| Windows 2K平臺(tái)下多機(jī)通信卡 及其驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā) 大連理工大學(xué)電氣工程系 （遼寧大連 116023） 李亞坤 叢吉遠(yuǎn) 鄒積巖 摘 要：在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)常采用RS-485/423/422通信標(biāo)準(zhǔn)。然而,在Windows2K平臺(tái)下,復(fù)雜的多機(jī)通信和大數(shù)據(jù)量的傳輸會(huì)加重計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。作者采用自制的多機(jī)通信卡解決了這一問(wèn)題。本文介紹了Windows2K平臺(tái)下多機(jī)通信的基本原理,論述了多機(jī)通信卡的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)一步闡述了驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的一般原則。 關(guān)鍵詞：RS-485,單片機(jī),多機(jī)通信,WDM 1 引言 在電力監(jiān)控系統(tǒng)中,為保證數(shù)據(jù)通信的可靠性,從機(jī)經(jīng)常采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口同主機(jī)進(jìn)行通信。通常,主機(jī)是一臺(tái)安裝有Windows9X、WinNT或Windows2K等操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。從機(jī)為8051單片機(jī)系統(tǒng),8051串行口的輸入輸出為TTL電平,抗干擾性較差,只能在幾米的范圍之內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。 為了增強(qiáng)抗干擾性,提高串地通信的可靠性,增加傳輸距離,必須采用標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口。若將串行口的輸入輸出電平轉(zhuǎn)換成目前流行的RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口,那么主機(jī)也必須完成相應(yīng)的RS-485轉(zhuǎn)換接口。普遍采用的做法是給計(jì)算機(jī)外接一個(gè)RS-485/232轉(zhuǎn)換接口卡,利用現(xiàn)有的RS-232接口完成主機(jī)同從機(jī)之間的通信。 在單機(jī)通信的情況下,這種做法是可以的。但是在多機(jī)通信中,實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常麻煩,而且會(huì)大量占用計(jì)算機(jī)CPU的時(shí)間。下面介紹Windows平臺(tái)實(shí)現(xiàn)通信的幾種基本方式,以及開(kāi)發(fā)多機(jī)通信卡的方法和技巧。 2 Windows平臺(tái)下多機(jī)通信方式 利用計(jì)算機(jī)的串行通信適配器,其核心為可編程異步收發(fā)器UART8250芯片,8250由10個(gè)可尋址寄存器供CPU讀/寫(xiě),實(shí)現(xiàn)與外界的數(shù)據(jù)通信,制動(dòng)通信協(xié)議和提供通信狀態(tài)信息。這樣,可以滿(mǎn)足單機(jī)通信的要求。 8051單片機(jī)的串行通道是一個(gè)全雙工的串行通信口,既可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信,也可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。當(dāng)串行口工作在方式2或方式3時(shí),若特殊功能寄存器SCON的SM2由軟件置為“1”,則為多機(jī)方式;若SM2置為“0”,則為9位異步通信方式。 在多機(jī)通信時(shí),8051的幀格式是11位,其中第9位是SCON中的TB8,它是多機(jī)通信時(shí)發(fā)送地址（TB8=1）或發(fā)送數(shù)據(jù)（TB8=0）的標(biāo)志。 計(jì)算機(jī)的串行通信接口芯片8250并不具有多機(jī)通信的功能,也不能產(chǎn)生類(lèi)似8051的TB8。為了完成多機(jī)通信的功能,一般的實(shí)現(xiàn)方式是： 計(jì)算機(jī)給每臺(tái)8051單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送9位數(shù)據(jù),查詢(xún)是否有要發(fā)送的數(shù)據(jù),并等待應(yīng)答。若有,則接收數(shù)據(jù);沒(méi)有,則繼續(xù)查詢(xún)下一臺(tái)。由此可以看出,這種通信方式速度是很慢的（如果有一臺(tái)8051長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有響應(yīng),則耗時(shí)更長(zhǎng)）,而且也并不可靠,從機(jī)的臺(tái)數(shù)越多則計(jì)算機(jī)的資源浪費(fèi)就會(huì)越嚴(yán)重。這種實(shí)現(xiàn)方式效率不高,不能滿(mǎn)足我們的通信要求。 因此,直接利用計(jì)算機(jī)串口的方式進(jìn)行通信是行不通的。為了盡可能減輕CPU的負(fù)擔(dān),采用自行設(shè)計(jì)的智能通信卡,利用中斷方式的通信（這里指的是從機(jī)與通信卡之間的通信方式）,來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 3 通信卡與多個(gè)8051通信的原理 為完成異步串行通信,首先就需要實(shí)現(xiàn)異步收發(fā)器的功能,其次還要實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信時(shí)發(fā)送的幀格式�？紤]到8051除了實(shí)現(xiàn)異步收發(fā)的功能外,還可以編制控制程序,使用起來(lái)更加靈活、方便,因此,用8051來(lái)實(shí)現(xiàn)異步收發(fā)器。為了提高通信速度,從機(jī)與通信卡之間采用中斷通信方式。 具體的實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。 |
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