单片机实现485总线现场监测系统

在一些要求响应速度快、实时性强、控制量多的应用场合，往往理由多个单片机结合PC机组成分布系统，在这样的系统中可以使用RS-485接口连接单片机和PC机。RS-485是RS-232的改良标准，在通信速率、传输距离、多机连接等方面较RS-232有了很大的提高，在软件设计上和RS-232基本一致。在结合RS-485及有关资料基础上学习了用单片机实现485总线现场监测系统。这个系统以PC机为主机，多个单片机为从机的现场监测系统，单片机组组成的各个节点负责采集终端设备的状态信息，主机以轮询的方式向各个节点获取这些设备信息，并根据信息内容进行相关的操作。

主要器件：

1、 PC机端的232/485转换接口：MC1488和MC1489实现TTL电平和RS-232通信电平的转化;PC147光电隔离器件;MAX481485驱动收发芯片。

2、 单片机端：AT89C52单片机芯片，用于数据采集和与485总线接口;MAX481485驱动收发芯片;DIP-6开关用于确定本机的设备号。

试验流程图：

主机端流程：

单片机端流程图：

试验电路图：

主机端

单片机端:

试验程序代码：

// 485Mon.h 程序

#ifndef _485MON_H // 防止485Mon.h被重复引用

#define _485MON_H

#include // 引用标准库的头文件

#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 // 接收帧的最大长度，超过此值认为帧超长错误

#define STATUSMAXLEN 10 // 设备状态信息最大长度

uchar DevNo; // 设备号

xdata uchar StatusBuf[STATUSMAXLEN];

//为简化起见，假设了10位固定的采集数据

#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; //驱动器使能，1有效

sbit RE = P1^7; //接收器使能，0有效

void init(); // 系统初始化

void Get_Stat(); // 简化的数据采集函数

bit Recv_Data(uchar *type); // 接收数据帧函数

void Send(uchar m); // 发送单字节数据

void Send_Data(uchar type,uchar len,uchar *buf); // 发送数据帧函数

void Clr_StatusBuf(); // 清除设备状态信息缓冲区函数

#endif

// 485Mon.c程序

#include "485Mon.h"

void main(void)

{

uchar type;

/* 初始化 */

init();

while (1)

{

if (Recv_Data(&type)==0) // 接收帧错误或者地址不符合，丢弃

continue;

switch (type)

{

case ACTIVE: // 主机询问从机是否在位

Send_Data(READY,0,StatusBuf); // 发送READY指令

break;

case GETDATA: // 主机读设备请求

Clr_StatusBuf();

Get_Stat(); // 数据采集函数

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

break;

default:

break; // 指令类型错误，丢弃当前帧

}

}

}

/* 初始化 */

void init(void)

{

P1 = 0xff;

DevNo = (P1&0x00111111); // 读取本机设备号

TMOD = 0x20;

SCON = 0x50;

TH1 = 0xfd;

TL1 = 0xfd;

TR1 = 1;

PCON = 0x00; // SMOD=0

EA = 0;

}

/* 接收数据帧函数，实际上接收的是主机的指令 */

bit Recv_Data(uchar *type)

{

uchar tmp,rCount,i;

uchar r_buf[RECFRMMAXLEN]; // 保存接收到的帧

uchar Flag_RecvOver; // 一帧接收结束标志

uchar Flag_StartRec; // 一帧开始接收标志

uchar CheckSum; // 校验和

uchar DataLen; // 数据字节长度变量

/* 禁止发送，允许接收 */

DE = 0;

RE = 0;

/* 接收一帧数据 */

rCount = 0;

Flag_StartRec = 0;

Flag_RecvOver = 0;

while (!Flag_RecvOver)

{

RI = 0;

while (!RI);

tmp = SBUF;

RI=0;

/* 判断是否收到字符'$',其数值为0x24 */

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

{

Flag_StartRec = 1;

}

if (Flag_StartRec)

{

r_buf[rCount] = tmp;

rCount ++;

/* 判断是否收到字符'*'，其数值为0x2A，根据接收的指令设置相应标志位 */

if (tmp == 0x2A)

Flag_RecvOver = 1;

}

if (rCount == RECFRMMAXLEN) // 帧超长错误，返回0

return 0;

}

接上篇程序:

/* 计算校验和字节 */

CheckSum = 0;

DataLen = r_buf[3];

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

{

CheckSum = CheckSum + r_buf[i+1];

}

/* 判断帧是否错误 */

if (rCount<6) // 帧过短错误，返回0，最短的指令帧为6个字节

return 0;

if (r_buf[1]!=DevNo) // 地址不符合，错误，返回0

return 0;

if (r_buf[rCount-2]!=CheckSum) // 校验错误，返回0

return 0;

*type = r_buf[2]; // 获取指令类型

return 1; // 成功，返回1

}

/* 发送数据帧函数 */

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

{

uchar i,tmp;

uchar CheckSum = 0;

/* 允许发送，禁止接收 */

DE = 1;

RE = 1;

/* 发送帧起始字节 */

tmp = 0x24;

Send(tmp);

Send(DevNo); // 发送地址字节，也即设备号

CheckSum = CheckSum + DevNo;

Send(type); // 发送类型字节

CheckSum = CheckSum + type;

Send(len); // 发送数据长度字节

CheckSum = CheckSum + len;

/* 发送数据 */

for (i=0;i

{

Send(*buf);

CheckSum = CheckSum + *buf;

buf++;

}

Send(CheckSum); // 发送校验和字节

/* 发送帧结束字节 */

tmp = 0x2A;

Send(tmp);

}

/* 采集数据函数经过简化处理，取固定的10个字节数据 */

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;

}

/* 发送单字节数据 */

void Send(uchar m)

{

TI = 0;

SBUF = m;

while(!TI);

TI = 0;

}

/* 清除设备状态信息缓冲区函数*/

void Clr_StatusBuf(void)

{

uchar i;

for (i=0;i

StatusBuf[i] = 0;

}