單片機實現(xiàn)485總線現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)

在一些要求響應速度快、實時性強、控制量多的應用場合，往往理由多個單片機結(jié)合PC機組成分布系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中可以使用RS-485接口連接單片機和PC機。RS-485是RS-232的改良標準，在通信速率、傳輸距離、多機連接等方面較RS-232有了很大的提高，在軟件設計上和RS-232基本一致。在結(jié)合RS-485及有關(guān)資料基礎上學習了用單片機實現(xiàn)485總線現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)。這個系統(tǒng)以PC機為主機，多個單片機為從機的現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，單片機組組成的各個節(jié)點負責采集終端設備的狀態(tài)信息，主機以輪詢的方式向各個節(jié)點獲取這些設備信息，并根據(jù)信息內(nèi)容進行相關(guān)的操作。

主要器件：

1、 PC機端的232/485轉(zhuǎn)換接口：MC1488和MC1489實現(xiàn)TTL電平和RS-232通信電平的轉(zhuǎn)化;PC147光電隔離器件;MAX481485驅(qū)動收發(fā)芯片。

2、 單片機端：AT89C52單片機芯片，用于數(shù)據(jù)采集和與485總線接口;MAX481485驅(qū)動收發(fā)芯片;DIP-6開關(guān)用于確定本機的設備號。

試驗流程圖：

主機端流程：

單片機端流程圖：

試驗電路圖：

主機端

單片機端:

試驗程序代碼：

// 485Mon.h 程序

#ifndef _485MON_H // 防止485Mon.h被重復引用

#define _485MON_H

#include // 引用標準庫的頭文件

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ACTIVE 0x11

#define GETDATA 0x22

#define READY 0x33

#define SENDDATA 0x44

#define RECFRMMAXLEN 16 // 接收幀的最大長度，超過此值認為幀超長錯誤

#define STATUSMAXLEN 10 // 設備狀態(tài)信息最大長度

uchar DevNo; // 設備號

xdata uchar StatusBuf[STATUSMAXLEN];

//為簡化起見，假設了10位固定的采集數(shù)據(jù)

#define DATA0 0x10

#define DATA1 0x20

#define DATA2 0x30

#define DATA3 0x40

#define DATA4 0x50

#define DATA5 0x60

#define DATA6 0x70

#define DATA7 0x80

#define DATA8 0x90

#define DATA9 0xA0

sbit DE = P1^6; //驅(qū)動器使能，1有效

sbit RE = P1^7; //接收器使能，0有效

void init(); // 系統(tǒng)初始化

void Get_Stat(); // 簡化的數(shù)據(jù)采集函數(shù)

bit Recv_Data(uchar *type); // 接收數(shù)據(jù)幀函數(shù)

void Send(uchar m); // 發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù)

void Send_Data(uchar type,uchar len,uchar *buf); // 發(fā)送數(shù)據(jù)幀函數(shù)

void Clr_StatusBuf(); // 清除設備狀態(tài)信息緩沖區(qū)函數(shù)

#endif

// 485Mon.c程序

#include "485Mon.h"

void main(void)

{

uchar type;

/* 初始化 */

init();

while (1)

{

if (Recv_Data(&type)==0) // 接收幀錯誤或者地址不符合，丟棄

continue;

switch (type)

{

case ACTIVE: // 主機詢問從機是否在位

Send_Data(READY,0,StatusBuf); // 發(fā)送READY指令

break;

case GETDATA: // 主機讀設備請求

Clr_StatusBuf();

Get_Stat(); // 數(shù)據(jù)采集函數(shù)

Send_Data(SENDDATA,strlen(StatusBuf),StatusBuf);

break;

default:

break; // 指令類型錯誤，丟棄當前幀

}

}

}

/* 初始化 */

void init(void)

{

P1 = 0xff;

DevNo = (P1&0x00111111); // 讀取本機設備號

TMOD = 0x20;

SCON = 0x50;

TH1 = 0xfd;

TL1 = 0xfd;

TR1 = 1;

PCON = 0x00; // SMOD=0

EA = 0;

}

/* 接收數(shù)據(jù)幀函數(shù)，實際上接收的是主機的指令 */

bit Recv_Data(uchar *type)

{

uchar tmp,rCount,i;

uchar r_buf[RECFRMMAXLEN]; // 保存接收到的幀

uchar Flag_RecvOver; // 一幀接收結(jié)束標志

uchar Flag_StartRec; // 一幀開始接收標志

uchar CheckSum; // 校驗和

uchar DataLen; // 數(shù)據(jù)字節(jié)長度變量

/* 禁止發(fā)送，允許接收 */

DE = 0;

RE = 0;

/* 接收一幀數(shù)據(jù) */

rCount = 0;

Flag_StartRec = 0;

Flag_RecvOver = 0;

while (!Flag_RecvOver)

{

RI = 0;

while (!RI);

tmp = SBUF;

RI=0;

/* 判斷是否收到字符'$',其數(shù)值為0x24 */

if ((!Flag_StartRec) && (tmp == 0x24))

{

Flag_StartRec = 1;

}

if (Flag_StartRec)

{

r_buf[rCount] = tmp;

rCount ++;

/* 判斷是否收到字符'*'，其數(shù)值為0x2A，根據(jù)接收的指令設置相應標志位 */

if (tmp == 0x2A)

Flag_RecvOver = 1;

}

if (rCount == RECFRMMAXLEN) // 幀超長錯誤，返回0

return 0;

}

接上篇程序:

/* 計算校驗和字節(jié) */

CheckSum = 0;

DataLen = r_buf[3];

for (i=0;i++;i<3+DataLen)

{

CheckSum = CheckSum + r_buf[i+1];

}

/* 判斷幀是否錯誤 */

if (rCount<6) // 幀過短錯誤，返回0，最短的指令幀為6個字節(jié)

return 0;

if (r_buf[1]!=DevNo) // 地址不符合，錯誤，返回0

return 0;

if (r_buf[rCount-2]!=CheckSum) // 校驗錯誤，返回0

return 0;

*type = r_buf[2]; // 獲取指令類型

return 1; // 成功，返回1

}

/* 發(fā)送數(shù)據(jù)幀函數(shù) */

void Send_Data(uchar type,uchar len,uchar *buf)

{

uchar i,tmp;

uchar CheckSum = 0;

/* 允許發(fā)送，禁止接收 */

DE = 1;

RE = 1;

/* 發(fā)送幀起始字節(jié) */

tmp = 0x24;

Send(tmp);

Send(DevNo); // 發(fā)送地址字節(jié)，也即設備號

CheckSum = CheckSum + DevNo;

Send(type); // 發(fā)送類型字節(jié)

CheckSum = CheckSum + type;

Send(len); // 發(fā)送數(shù)據(jù)長度字節(jié)

CheckSum = CheckSum + len;

/* 發(fā)送數(shù)據(jù) */

for (i=0;i

{

Send(*buf);

CheckSum = CheckSum + *buf;

buf++;

}

Send(CheckSum); // 發(fā)送校驗和字節(jié)

/* 發(fā)送幀結(jié)束字節(jié) */

tmp = 0x2A;

Send(tmp);

}

/* 采集數(shù)據(jù)函數(shù)經(jīng)過簡化處理，取固定的10個字節(jié)數(shù)據(jù) */

void Get_Stat(void)

{

StatusBuf[0]=DATA0;

StatusBuf[1]=DATA1;

StatusBuf[2]=DATA2;

StatusBuf[3]=DATA3;

StatusBuf[4]=DATA4;

StatusBuf[5]=DATA5;

StatusBuf[6]=DATA6;

StatusBuf[7]=DATA7;

StatusBuf[8]=DATA8;

StatusBuf[9]=DATA9;

}

/* 發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù) */

void Send(uchar m)

{

TI = 0;

SBUF = m;

while(!TI);

TI = 0;

}

/* 清除設備狀態(tài)信息緩沖區(qū)函數(shù)*/

void Clr_StatusBuf(void)

{

uchar i;

for (i=0;i

StatusBuf[i] = 0;

}