RS-485接口在真空測量中的應用

2014-03-10 王遜 北京大學(xué)電子學(xué)系,

　　本文以DL系列真空計為例，介紹RS-485接口在真空計中的使用方法。

　　近年來(lái)，許多用戶(hù)要求用計算機根據壓強、溫度等參量對一個(gè)系統進(jìn)行控制。壓強、溫度等傳感器通過(guò)RS-485接口將數據傳送給計算機。選擇RS-485是因為它能允許多個(gè)傳感器連接到同一總線(xiàn)上，如圖1所示。

RS-485接口連接示意圖

圖1 RS-485接口連接示意圖

　　計算機(或其它主設備)可以在任意指定時(shí)刻與其中一個(gè)傳感器(從設備)通信，每一個(gè)傳感器都有一個(gè)獨立地址。計算機若要得到某一傳感器的信息，就發(fā)送命令到總線(xiàn)，命令中包含所需采集數據傳感器的地址，發(fā)送后就等待讀傳感器的應答。從設備收到自己地址的信息后，就通過(guò)總線(xiàn)發(fā)送數據給計算機。計算機與從設備之間應有通訊協(xié)議，協(xié)議可以自行設計，也可以參照相關(guān)標準制定。

1、通訊協(xié)議

　　DL系列真空計與主機的通訊協(xié)議是參照Modbus通訊協(xié)議及用戶(hù)要求制定的。Modbus協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言，傳輸方式有兩種，即ASCII模式和RTU模式。ASCII模式是以ASCII碼發(fā)送，采用異步通訊傳送。

　　例如：DL-6型電阻真空計的地址為06，波特率為9600，計算機應發(fā)送：061]，其中06為地址，DL-6接收信號后發(fā)送：25+3〉，表示壓強值為2.5×103Pa。

　　再如DL-7型電離真空計的地址為07，發(fā)送壓強值為4.6×10-2Pa，波特率為9600，計算機應發(fā)送：071]，其中07為地址，DL-7接收信號后發(fā)送：46-2〉，表示壓強值為4.6×10-2Pa。RTU模式(遠程終端單元)通信是以16進(jìn)制字符通信，1個(gè)起始位，8個(gè)數據位，1個(gè)停止位，有CRC校驗。

　　例如：DL-6型電阻真空計的地址為06，波特率為9600。主機發(fā)送格式：060400000002CRC。其中：06表示DL-6地址，02表示發(fā)送2個(gè)數據，即壓強值與指數值。

　　DL-6接收信號后發(fā)送：060404001C0002CRC。其中：06表示DL-6地址，1C表示壓強數值，28的十六進(jìn)制數，02表示壓強指數值，發(fā)送壓強值為2.8×102Pa。

　　如果是負指數，應以補碼表示，例如10-1補碼為FFFF。

　　再如DL-7型電離計的地址為07，波特率為9600。主機發(fā)送格式為070400000002CRC。其中：07表示DL-7地址，02表示發(fā)送2個(gè)數據，即壓強值與指數值。

　　DL-7接收信號后發(fā)送：070404001C0006CRC。其中：07表示DL-7地址，1C表示壓強數值，28的十六進(jìn)制數，06表示壓強指數值，發(fā)送壓強值為2.8×10-6Pa。

　　如果是DL-5型電離計，主機發(fā)送格式：050400000002CRC，DL-5接收信號后發(fā)送：050404001C0003CRC，表示發(fā)送：2.8×10-3Pa壓強值。

2、RS-485接口

　　DL系列真空計RS-485接口采用UT-2211轉接器，真空計原有RS-232接口，經(jīng)過(guò)UT-2211轉換為RS-485信號，波特率是9600。主設備中的RS-485與UT-2211的連接方法如圖2所示。

主設備RS-485與UT-2211的連接

圖2 主設備RS-485與UT-2211的連接

3、真空計主程序框圖

　　配RS-485接口的真空計使用ATMega16單片機，AD變換使用2412芯片，用C語(yǔ)言編程。主程序框圖如圖3。

主程序框圖

圖3 主程序框圖

4、小結

　　計算機與諸多傳感器相連時(shí)，采用RS-485接口可以將多個(gè)傳感器并接在同一總線(xiàn)上，每個(gè)傳感器有一個(gè)地址，計算機需要任何數據，應發(fā)送命令給該地址，該傳感器收到命令后發(fā)送數據給計算機。任何傳感器如沒(méi)有接到命令，是不會(huì )發(fā)送信號的，以保持總線(xiàn)僅傳送單一的信號。