Заключение

В результате проделанной работы нами была разработана принципиальная схема и программное обеспечение, обеспечивающие обмен информацией между компьютером и микроконтроллером посредством интерфейса RS232, а также вывод числовой информации, полученной от ПК на семисегментные светодиодные индикаторы.

Список литературы

1. Конспект лекций по дисциплине «Микроконтроллеры», Еленычев С.В., 2011.

2. С.В. Квеглис. Микроконтроллеры AVR. Методическое пособие к лабораторному практикуму для студентов II-IV курсов АВТФ специальностей 190500, 190900, 071900. – Новосибирск: НГТУ, 2003.

3. В.Н. Баранов. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. – М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2004

4. А.Ю. Кузьминов. Интерфейс RS232. Связь между компьютером и микроконтроллером. – М.: Радио и свзять, 2004.

5. С.Т. Усатенко, Т.К. Каченюк, М.В. Терехова. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1989.

6. Справочная документация по использованным микросхемам ADM207E, AT90S2313, ULN2003A, GNT-5631AX.

Приложение 1.

Интерфейс rs232. Протокол modbus ascii

RS-232 (англ. Recommended Standard 232) — физический уровень для асинхронного (UART) интерфейса.

RS-232 проводной дуплексный интерфейс. Метод передачи данных аналогичен асинхронному последовательному интерфейсу.

Информация передается по проводам двоичным сигналом с двумя уровнями напряжения. Логическому «0» соответствует положительное напряжение (от +5 до +15 В для передатчика), а логической «1» отрицательное (от −5 до −15 В для передатчика).

П ротокол – это необходимая часть работы системы. Он определяет как Master (MS) и Slave (SL) устанавливают и прерывают контакт, как идентифицируются отправитель и получатель, каким образом происходит обмен сообщениями, как обнаруживаются ошибки. Протокол управляет циклом запроса и ответа, который происходит между устройствами MS и SL, как показано на рисунке.

Только MS может инициировать транзакцию. Транзакции бывают либо типа запрос/ответ (адресуется только один SL), либо широковещательные/без ответа (адресуются все SL). Транзакция содержит один кадр запроса и один кадр ответа, либо один кадр широковещательного запроса.

Некоторые характеристики протокола Modbus фиксированы. К ним относятся: формат кадра, последовательность кадров, обработка ошибок коммуникации и исключительных ситуаций, и выполнение функций.

Другие характеристики выбираются пользователем. К ним относятся: тип средства связи, скорость обмена, проверка на четность, число стоповых бит, и режим передачи (ASCII или RTU). Параметры, выбираемые пользователем, устанавливаются (аппаратно или программно) на каждой станции. Эти параметры не могут быть изменены во время работы системы.

Режим передачи определяет структуру отдельных блоков информации в сообщении и системы счисления, используемую для передачи данных. В системе Modbus существуют два режима передачи. Оба режима обеспечивают одинаковую совместимость при связи с SL. Режим выбирается в зависимости от оборудования, используемого как Master Modbus. Для каждой системы Modbus должен использоваться только один режим. Смешивание режимов не дозволительно. Режимы делятся на ASCII и RTU (Remote Terminal Unit).

Таблица 3

Характеристики режимов ASCII и RTU

Характеристика	ASCII (7-бит)	RTU(8-бит)
Система кодирования	Используются ASCII символы 0-9,A-F	8-битовая двоичная система
Число бит на символ
Стартовые биты	1	1
Биты данных (LSB вперед)	7	8
Четность	Вкл./Выкл.	Вкл./Выкл.
Стоповые биты	1 или 2	1 или 2
Контрольная сумма	LRC (Longitudinal Redundancy Check). LRC	CRC (Cyclical Redundancy Check). CRC_16

Таблица 4

Формат кадра сообщения в режиме ASCII

Начало кадра	Адрес	Функция	Данные	Контрольная сумма	EOF	Готовность приема ответного сообщения
:	2 символа 16-бит	2 символа 16 бит	N * 4 символа N * 16 бит	2 символа 16 бит	CR	LF

Поле кода функции указывает адресуемому SL какое действие выполнить. Коды функций Modbus специально разработаны для связи ПК и индустриальных коммуникационных систем Modbus.

Старший бит этого поля устанавливается в единицу SL в случае, если он хочет просигналить MS, что ответное сообщение не нормальное. (Смотри ). Этот бит остается в нуле, если ответное сообщение повторяет запрос или в случае нормального сообщения.

Используется функция:

16

FORCE MULTIPLE REGISTERS

Установить новые значения нескольких последовательных регистров.

Функция 16: 3апись нескольких регистров

Запрос.

Данное сообщение меняет содержимое любого регистра опрашиваемого контроллера. Сообщение позволяет записывать регистры с максимальным логическим адресом до FFFFH. Неиспользуемые старшие биты адреса регистра должны заполняться нулями. Если используется адрес SL равный 0, то содержимое поля данных записывается во все устройства, подключенные к шине (широковещательный режим).

Ответ.

Нормальное ответное сообщение возвращает адрес SL, функцию, адрес первого регистра и количество записанных регистров.

Приложение 2.