節(jié)點(diǎn)約定數(shù)據(jù)打包發(fā)送：ID+約定幀數(shù)數(shù)據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以擁有多個(gè)ID+約定幀數(shù)數(shù)據(jù)8SCI-RS4859SCI-RS485SCI模塊與ADI公司的RS485隔離式收發(fā)器ADM2587進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 ADM2587內(nèi)部集成隔離電源。10監(jiān)控解決方案11上位機(jī)（PC機(jī)）只集成RS-232接口與下位機(jī)（控制器）通信；RS-232最大缺點(diǎn)在于PC機(jī)要與控制器須共用地信號(hào)，PC機(jī)電網(wǎng)干擾與控制器內(nèi)部干擾會(huì)互相影響。例如converter輸入電源來(lái)源于電網(wǎng)，當(dāng)converter工作時(shí)電網(wǎng)會(huì)受到干擾，而PC機(jī)電源與電

4、網(wǎng)共地，又會(huì)將干擾串給控制主板。在實(shí)際運(yùn)行中見(jiàn)到的現(xiàn)象就是PC機(jī)收不到數(shù)據(jù)產(chǎn)生死機(jī)現(xiàn)象。而RS-485信號(hào)采用差分傳輸，不怕地線(xiàn)傳入干擾。由于與232總線(xiàn)搭配，因此485傳送速率受限于232的19200bps。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)格式0 xaa+25個(gè)8位數(shù)據(jù)+LRC校驗(yàn)和+0 x55；0 xaa表示新的數(shù)據(jù)包的頭；0 x55表示數(shù)據(jù)包的尾；1個(gè)數(shù)據(jù)包里面有25個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)；LRC校驗(yàn)和=data25 data24 data1 。12SCI-RS485編程Copyright reserved by HL, No distribution13編程實(shí)例14void SCI_init() MCRA|=0 x000

5、3; /D0:SCITXD, D1:SCIRXD, 1為復(fù)用SCICCR=0 x0007; /D7=0 1個(gè)停止位, D6=D5=0禁止奇偶校驗(yàn), D4=0禁止自測(cè)模式/D3=0空閑線(xiàn)多處理器模式, D0-D2=111長(zhǎng)度8位SCICTL1=0 x0003; /D6=0禁止接收錯(cuò)誤中斷, D5=SW RESET=0串口初始化begin, D7、D4保留/D3=0 地址位填0, D2=SLEEP=0 禁止地址觸發(fā), D1=D0=1發(fā)送/接收使能SCICTL2=0;/清標(biāo)志，禁止中斷SCIHBAUD= 0; SCILBAUD= 0 x0067; /16M晶振，系統(tǒng)1倍頻，設(shè)置波特率19200SCI

6、PRI=0 x0060; /D6=D5=1發(fā)送和接收都為低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求,D4=D3=0仿真掛起立即停止SCICTL1=0 x0023; /D5=1，SW RESET復(fù)位，使能SCI 485接收使能；485發(fā)送使能關(guān)閉； 15485接收使能關(guān)閉；485發(fā)送使能；/總線(xiàn)由0電平立馬變成高電平，處于發(fā)送狀態(tài) SCICTL1&=0 x0FFFE;/D0=RXENA=0，關(guān)閉SCI接收SCICTL1|=0 x0002; /D1=TXENA=1，使能SCI發(fā)送延時(shí)10ms；SCITXBUF= 0 xaa;/發(fā)送數(shù)據(jù)頭0 xaawhile(SCICTL2&0 x0080)=0) / D7=TXRDY=1?

7、 SCITXBUF=數(shù)據(jù); /發(fā)送實(shí)際數(shù)據(jù) while(SCICTL2&0 x0080)=0)SCITXBUF=LRC; /發(fā)送LRC校驗(yàn)和 while(SCICTL2&0 x0080)=0)SCITXBUF= 0 xbb;/發(fā)送數(shù)據(jù)尾0 x55while(SCICTL2&0 x0080)=0)延時(shí)20ms； /此處很重要，如沒(méi)有延時(shí)，將會(huì)丟失前面發(fā)送的數(shù)據(jù) 485發(fā)送使能關(guān)閉；/總線(xiàn)由高電平立馬變成0電平 485接收使能；SCICTL1&=0 x0FFFD; / D1=TXENA=0，關(guān)閉SCI發(fā)送SCICTL1|=0 x0001;/ D0=RXENA=1，使能SCI接收RS-485發(fā)送波形

8、16工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS總線(xiàn)（德國(guó)奔馳）ProfiBus-DPProfiBus-PAProfiBus-FMS基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF （美國(guó)芝加哥）CAN總線(xiàn)（德國(guó)BOSCH ）17CAN總線(xiàn)CAN：全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。1993年11月，ISO正式頒布CAN為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。支持CAN協(xié)議的公司有Intel、Motorola、Philips、Siemens、NEC、Honeywell、TI等公司。18CAN總線(xiàn)傳輸速率： 可達(dá)到1Mbps（40米以?xún)?nèi)）傳輸距離： 10千米（5kbps以下）支持的

9、介質(zhì)：銅線(xiàn)，光纖媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方式：CSMA/沖突按優(yōu)先權(quán)解決可掛接的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：11019CAN總線(xiàn)20CAN總線(xiàn)是一種串行數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)，其通信速率最高可達(dá)1Mbit/s。CAN系統(tǒng)內(nèi)任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)間的最大傳送距離和其位速率有關(guān) 。CAN總線(xiàn)21MDI：實(shí)現(xiàn)物理介質(zhì)和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)單元MAU之間機(jī)械和電氣接口。MDI層定義了電纜和連接器的特性 PMA：實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)收發(fā)的功能并提供總線(xiàn)故障檢測(cè)方法。PMA層功能由CAN收發(fā)器完成。 PLS：實(shí)現(xiàn)位表示、定時(shí)和同步的相關(guān)的功能。PLS層連同數(shù)據(jù)鏈路層功能由CAN控制器完成 CAN總線(xiàn)22CAN總線(xiàn)電平2323信號(hào)使用差分電壓傳送CAN_H2.5V3.5VCAN

10、_L2.5V1.5V狀態(tài)“1” 隱性“0”顯性?xún)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送“0”和“1”時(shí)，總線(xiàn)上呈現(xiàn)“0”。CAN總線(xiàn)電平24CAN總線(xiàn)隔離接口電路25CAN總線(xiàn)82C250：是CAN協(xié)議控制器和物理總線(xiàn)的接口，提供差動(dòng)發(fā)送/接收能力。三種工作模式：高速、斜率、準(zhǔn)備模式。高速模式：最快的速度切換，因此一般使用屏蔽的總線(xiàn)電纜來(lái)防止可能的擾動(dòng)。斜率模式：轉(zhuǎn)換速度故意降低，以減少電磁輻射。準(zhǔn)備模式：低功耗睡眠狀態(tài)。26CAN總線(xiàn)高速模式27Px,y為低：工作Px,y為高：睡眠高速實(shí)現(xiàn)方式：此時(shí)CAN總線(xiàn)斜率模式28實(shí)現(xiàn)方式：此時(shí)：CAN總線(xiàn)斜率模式29單端轉(zhuǎn)換速度SR與阻抗Rext 的關(guān)系為：其中kse為轉(zhuǎn)換

11、速度常數(shù)：CAN總線(xiàn)30波特率（標(biāo)稱(chēng)位率）：每秒發(fā)送的位數(shù)。這個(gè)標(biāo)稱(chēng)位率的最大值是1 Mbps。標(biāo)稱(chēng)位時(shí)間：標(biāo)稱(chēng)位率的倒數(shù)。就是發(fā)送一位數(shù)據(jù)需要的時(shí)間。時(shí)間份額（時(shí)間當(dāng)量）：來(lái)源于晶振周期的固定時(shí)間單元?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)帶1-64整數(shù)值的可編程波特率分頻器和一個(gè)固定2分頻的時(shí)鐘發(fā)生器來(lái)確定。時(shí)間份額的長(zhǎng)度為其中,Fosc為時(shí)鐘頻率，BRP為BRGCON1寄存器的數(shù)（0-63）。CAN總線(xiàn)時(shí)間份額31BRP的選擇：應(yīng)該使時(shí)間份額的時(shí)間值盡可能的小一些，也就是讓1個(gè)位周期中時(shí)間份額的數(shù)量更多。這樣做的目的是為了使采樣點(diǎn)位置的選擇具有更好的分辨率。CAN總線(xiàn)32同步段（SYNC SEG）：用于同步總線(xiàn)上不

12、同的節(jié)點(diǎn)。這一段內(nèi)等待一個(gè)跳變沿。CAN總線(xiàn)的同步只有在節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到邏輯1到邏輯0的跳變時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。傳播段（PROP SEG）：由于發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間存在網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲以及物理接口延遲，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送一位之后，接收節(jié)點(diǎn)延遲一段時(shí)問(wèn)才能接收到，傳播段的延時(shí)設(shè)置就是用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延時(shí)時(shí)間。相位緩沖段 1、2（PHASE SEG1、2）：用于補(bǔ)償邊沿相位誤差。這兩個(gè)段可以通過(guò)重同步加長(zhǎng)或縮短。CAN總線(xiàn)采樣點(diǎn)CAN總線(xiàn)的采樣點(diǎn)最好靠近位時(shí)間的末端。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般將采樣點(diǎn)時(shí)間比設(shè)置在位時(shí)間80%的位置是最佳。33CAN總線(xiàn)傳播段網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間34CAN總線(xiàn)相位誤差當(dāng)跳變沿不位于位周期的同步段之內(nèi)

13、時(shí)將會(huì)產(chǎn)生相位誤差，該相位誤差就是跳變沿與同步段結(jié)束位置之間的距離。如果跳變沿發(fā)生在同步段之后而采樣點(diǎn)之前為正的相位誤差；如果跳變沿位于同步段之前采樣點(diǎn)之后為負(fù)的相位誤差。相位誤差源于節(jié)點(diǎn)的振蕩器漂移，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的傳播延遲以及噪聲干擾等。35CAN總線(xiàn)硬同步：只在總線(xiàn)空閑時(shí)通過(guò)一個(gè)下降沿（幀起始）來(lái)完成，此時(shí)不管有沒(méi)有相位誤差，所有節(jié)點(diǎn)的位時(shí)間重新開(kāi)始。硬同步一般應(yīng)用于幀的開(kāi)始，確定位時(shí)間的起始。同步段用于硬同步。 重同步：在消息幀的隨后位中，每當(dāng)有從“隱性位1”到“顯性位0”的跳變，并且該跳變落在了同步段之外，就會(huì)引起一次重同步。重同步機(jī)制可以根據(jù)增長(zhǎng)相位緩沖段1或者縮短相位緩沖段2的位時(shí)間以調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，保證正確采樣。各節(jié)點(diǎn)根據(jù)沿相位誤差的大小調(diào)整位時(shí)間，以使節(jié)點(diǎn)位時(shí)間與來(lái)自總線(xiàn)的報(bào)文位時(shí)間相等。36跳變沿落在了同步段之后、采樣點(diǎn)之前，為正的相位誤差，接收器會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)慢發(fā)送器發(fā)送的滯后邊沿。此時(shí)節(jié)點(diǎn)會(huì)增長(zhǎng)自己的相位緩沖段1（陰影部分）。增長(zhǎng)的時(shí)間為相位差的絕對(duì)值，但是上限是重同步跳轉(zhuǎn)寬度SJW。相位緩沖段1只在當(dāng)前位周期內(nèi)被增長(zhǎng)（或者縮短相位緩沖段2 ），接下來(lái)的位周期，只要沒(méi)有重同步，各段將恢復(fù)為位時(shí)間的編程預(yù)設(shè)值。37CAN總線(xiàn)重同步跳轉(zhuǎn)寬度重同步跳轉(zhuǎn)寬度SJW并不是位周期里的一段，卻是位定時(shí)計(jì)算時(shí)的一個(gè)重要的指標(biāo)。它定義了重同步時(shí)，為補(bǔ)償相位誤差