通讯协议转换型RS485与RS232转换器的设计

为从机． 序与Ｕ 主机基本相同， ３ 只是无装置地址的设定与 （） 单片机软件编程 １Ｕ ３ 判断， 设定与传送的 串口 数据格式不同 ． Ｕ 单片机完成监视Ｒ ４５ ３ Ｓ８ 总线， 接收Ｒ ４５ Ｓ８ （ 并行收发数据编程 ３ ）
总线数据， 将接收的数据格式转换为Ｒ ２２ Ｓ３ 连接设 备需要的 格式， 通过并行口 传送给Ｕ 从机． ４ 将从Ｕ ４ 从机接收的数据格式转换为 Ｓ８ 连接设备裕要的 Ｒ ４５ 格式， 通过Ｒ ４５ 线发送给 机． ３ 机程 Ｓ８ 总 上位 Ｕ 单片 序框图如图２ 所示． （） 单片机软件编程 ２Ｕ ４ Ｕ 单片机通过并行口 ４ 接收Ｕ 主机数据， ３ 通过 串行口 将数据传送给Ｒ ２ 连接设备， Ｓ３ ２ 再通过串口
换器． 本文采用小型单片机技术设计 Ｒ ４５ Ｓ８ 与 Ｒ ２２ Ｓ３ 转换器， 较好地解决了上述问 题．
收摘日 ２０－１ ３ 期： ０３１ ０． －
作者筒介： 余强（９。 ． 辽宁沈阳人， １６一）男， 副教授， 硕士， 从事智能控制装ｆ开发与设计的研究．
９ ０６
２０ ０４中国控制与决策学术年会论文集
可擦除只读存储器（ Ｒ Ｍ） ８ Ｃ Ｓ单片 ＥＰ Ｏ 的 位 ＭＯ 机， 与ＭＣ －１ Ｓ５ 产品兼容． 具有１８ ２ 字节Ｒ Ｍ， Ａ １条 ５ １０引线， ／ 两个 １ 位定时器／ ６ 计数器， 一个五向量两 级中断结构 ， 一个全双工串行 口， 一个精密模拟 比较 器以及片内振荡器和时钟电路１ ＝ ３ 利用Ｕ３ 单片机通过其串行接口Ｒ Ｄ和Ｔ Ｄ Ｘ Ｘ ， 经Ｒ ４５ Ｓ ８ 驱动芯片Ｕ 与具有Ｒ ４５ １ Ｓ ８ 通讯接 口的设
ｐｏｌ ｔａ ｔｅ ｐｔ ｃｎｒ ｓｓ ｍ ｃｎｒｎｅ ｗｔ， ｔｅ ｒｃｎｒｌｒ ｈｉ ｅ ｄｐ ｄ ａｄ ｒｂ ｍ ｔ ｃｍ ｕｅ ｏｔ ｌ ｔ ｉ ｏｆ ｔ ｉ ａｄ ｍｃ ｏｔ ｌ ｔ ｎ ｕ ｉａｏｔ ， ｏｅ ｅ ｈ ｈ ｏ ｒ ｏ ｙ ｅ ｓ ｏ ｄ ｈ ｎ ｈ ｉｏ ｏ ｅ ｅ ｑ ｓ ｅ ｎ ｎ ｃ ｋ ｄ ｎｄｃ ｉｄｓ ｎｄ ｎｔ ｙ ｉ ｅ ｄ ａ ｔ ｎｆｒ ａｏ ｂｔｅｎ ４５ Ｒ ２２ ａ ｏ ａｌ ｉ ｔ ｓｕｅ ｓ ｉ ｅ ｔ ｏ ｏｌａｈ ｖ ｈｒｗ ｒ ｒ ｓ ｍ ｔ ｎ ｗ Ｒ ８ ａｄ ３ ｂｔ ｂ ｂ ｎ ｒ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｎ ｃ ｅ ａ ｅ ｏ ｉ ｅ ａ Ｓ ｎ Ｓ ｕ ｌ ｅ ｅ ｓ ｔ ｇｔ ｔ ｎｆ ｍ ｔ ｎ ｍ ｅ ｔ ａｅ ｔｃｌ Ｅ ｐｒ ｅｔ ｕ ｓ ｗ ａ ｔｅ ｎｄｃ ｈｓ ｅ ｏ ｔｅ ｓ ｒ ａｏ ｆ ｔ ｓ ｗ ｒ ｐｏｏｏ ． ｅｍ ｎ ｒ ｌ ｓｏ ｔ ｔ ｔ ｓｕｅ ａ ｓｍ ｅ ｈ ｒ ｏ ｉ ｒ ｈ ｏ ａ ｏ ｆ ｒ ｓ ｘ ｉ ｅ ｔ ｈ ｈ ｈ ｒ ｓ ａ ｒ ｏ ａｖｎａｅ ｓｃ ａ ｓ ｐ ｓ ｕｔ ｅ ｔ ｎｍｔ ｄ ａ ｌａｄ ｌ， ｈ ｅａｌ ｄａｔ ｓ ｈ ｉ ｌ ｔ ｃ ｒ， ｓ ｉｅ ｄｔ ｗ ｔ ｙ 吨 － ｌｂ ． ｇ ｕ ｓ ｅ ｕ ｒ ｍ ｒ ａ ｔ ａ ｅ ｎ ｒ ｕ ｒ ｉ ｅ Ｋ ｙ ｒｓ ｐｏ ｃｌ Ｒ ４８ Ｒ ２２ ｎｄ ｃ ； ｒｃｎｒｌｒ ｅ ｗ ｄ： ｔ ｏ； ５ ａｄ ３ ｔ ｓｕｅ ｍｃ ｏｔ ｌ ｏ ｒｏ Ｓ ｎ Ｓ ｒ ａ ｒ ｉｏ ｏｅ
本转换器的关健技术是两 单片机间 并行传送数 据． 并行收发敬据的方法是： 采用外中断１Ｐ． （３３ ／ Ｎ ｌ ） ＩＴ 口 完成接收数据， 采用查询方法（ 通过Ｐ． ３７ 口 完成 数据． ） 发送 发送数据子程序 是在主程 调 序中 用的 当申 ． 行口 接收完数据后， 置一标志位， 并行发 送子程序， 此确定发送救据． 外中 以 当 断接收完并行 数据后， 启动串 行通讯发送数据． 主机Ｕ 并行收发 ３ 程序 如图３ 框图 所示． 从机Ｕ 程 ４ 序与此 本相同， 基
构简单， 数据传堵准碗可方． 授
关健词 通讯协议， Ｓ ８ 』 Ｒ ４５ 。
Ｒ２ 转 ｚ 单 机 Ｓ２ 换 ｆ 片 ３
ｏ ｈ ｅ Ｓ ｎ Ｓ Ｔｒ ｎ ｄ ｃ ｒｄ ｓ ｎ ｐｏ ｃｌ ｎ ｅ ｗ ｅ Ｒ ４８ Ｒ ２２ ａ ｓ ｕ ｅ ｅｉ ｏ ｒｔ ｏ ｃａ ｇ ｂｔ ｅｎ ５ ａ ｄ ３ ｇ ｆ
在控制系统组成中， 为保证信息的准确、 快速、 可靠及设备优良的性价比， 广泛采用数字通讯技术 实现对被控对象的测量与控制． 然而， 出于专利技术 保护及各控制检侧装置厂家的技术特点需要， 测控 设备往往采用各 自不同的通讯协议（ 通讯规约）这 ， 为设计者组成系统带来了困难． 通讯协议一般包括两方面内容： 一是硬件规约，
川 口发送 数振
只是无数据格式转换功能．
‘ 发 数 程 ａ 送 拒二 序 少
（）外中断子程 ６
５ 结
语
圈 ３ 并行收发傲据理序棍圈
本转换器已成功地应用于东北制药总厂星港公
参考 献（ｅｒ ｃ ） 文 Ｒｆｅ ｅ ： ｅｎ ｓ
［１ １ 龙一鸣， 单片机总线扩展技术〔 ． 等卜 Ｍｌ北京 北京般空 航天大学出版社．９３ １９．
余 强等： 通讯协议转换型Ｒ ４ ５与Ｒ ２２转换器的设计 Ｓ８ Ｓ３
外中断 １ ．接收Ｗ
９ ７ ０
开９ ，断 卜
ｉ｝ ｒ ｉ Ｐｉ Ｕ ： ＜９ ７ １ 忿， ｒｚ ｒ
对方侧 应否 ７ 中 、
通知发送
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ｉ）主程序 ａ
（ 昌ｔ＝断子程序 ｈ － ） 圈２ Ｕ 单片机程序框圈 ２
Ｃ ｒｏａｏ ， ｒ ｅｓ Ｇ ｎｒ Ｐ ａ ａｅｔａ Ｆｃ ｒ， ｎａｇ ０２， ｉ ． ｒ ｓｏｄｎ： Ｑａｇ ｏｐｒ ｉ Ｎ ｔ ａ ｅｅ ｌ ｒ ｃｕｉｌ ｔｙ Ｓｅｙｎ １ ０３ Ｃ ｎ Ｃ ｒ ｐｎｅｔ Ｙ ｔｎ ｏ ｈ ｔ ａ ｈ ｍ ｃ ａｏ ｈ １ ｈａ ｏ ｅ Ｕ ｉ ， ｎ Ｅｍ ｉ ｙｇ ｎ１＠１３ｃｍ） － ａ： ｉ ｇ１ ６．ｏ ｌ ｕｓ Ａ ｓ ａｔ Ｉｔ ｉ ｎ ｉ ｔ ａｏ ａ ｉ ａｔｅ ｅｅｔ ｅ ｎｅ ｔｃｌｉｍ ｄ ｏ ｔｅ ｒ ａｏ ｉｅｃａｇ ｂｔ ｃ ｎｅ ｇ ｔ ａ ｔｎ ｎ ｔ ｄｆ ｎ ｄｆｅｃ ｐｏ ｏ ｓ ｅ ｈ ｉｏｍ ｔｎ ｒ ｎｅ ｒ ： ｌ ｅ ｎ ｌ ｉ ｉ ｇ ｈ ｉ ｒ ｉ ｒ ｓ ｍ ｆ ｆ ｒ ｏ ｓ ａ ｆ ｎ ｆ ｉ ｎ ｈ ｔ
【 余永全． ｈ 幻 Ｆａ 单片机原理及应用二 ． ｌ ｓ Ｍｌ北京 ： 电子工业
出版杜 ， ９． ９７ １
司药粉分装生产线计算机控制系统与电子秤通讯连 接， 实现了Ｏ ０ Ｐ Ｃ的Ｒ ４５ ＭＲ ＼ Ｌ Ｓ ８ 通讯协议与电子 秤的Ｒ ２２ Ｓ３ 通讯协议的转换［ ａ ． ｑ经过３ 年多的运行 考核 ， 数据传辖准确、 快速、 可靠 ， 为药粉分装精度控 制提供了强有力的技术保证． 该转换器结构简单， 能 耗低， 诊断自恢复功能强， 自 具有较高的性价比， 可 广泛应用于类似的控制系统通讯转换．
Ｙ Ｑａｇ， Ｇ ｏ ｏｇ Ｃ ｎ ＇ ｉ ＷＵ － ｎ ｓ ｕｄ
Ｕ． ｏｌ ｎｏ ａｏ Ｓｉ ｃ ａｄ ｇ ｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｅｓ ｒ Ｕ ｉ ｒ ｔ， ｎａｇ ０４ Ｃ ｉ ； ｉ ｇｎ Ｓｈｏ ｏ Ｉ ｒ ｔ ｎ ｅ ｅ Ｅ ｉ ｅｉ ， ｔ ａ ｅ ｎ ｅｓｙ Ｓ ｅｙｎ １００， ｎ ２Ｘｎ ａｇ ｃ ｆ ｍ ｉ ｃ ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ ｆ ｏ ｈ ｔ ｎ ｖ ｉ ｈ １ ｈ ａ ． ｇ
如Ｒ ４５Ｒ ４２Ｒ ２２ 二是软件规约， Ｓ８，Ｓ２，Ｓ３ 等， 即传输 数据格式的约定． 前， １使用的Ｒ ４５ Ｓ ３ 目 大１ Ｓ８ ５Ｒ ２２ Ｍ
转换器只是解决了不同硬件规约之间的转换， 但不 能解决软件规约不同的转换． 换句话说， 只有在通讯 设备满足相同软件规约的前提下 ， 才可使用这些转
在通讯协议的约定中， 除了上述物理接 口标准 的约定外， 还包括传输数据格式的约定， 如握手信号 （ 起始字、 地址、 停止字等）数据编码方式（ Ｓ Ｉ ， Ａ Ｃ 码、 Ｃ Ｂ Ｄ码、 十进制码等）数据格式（ ， 起始位、 数据 位、 停止位等）传送内容的纠错和检验方式等． ， 若连 接两个各 自已有数据格式约定但又不同的设备或系
１ 引
言
２ Ｓ８ 与Ｒ ２２ Ｒ ４５ Ｓ３ 转换及通讯协议转换
Ｒ ２２ Ｓ３ 是美国电子工业协会（Ｉ ） ＥＡ 制订的一种 串行物理接口标准和电气标准． 最初是为连接计算 机主机和Ｃ Ｒ终端而设计的， 前广泛应用于３ ｍ Ｔ 目 ０ 距离内的计算机系统之间的信息传递． 由于Ｒ ２２ Ｓ３ 在数据传输时最大距离仅为３ Ｍ， ０ 信号最高速率不 能超过２ ｋｐ， ０ ｓ且未规定标准的 ｂ 连接器， 从而出现 了互不兼容的２ 芯连接器以及接口处各信号间容 ５ 易串扰等缺陷 美国电子工业协会制订了Ｒ ４９ Ｓ４ 物理接口功能 标准 ， Ｓ ２ 和Ｒ ４５ 以Ｒ ４２ Ｓ ８ 为电气接口标准． Ｓ８ 在 Ｒ ４５ 传输距离上最大可达１ ｍ 信号最商速率为１０ ２０ ０ ， ０ ｋｐ 以上， ｂｓ 并可实现多点互连而不是两点直连ｐ ７ 如果装里或系统之间采用两种不同的物理接口标 准， 就必须采用转换器来连接．
通讯接口的设备进行数据传输． 两个单片机采用一个外接的定时器监视芯片 Ｕ（ ２软件看门狗） 监视程序运行、 恢复软件死机或 自 通讯故障． 的Ｐ ． Ｕ３ ３２口用于定时清监视定时器 Ｕ， ２一旦程序死机，３２口无输出， ２ Ｐ ． Ｕ 计数器滋 出， 产生一复位信号， 使Ｕ３ 和Ｕ４ 重新初始化运行 程序． 两个单片机之间采用并行总线传送数据， 利用 Ｐ ． ３３ ３７ 和Ｐ ． 作为握手信号． Ｕ 单片机通过ＵＳ ３ 三态门在重新上电时读取 １ Ｊ 开关值， 从而确定Ｒ ４５ Ｓ ８ 通讯的波特率及本装置地 址． ４ Ｕ 单片机通过３ ／ 线在重新上电时读取 个Ｉ Ｏ口 Ｊ 开关值 ， ２ 从而确定Ｒ ２２ Ｓ ３ 通讯的波特率， 这使得 本转换器可圳不同的波特率挂接到多机Ｒ ４５ Ｓ ８ 总线 上， 并以不同的速率与Ｒ ２２ Ｓ ３ 设备连接， 转换器硬件 原理如图１ 所示
摘 要： 针对各种不同通讯协议的智能设备组成计算机控制系统所面临的信息交换问翅， 采用小星单片机技术， 设
余 强‘ 吴国栋２ ，
计出一种ｉ能实现硬矜Ｒ ４５ Ｓ３ 转换， ｔ Ｓ８ 与Ｒ ２２ 又能实现软件通讯协议转换的转换器． 经实际运行证明， 该转换基结
１５ Ｈ ５ ３ １ １ ７ Ｃ ７ ． ４ １
． Ｓ８ 与Ｒ ２２ １ Ｒ ４５ Ｓ３ 转换．硬件旅理
４ 转换器软件设计 对于 ３ ４ Ｕ 两个单片机来说， ３ Ｕ 和 Ｕ 为主机， ４ Ｕ
接收Ｒ ２２ Ｓ３ 连接设备回 送的数据， 通过并行口 传送 给Ｕ 主机， ４ ３ Ｕ 单片机的 初始化程序及申 行通讯程
备进行数据传输． ５ Ｐ ． 控制Ｕ 的接收与发送状态， ３ １ 实现半双工通讯 利用 Ｕ 单片机通过其串行接 口 ４
Ｒ Ｄ和 Ｔ Ｘ ＸＤ， Ｒ ２ ２驱动芯片 Ｕ６与具有 Ｒ ２ ２ 经 Ｓ３ Ｓ３
统， 则必须使用转换器进行这种不同数据格式的转
换．
３ 转换器硬件设计
本转换器的 关键技术是采用两片８０ ０＇ ９ ２５ 鱼片 机Ｕ３ ４８０ ０１ 和Ｕ ． ２５ 是一种带２ ９ Ｋ字节闪速可编程
２０ ０４中国控制与决策学术年会论文集
Ｐｏｅ ｉ ｓ ２０ Ｃ ｉ ｓＣｎｒ ａｄ ｃｉ Ｃｎｅ ｎｅ ｒ ｅ ｎ 可 ０４ ｎ ｅ ｔ ｌ Ｄ ｉｏ ｏ ｒ ｃ ｃｄ ｇ ｈ ｅ ｏ ｏ ｎ ｅｓｎ ｆ ｅ
通讯协议转换型Ｒ ４５与Ｒ ２２ Ｓ８ Ｓ３ 转换器的设计
（． １东北大学 信息科学与工程学院， 辽宁 沈阳 １００； １０４ ２ 东北制药总厂 星港公司， ． 辽宁 沈阳 １０２） １０３