如何基于RS485研究总线集散式测控系统？

2.3通信时序

由于RS-485通信是一种半双工通信，发送和接受共用同一物理通道，在任意时刻只允许一台单片机处于发送状态，因此要求应答的单片机必须在侦听到总线上呼叫信号己经发送完毕，并且在没有其他单片机应答信号的情况下才能应答。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通信瘫痪，无法正常工作。上位机与下位机之间如何进行数据传输，怎么提高通信的效率和可靠性，以及对通信过程中的故障处理，帧格式的约定，都需要一套详尽的通信协议。

由于RS-485标准只制定了物理层电气标准，对上层通信协议没有规定，这给设计者提供了很大的灵活性。一套完整的通信协议既要求结构简单，功能完备，又要求具有可扩充性与兼容性，并且尽量标准化。

3报文通信时的简单协议

SLIP(Serial?Line?Intemet?Protocol)协议是串行线路网际协议，它是最早的、也是仅有的两个串行IP协议之一。它实现了在串行通信线路上运行TCP/IP协议及其应用服务的功能，为用户上网提供了拨号IP模式。这里由它派生出改进协议：

(1)发送数据时的报文组装

●取一个关键字0x55，一个报文的传输以0x55为引导，中间可以有任意多的字节数，最后以0xAA结束一个报文。关键字0x55和0xAA不参与检验和运算。

●如果传输的原始数据中含有0x55，则将其替换成0xFF+0x05，求校验和时仍按一个0x55计算。

●如果传输的原始数据中含有0xAA，则将其替换成0xFF+0x0A，求校验和时仍按一个0xAA计算。

●如果传输的原始数据中含有0xFF，则将其替换成0xFF+0x00，求校验和时仍按一个0xFF计算。

●其余数据原样发送。

例如：当有0x55、，0x5A，0xAA，0xAS，0xFF这5个字节数据需要发送时，加上它们的算术校验和0xFD，原始数据总共6个字节。按上述方法整合成的一个报文为：0x55，0xFF，0x05，0x5A，0xFF，0x0A，0xAS，0xFF，0x00，0xFD，0xFF，总共11 个字节。

(2)接收数据时的报文解读

接受方将接收所有的数据并存入数组，主程序从数组中逐个取出数据并进行解读，其过程如下：

●等待出现第一个0x55，以判断一个数据包的开始。一旦读到0x55，立即进行一个报文接收的初始化工作，包括数组单元清0，字节计数器清0等工作。

●从队列中读取一个数据，如果不是0x55、0xAA或0xFF，则直接将数据存入数组。

●如果读到0xFF，则继续读其下一个数据，若是0x05，则替换回原始数据0x55;若是0x0A，则替换回原始数据xAA，若是0x00，则替换回原始数据0xFF。若都不是，则数据传输出错。

●当读到xAA时，一个报文结束，关串口接收中断，串口中断流程图如图4所示。

图4接收数据帧时的串口中断流程图

4结论

本文作者创新点：在多MCU之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点。本文完成了基于RS-485的单主机一多从机的集散式控制系统的设计，包括上位机主控端与下位机从动端，并详细分析了其通信时序。