基于RS485的PC與ARM之間文件傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

　　1. 引言

　　在產(chǎn)業(yè)控制場(chǎng)合中，常會(huì)要求通過(guò)PC向嵌進(jìn)式微機(jī)傳輸圖片文件、數(shù)據(jù)文件等。RS485由于價(jià)格便宜、操縱簡(jiǎn)單、使用者可以隨意編寫應(yīng)用協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在中等長(zhǎng)間隔的控制通訊中。因此，利用RS485實(shí)現(xiàn)PC到嵌進(jìn)式系統(tǒng)的文件傳輸，十分具有現(xiàn)實(shí)意義[6]。

　　本文以基于ARM9的三星S3C2410A為嵌進(jìn)式微處理器，嵌進(jìn)式Linux為嵌進(jìn)式操縱系統(tǒng)搭建一個(gè)嵌進(jìn)式系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了PC通過(guò)RS485向嵌進(jìn)式系統(tǒng)傳輸文件。

　　2. RS485接口先容

　　RS485是一種多點(diǎn)、雙向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。

　　RS485由RS232發(fā)展而來(lái)，它改進(jìn)了RS232通訊間隔短、速率低的缺點(diǎn)。RS485是一種平衡通訊接口，傳輸速率最高可達(dá)10Mbit/s，最大傳輸間隔約為1219m，并答應(yīng)在一條平衡總線上連接最多32個(gè)設(shè)備。RS485的共模輸出電壓是-7V~+12V[5]。

　　3. 硬件設(shè)計(jì)

　　本文采用FriendlyARM公司的Nano2410V2核心板作為中心處理器模塊，并配以外圍電路。Nano2410V2核心板以S3C2410A為CPU[1]。

　　把S3C2410A的UART0分配給RS485總線，由芯片MAX485完成TTL到差分信號(hào)的轉(zhuǎn)換，RS485方向控制線占用GPB2，如圖1所示[2]。

　　圖1 硬件連線圖

　　PC上使用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，完成RS232到RS485的轉(zhuǎn)換。

　　4. RS485驅(qū)動(dòng)程序

　　RS485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性作出規(guī)定，而不涉及插件、電纜或協(xié)議[5]。因此，在Linux下使用RS485接口，可借助串口驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)。但是，RS485是半雙工的，比起RS232，需要多加一個(gè)I/O口來(lái)控制RS485的方向，該I/O口在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)置高，接收數(shù)據(jù)時(shí)置低。

　　發(fā)送數(shù)據(jù)：

　　ioctl(fd485, 1, 0); //fd485：方向控制I/O口驅(qū)動(dòng)設(shè)備文件的fd

　　write(fdtty, &bufout, 1); //fdtty：串口驅(qū)動(dòng)設(shè)備文件的fd

　　delay();

　　讀取數(shù)據(jù)：

　　ioctl(fd485, 0, 0);

　　read(fdtty, &bufin, 1) ;

　　方向控制線的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)：

　　定義file_operatiONs[3][4]：

　　static struct file_operations io485_fops=

　　{

　　owner:THIS_MODULE,

　　ioctl:io485_ioctl

　　};

　　函數(shù)io485_ioctl用于設(shè)置RS485接口的方向：cmd為0時(shí)，設(shè)為輸進(jìn)；cmd為1時(shí)，設(shè)為輸出[3][4]。

　　static int io485_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

　　{

　　switch(cmd)

　　{

　　case 0:

　　case 1:

　　write_gpio_bit(GPIO_B2, cmd);

　　return 0;

　　default:

　　return -EINVAL;

　　}

　　}

　　5. 自定義數(shù)據(jù)幀格式

　　在這里數(shù)據(jù)幀格式指的是發(fā)送方發(fā)送一個(gè)文件或者接收方接收一個(gè)文件的完整過(guò)程所需要的每一個(gè)字節(jié)元素的含義[5]。

　　本文定義格式如下：

　　(1) 開(kāi)始符：標(biāo)志開(kāi)始傳輸文件，1個(gè)字節(jié)。

　　(2) 文件名長(zhǎng)度：所傳輸文件的文件名的長(zhǎng)度，1個(gè)字節(jié)。

　　(3) 文件名：所傳輸文件的文件名，字節(jié)數(shù)由文件名長(zhǎng)度決定。

　　(4) 文件大?。核鶄鬏斘募拇笮?，4個(gè)字節(jié)。

　　(5) 文件內(nèi)容：所傳輸文件的數(shù)據(jù)，字節(jié)數(shù)由文件大小決定。

　　(6) ACK：確認(rèn)信號(hào)。接收方給發(fā)送方的反饋信號(hào)，表示數(shù)據(jù)接收完成，1個(gè)字節(jié)。

　　6. 程序流程

　　本文對(duì)于傳輸文件，采用的方法為：發(fā)送端打開(kāi)要傳輸?shù)奈募?，讀取文件數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口向外發(fā)送；接收端先建立一個(gè)空文件，然后把從RS485接口讀到的內(nèi)容寫進(jìn)該文件里。

　　數(shù)據(jù)校驗(yàn)：為防止文件數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，丟失或出錯(cuò)，進(jìn)行校驗(yàn)是必要的。在這里，采用的校驗(yàn)方法是：發(fā)送端每發(fā)送n個(gè)字節(jié)，就取1個(gè)字節(jié)作為校驗(yàn)字節(jié)。該字節(jié)是前n個(gè)字節(jié)異或運(yùn)算的結(jié)果；接收端每接收n個(gè)字節(jié)，就對(duì)該n個(gè)字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，并把結(jié)果與校驗(yàn)字節(jié)作比較，相同則傳輸繼續(xù)進(jìn)行，不同則要求發(fā)送端重新發(fā)送。

　　在本文中，ARM作為文件接收方，PC作為文件發(fā)送方，接收方程序流程圖如圖5所示，發(fā)送方的程序流程與接收方互補(bǔ)即可。

　　圖2 程序流程圖

　　7. 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)PC向嵌進(jìn)式微機(jī)傳輸文件在嵌進(jìn)式系統(tǒng)應(yīng)用中經(jīng)常需要。而RS485由于其突出優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)控制中。因此通過(guò)RS485實(shí)現(xiàn)PC到嵌進(jìn)式系統(tǒng)的文件傳輸，十分具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：提出了一種簡(jiǎn)單的RS485驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法，并以一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的方法成功實(shí)現(xiàn)了PC通過(guò)RS485向ARM傳輸文件