用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103645714103645714A(43)申请公布日2014.03.19(21)申请号201310675197.4(22)申请日2013.12.11(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号申请人四川东方电气自动控制工程有限公司(72)发明人石方舟闵泽生陈建国蒋驰雷王敏张甜甜熊向杰傅炜娜(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所(普通合伙)51106代理人刘克勤段雪茵(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法(57)摘要本发明公开一种用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法，它是一种基于TI公司TMS320C2000系列DSP芯片的MODBUS异步串行通信协议实现方案。MODBUS协议是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议。TI公司的TMS320C2000系列DSP芯片具有多个功能模块，本方案主要使用的有：SCI串行通信接口、CPU定时器、PIE外设中断系统。SCI串行通信接口实现数据链路层的数据收发，CPU定时器用于帧同步处理，PIE外设中断系统是必备的功能。本方案通过软件在DSP上实现了满足MODBUS异步串行通信协议的从站功能，最高波特率可达115200bps，对于如工业控制领域将DSP作为主控制器的设备，可以满足与PC以及触摸屏等的通信需求，达到现场组网的目的。CN103645714ACN1036457ACN103645714A权利要求书1/2页1.一种用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法，包括：-通信数据收发方法报文采用RTU帧格式，8个数据位，2个停止位，无奇偶校验位；波特率设置为115200bps；DSP接收报文采用SCI中断方式，使能FIFO及其中断函数，中断等级设置为1，即每一个数据触发接收中断函数，保证接收数据可靠；发送报文采用查询方式，在CPU有空闲时完成发送；CPU定时器0用于主程序运行，采用中断优先级较低的CPU定时器1通过其定时中断函数完成计时功能；-报文解析方法设计报文解析函数，对标准MODBUS协议的各种不同功能码的报文进行解析，解析函数放在主循环程序中，利用主程序空闲时间进行解析；每个正常报文解析之后，发送相应的响应报文，响应报文放入发送缓冲区，等待系统空闲时发送回主站；每个报文最后以2个字节的CRC结束，该CRC通过对整个报文进行循环冗长检测方法得出，报文接收方以此作为判据来判断接收报文是否正确；所述CRC码先传输低字节，再传输高字节。2.如权利要求1所述的用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法，其特征在于，所述通信数据收发方法的步骤是：将整个串行通信功能划分为空闲态、接收态、控制等待态、接收结束态、发送态、发送结束态；当系统初始化后，串行功能处于空闲状态，此时可以接收也可以发送；在空闲态进入了接收数据中断程序，则标志着一个新的报文帧的开始，状态转换为接收态；在接收状态如果出现了t1.5超时状态，则进入控制等待态；在控制等待态进行CRC校验及子节点地址检测，如有误，则标记为帧错误，如正确，则继续等待；等待到出现t3.5超时事件，转换为接收结束态，此时如果帧正确，则进行帧解析步骤，如果出现帧错误，则抛弃；之后进入空闲态，一个完整的接收流程完成；在空闲态时，如果发送报文缓冲区达到了发送条件，并且此时系统处于空闲周期，则进入发送状态；发送采用查询方式，在控制周期空闲时间完成，发送完毕后，又进入空闲态，发送流程完成。3.如权利要求1所述的用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法，其特征在于，所述接收中断函数根据当前所处的状态来进行相应的操作，如果是空闲态，则标志着新的报文的开始，切换至接收状态；如果是接收态，则继续接收；如果是控制等待态，则说明此时已不满足t1.5的要求，此时则要标记帧为错误状态；其他状态不做处理；接收过程中，每接收完一个字符，首先清除当前的字符间隔时间，再启动定时器1，以完成字符间隔时间的检测。4.如权利要求1所述的用DSP实现MODBUS异步串行通信协议的方法，其特征在于，所述定时中断函数完成字符传递计时以及相应状态之间的转换；如果出现了t1.5事件，且是处于接收态时，则进入控制等待态；如果是发送状态出现的t1.5事件，则不做处理；如果接着又出现了t3.5事件且是控制等待态，则此时表示1个报文接收结束，进入接收结束态；如果出现了t3.5事件且是发送态，则表示1个报文发送结束，进入发送结束态。5.如权利要求1所述的用DSP实现MODBUS异步串