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1、技术创新您的论文得到两院院士关注中文核心期刊 微计算机信息(嵌入式与 S OC)2 0 0 5年第 2 1卷第 7-2期中国自控网：h t t p:/w w w.a u t o c o n t r o l.c o m.c n1 2 0 元/年 邮局订阅号：8 2-9 4 6!电话：0 1 0-6 2 1 3 2 4 3 6，6 2 1 9 2 6 1 6（T/F）P L C技术应用 2 0 0例基于!#$%&%(&)*+#,的-.+/0#通信协议的实现!西安邮电学院罗朝霞 张高记L u o,Z h a o x i a Z h a n g,G a o j i摘要!#$%&(协议是应用于电子控制器
2、上的一种通用协议!通过此协议!控制器相互之间控制器通过其他网络#例如以太网$和其它设备之间可以通信!如今#)*+,-协议已经成为我国工业自动化网络协议规范的国家标准之一%本文详细讨论#)*,+-在.#-/012304156*-7 上的 实现&关键词!#$%&()*+,-./0,123 45中图分类号6)5789文献标识码6:文章编号6;1,?/,1=+=;*9=+2ABCDEFC6#$%&(89$:$;$;$?$AAB(B%=BB;!:9$=;$:9$:=$;&B B(:&!?$A;$:9$%9%$I H%(:9J 6:$?=:$KB:E$9F 79$:$;$:=$=$9;$:9JG.D=(8
3、8B9=:9$%;B(89$LB;:D:B(:&:;$?=;:=$=?$%&(89$:$;$.#-/012304156*-7GGHIJKDLB6#4:&3)7/-./09N9%$结构!具有专门的硬件乘法器!采用多级流水线操作!提供特殊的*-7 指令!用来快速地实现各种数字信号处理算法&近年来!随着微电子技术的发展!特别是各种高性能-)O-J(:B?)OD=8$的设计水平的提高!各种高度集成化的单片*-7 的性能不断提高!相应的软件和开发工具日臻完善!同时价格越来越低!使得*-7 在工业自动化领域的应用越来越广泛&由于*-7 功能强大!为了有效管理多任务!以及满足控制或仪表系统的实时性要求!可以
4、使用实时嵌入式操作系统!如目前已经有针对不同*-7 的实时嵌入式操作系统的成熟移植方案!而且工业控制已从单机控制走向集中监控(集散控制!工业控制器和仪表联网也为网络管理提供了方便!而#$%&(就是工业控制器和仪表应用最广的网络协议之一&/嵌入式 45)7/-./0(:B9X-NB!主X从方式!即仅一设备主设备$能初始化传输查询$!其它设备从设备$根据主设备查询提供的数据作出相应反应!如图 P&需要注意的是#)*+,-协议采用)大头*!+=AY%=传输方式!即先传输数据高字节%本文 04156控制器作为#)*+,-NB 设备%控制器能设置为两种传输模式6-OHH 或 V.,$中的任何一种标准的#
5、$%&(网络通信!如图 0!图/+罗朝霞:讲师P/WXX中国自控网：h t t p:/w w w.a u t o c o n t r o l.c n邮局订阅号：8 2-9 4 61 2 0 元/年技术创新您的论文得到相关企业家品评D S P 应用电话：0 1 0-6 2 1 3 2 4 3 6，6 2 1 9 2 6 1 6（T/F）嵌入式系统应用精选 2 0 0例!#$%&主要功能代码如下表!本文!#$%&采用(%模式 一典型的消息帧如图)所示!图)!#$%&消息帧!#$%&在()*+,上的实现*)+,-片内的可编程&./模块支持.0%与异步外设之间的异步串行数字通信 该&./接收器和发送器
6、是双缓冲的#每一个都有自己单独的使能和中断标志位$*)+,-的串口通信可采用查询或中断模式来实现$本文串口通信中数据接收采用中断模式$发送采用查询模式%串口配置如下表!串口初始化汇编代码如下!&./1/2/(34#05+6784-.4!.-5+98:;=;?A BC-&-.4!.-:配置串行口引脚为特殊功能3(D#&D#4#05#010E7&04F5+G,8H&./.:7 停止位I 偶校验IJ 数据位&04F5+98I&./.(47:接收&发送&内部时钟使能&04F5+*8I&./.(4*:接收中断使能&04F5+*8I&./8$-%#&04F5+J8I&./4$-%#:波特率 KLG+M=N
7、 O)+!8P 系统时钟Q&04F5+*+8I&./0/&04F5+*98I&./.(47:串口初始化完成由于*)+,-在串口通信中接收每帧数据包后$会在接收状态寄存器中相应的$6-F 标志位置位$可以很方便通过查询该标志位$判断是否接收了!RM;N数据帧$进而对该!#$%&协议数据帧进行解析!#$%&协议解析部分可以用.语言实现$下面的.代码为*)+,-响应!#$%&协议 数据帧 S函数T1URM;N1BV;BNQ 及读取多个保持寄存器值 函数BWR)X(的部分代码$其他!#$%&功能代码实现类似%Y?RM;N1BV;BN:Y SUNC7_ KK 9Q 功能码为读多个保持寄存器 B K SS
8、UNC*_ aa JQ b UNC9_Q:参考地址?K SSUNC)_ aa JQ b UNCc_Q:寄存器数量 Y S+KK T1BWR)XSBI?I dUNC9_QQ UNC*_ K?*:B;?S*bUNC*_Q:eBANBUNC7_ fK+XJ+:UNC*_ K 7:B;?*:eegggggg 其他功能码识别类似 eY?I;?NYC?BR M;Q 读取多个保持寄存器功能 Y SB a Q aK Q:B;?+:eBANB B;?7:e地址功能代码数据数量数据 1数据 n L R C 高字节L R C 低字节回车换行地址功能代码数据数量数据 1数据 n L R C 高字节L R C 低字节图
9、*-&./传输模式图 9(%传输模式起始位设备地址 功能代码数据C R C 校验结束符T 1-T 2-T 3-T 4 8 B i t8 B i tn 个 8 B i t1 6 B i tT 1-T 2-T 3-T 4S见第 77 页Q79Ljj中国自控网：h t t p:/w w w.a u t o c o n t r o l.c n邮局订阅号：8 2-9 4 61 2 0 元/年技术创新您的论文得到相关企业家品评嵌入式系统应用电话：0 1 0-6 2 1 3 2 4 3 6，6 2 1 9 2 6 1 6（T/F）嵌入式系统应用精选 2 0 0例们对采集到的温湿度数据进行了一些处理!以节省数
10、据的存储空间 本系统依据数据库的独立性原理!把数据从程序分离出来!设立了一个数据库管理模块专门管理 这些数据的输入有两种方式!其一是在上位机编辑后下载到微控制器的!#$%中!其二是在下微机中直接编辑存储到!#$%中 这都是利用了&()*+,-./0 微控制器的在应用中编程#1#&$的功能%.2.2+控制策略在过程控制系统中!控制策略是系统的核心 由于温湿度过程控制器的控制参数和控制对象较多!而且各控制对象的性质差异较大!而且各控制参数和控制对象相互牵连!采用常规的数字&1-算法&大林算法或模糊算法都比较困难!而且由于控制参数很难确定!控制效果也不一定理想!故采用独创的模拟操作员方式33有回差的
11、乒乓控制 此法的程序结构简单!模仿操作人员操作!到达温湿度控制点关闭控制对象低到一定值4可调5则开启!周而复始工作 系统就能按设定的理想曲线平稳地智能控制温室环境的温湿度系统中设定的温湿度值来源于农业专家理想的数据 在控制时!根据系统测量数据结果和被存储的专家对不同作物提供的理想数据来智能控制被控对象的运行!以使温室温湿度值处在作物生长的最佳状态.2.2.循环控制周期鉴于大棚对温&湿度惯性较大!并且作物对温&湿反应时间并不敏感!而大多数控制对象(如加热炉&天窗等$又不能频繁开闭!在本控制器中!控制周期为*分钟%延时显示模块等待一周期*分钟!这期间进行测量并显示当前的温&湿度值%!结束语微控制器
12、温室环境温湿度程序控制系统是一种智能控制器!采用新型数字式温湿度一体化传感器和&6()*+,-./0 微控制器构成的温室温湿度过程控制系统!具有硬件结构简单&价格低廉!使用&拆装和维修方便!测温&湿度数据稳定性好等优点%是替代传统温湿度控制方式的理想系统!并可用于其他温湿度环境自动控制!具有较好的应用前景%参考文献7+8刘晓东等 农业专家系统平台设计与实现798计算机应用研究.:.;0$7.8周有平!罗中良 温度过程控制的&1-参数自整定方法798 佛山科学技术学院学报4自然科学版.:+年 A 月 第+卷 第.期7B8申晋 等2 大型储粮仓群全数字微机测温系统798 北京 农业机械学报2.:+
13、C;!+7E8李 刚 林 凌 与 6:*+兼容的高性能&高速单片机)6:*+!FFF7G8 北京航空航天大学出版社.:.2*7*8 陈汝全等 实用微机与单片机控制技术7G8 成都D 电子科技大学出版社+67A8 黄贤武等 传感器实际应用电路设计7G8 成都D 成都科技大学出版社+2*+!*作者简介D孙荣高!男!+*年生!汉!学历!研究生!专业!计算机应用!现在从事的工作C大学教师H IJKL=DMNOPQRSTP2IUP2VQ(!#$宁波浙江万里学院计算机系$孙荣高 吕 昂%&()*+,-+./0.,(1+*23456)-7 8)-96:-6;*6-7?.!#$046-)A B1-C.-77)
14、.D1E-7通信地址F%!#$G$浙江宁波江东樟树街 GH 弄 IG 号$室A 孙荣高W投稿日期D.:*2*2+B4修稿日期D.:*2*2.*4接第+B(页通过仿真器把系统程序固 化到.E:?#片内!#$%中!在&)上运行 XLQ3YIVZ 公司的 GU$VKQB.软件(GA:波特率!:2*O扫描时间间隔下!通信稳定%通过仿真器修改对应寄存器的值!在 GUOVKQB.中可以实时看到修改后的数据!如图*%G 结束语YG$B.:!.E:?#为开发人员提供了高性能的数字解决方案!通过在.E:?#上实现 GUPO 协议!使得系统具有很好的开放性和通用性%同时在别的嵌入式系统的串口通信的实现上也有很好的
15、借鉴意义%参考文献7+8吴晓峰&张浩2基于数字信号处理器的智能型断路器测控系统的研制C电网技术C.:B 年:?期7.8张东旭2 周兆英2基于串行总线高精度测量网络的实现C仪表技术与传感器C.:E 年:+期7B8卢文俊2 冷杉2基于 G?+年+月出生!陕西省礼泉县人!讲师!硕士!现任西安邮电学院电信系教师!主要研究方向为-$&可编程逻辑器件在工业控制及通信系统中的应用%IJKL=DIQ_KQVIR+.A2VA6 年+月出生!陕西省礼泉县人!工程师!学士!现任西安邮电学院培训中心教师!主要从事-$&网络与通信系统方面的工作%西安邮电学院A罗朝霞 张高记联系地址)%I$I$J 上海市浦东新区东波路 H#弄!号$I室A张志明 转 张高记W投稿日期D.:*2A2W修稿日期D.:*2A2+*+33