(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? 查詢接收程序：if(SCIRXST&0 x0040) /D6=RXRDY=1 SCIRXBUF有新數(shù)據(jù)更新,會產(chǎn)生中斷申請 SCI_BUF=SCIRXBUF;/讀SCIRXBUF可以清除RXRDY位 外部總線-RS485傳輸方式： 半雙工RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。3外部總線-RS

2、485傳輸方式：差分傳輸4外部總線-RS485發(fā)送器：邏輯“1”：兩線間的電壓差為+(26)V表示；邏輯“0”：兩線間的電壓差為-(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，總線置為三態(tài)，沒有任何信號驅(qū)動總線，使A和B之間的電平差趨于0。抵制共模干擾6A+NoiseB+Noise信號=A+Noise-(B+Noise)=A-BAB外部總線-RS485傳輸距離：平衡雙絞線的長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米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。7外部總線-RS485可多機(jī)通信：每個節(jié)點(diǎn)約定數(shù)據(jù)打包發(fā)送：ID+約定幀數(shù)數(shù)據(jù)每個節(jié)點(diǎn)可以擁有多個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，PC機(jī)電網(wǎng)干擾與控制器內(nèi)部干擾會互相影響。例如converter輸入電源來源于電網(wǎng)，當(dāng)converter工作時電網(wǎng)會受到干擾，而PC機(jī)電源與電

4、網(wǎng)共地，又會將干擾串給控制主板。在實(shí)際運(yùn)行中見到的現(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信號采用差分傳輸，不怕地線傳入干擾。由于與232總線搭配，因此485傳送速率受限于232的19200bps。監(jiān)控數(shù)據(jù)格式0 xaa+25個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個數(shù)據(jù)包里面有25個字節(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個停止位, D6=D5=0禁止奇偶校驗(yàn), D4=0禁止自測模式/D3=0空閑線多處理器模式, D0-D2=111長度8位SCICTL1=0 x0003; /D6=0禁止接收錯誤中斷, 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)先級中斷請求,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20ms； /此處很重要，如沒有延時，將會丟失前面發(fā)送的數(shù)據(jù) 485發(fā)送使能關(guān)閉；/總線由高電平立馬變成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)場總線PROFIBUS總線（德國奔馳）ProfiBus-DPProfiBus-PAProfiBus-FMS基金會現(xiàn)場總線FF （美國芝加哥）CAN總線（德國BOSCH ）17CAN總線CAN：全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。1993年11月，ISO正式頒布CAN為國際標(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總線傳輸速率： 可達(dá)到1Mbps（40米以內(nèi)）傳輸距離： 10千米（5kbps以下）支持的

9、介質(zhì)：銅線，光纖媒體訪問控制方式：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20CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信總線，其通信速率最高可達(dá)1Mbit/s。CAN系統(tǒng)內(nèi)任意2個節(jié)點(diǎn)間的最大傳送距離和其位速率有關(guān) 。CAN總線21MDI：實(shí)現(xiàn)物理介質(zhì)和介質(zhì)訪問單元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)總線收發(fā)的功能并提供總線故障檢測方法。PMA層功能由CAN收發(fā)器完成。 PLS：實(shí)現(xiàn)位表示、定時和同步的相關(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22CAN總線電平2323信號使用差分電壓傳送CAN_H2.5V3.5VCAN

10、_L2.5V1.5V狀態(tài)“1” 隱性“0”顯性兩個節(jié)點(diǎn)同時發(fā)送“0”和“1”時，總線上呈現(xiàn)“0”。CAN總線電平24CAN總線隔離接口電路25CAN總線82C250：是CAN協(xié)議控制器和物理總線的接口，提供差動發(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電纜來防止可能的擾動。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CAN總線斜率模式28實(shí)現(xiàn)方式：此時：CAN總線斜率模式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30波特率（標(biāo)稱位率）：每秒發(fā)送的位數(shù)。這個標(biāo)稱位率的最大值是1 Mbps。標(biāo)稱位時間：標(biāo)稱位率的倒數(shù)。就是發(fā)送一位數(shù)據(jù)需要的時間。時間份額（時間當(dāng)量）：來源于晶振周期的固定時間單元。可通過一個帶1-64整數(shù)值的可編程波特率分頻器和一個固定2分頻的時鐘發(fā)生器來確定。時間份額的長度為其中,Fosc為時鐘頻率，BRP為BRGCON1寄存器的數(shù)（0-63）。CAN總線時間份額31BRP的選擇：應(yīng)該使時間份額的時間值盡可能的小一些，也就是讓1個位周期中時間份額的數(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32同步段（SYNC SEG）：用于同步總線上不

12、同的節(jié)點(diǎn)。這一段內(nèi)等待一個跳變沿。CAN總線的同步只有在節(jié)點(diǎn)檢測到邏輯1到邏輯0的跳變時才會產(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)延遲一段時問才能接收到，傳播段的延時設(shè)置就是用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延時時間。相位緩沖段 1、2（PHASE SEG1、2）：用于補(bǔ)償邊沿相位誤差。這兩個段可以通過重同步加長或縮短。CAN總線采樣點(diǎn)CAN總線的采樣點(diǎn)最好靠近位時間的末端。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般將采樣點(diǎn)時間比設(shè)置在位時間80%的位置是最佳。33CAN總線傳播段網(wǎng)絡(luò)延遲時間34CAN總線相位誤差當(dāng)跳變沿不位于位周期的同步段之內(nèi)

13、時將會產(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總線硬同步：只在總線空閑時通過一個下降沿（幀起始）來完成，此時不管有沒有相位誤差，所有節(jié)點(diǎn)的位時間重新開始。硬同步一般應(yīng)用于幀的開始，確定位時間的起始。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，就會引起一次重同步。重同步機(jī)制可以根據(jù)增長相位緩沖段1或者縮短相位緩沖段2的位時間以調(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)整位時間，以使節(jié)點(diǎn)位時間與來自總線的報文位時間相等。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，接收器會認(rèn)為這是一個慢發(fā)送器發(fā)送的滯后邊沿。此時節(jié)點(diǎn)會增長自己的相位緩沖段1（陰影部分）。增長的時間為相位差的絕對值，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（或者縮短相位緩沖段2 ），接下來的位周期，只要沒有重同步，各段將恢復(fù)為位時間的編程預(yù)設(shè)值。37CAN總線重同步跳轉(zhuǎn)寬度重同步跳轉(zhuǎn)寬度SJW并不是位周期里的一段，卻是位定時計算時的一個重要的指標(biāo)。它定義了重同步時，為補(bǔ)償相位誤差