●章串行通信協議(1)
1.1串行通信簡史(1)
1.2為什麼要組成通信網(2)
1.3什麼是串行通信(3)
1.3.1串行通信的概念和特點(3)
1.3.2串行通信的分類(3)
1.3.3串行通信的工作模式(4)
1.3.4串行通信參數(5)
1.4RS-232標準(6)
1.5RS-485標準(7)
1.6RS-422標準(8)
1.7RS-232與RS-485的區別(8)
1.8單片機的串口多機通信(10)
第2章Modbus協議(12)
2.1Modbus入門(12)
2.1.1Modbus的幾個特點(13)
2.1.2Modbus網絡的三種傳輸模式(13)
2.1.3Modbus與串口的關繫(13)
2.1.4Modbus與串行通信的區別(14)
2.2Modbus協議簡介(14)
2.2.1Modbus協議簡述(14)
2.2.2Modbus通信使用的主-從技術(14)
2.2.3查詢-回應周期(15)
2.3Modbus的ASCII和RTU傳輸模式(15)
2.3.1ASCII模式(16)
2.3.2RTU模式(17)
2.4ASCII和RTU消息幀(17)
2.4.1ASCII幀(17)
2.4.2RTU幀(17)
2.4.3地址域(18)
2.4.4功能域(18)
2.4.5數據域(18)
2.4.6錯誤檢測域(19)
2.4.7字符的連續傳輸(19)
2.5錯誤檢測方法(19)
2.5.1奇偶校驗(20)
2.5.2LRC檢測(20)
2.5.3CRC檢測(20)
2.6Modbus的功能碼定義(22)
2.6.1功能碼在ModbusRTU信息幀中的位置(23)
2.6.2常用功能碼(23)
2.6.3全部功能碼的作用(24)
2.7Modbus的TCP傳輸模式(25)
第3章HART協議(28)
3.1HART協議概述(29)
3.2HART通信結構模型(30)
3.2.1HART協議物理層(31)
3.2.2HART協議數據鏈路層(31)
3.2.3HART協議應用層(32)
3.2.4各層間的功能關繫(33)
3.3HART的消息幀結構(33)
3.4HART的操作命令(36)
3.4.1通用命令(37)
3.4.2普通命令(37)
3.4.3特殊命令(38)
第4章RS-485串行通信技術(39)
4.1RS-485/RS-422多機通信的組網方式(39)
4.1.1典型的RS-485總線式通信方式(39)
4.1.2菊花鏈式多機通信方式(40)
4.1.3星形RS-485多機通信方式(40)
4.1.4單環自愈RS-485多機通信方式(41)
4.2串口光纖多機通信的組網方式(41)
4.2.1簡單的一對一串口光纖通信方式(42)
4.2.2總線式串口光纖多機通信方式(42)
4.2.3環形串口光纖多機通信方式(43)
4.2.4對串式串口光纖多機通信方式(43)
4.3串行通信的VB程序(44)
4.4地址串口轉換的實現(51)
4.4.1地址串口轉換器的使用(51)
4.4.2地址串口轉換器的硬件設計(53)
4.4.3地址串口轉換的純軟件實現(55)
4.5RS-485的節點數和距離極限(57)
4.5.1帶中繼功能的串口轉換器(58)
4.5.2突破RS-485節點數和距離極限的布線方式(59)
4.5.3RS-485多機通信節點數的極限(59)
4.5.4無數據丟失的RS-485傳輸距離的理論極限(60)
4.5.5無誤碼的RS-485傳輸距離的理論極限(60)
4.5.6其他介質和其他總線的理論極限(60)
4.6串口波特率轉換的實現(61)
4.6.1串口波特率轉換器的使用(61)
4.6.2串口波特率轉換器的硬件設計和單片機軟件(62)
4.6.3串口波特率轉換的純軟件實現(64)
4.7RS-232轉RS-485通信電路(65)
4.7.1RS-232轉RS-485通信電路的設計(65)
4.7.2RS-232端口供電技術(66)
4.8無源RS-232數據采集器(68)
4.8.1LTC1290芯片描述(68)
4.8.2硬件電路設計及QBASIC程序(69)
4.8.3數據采集器產品及VB程序(71)
第5章以太網串口服務器(73)
5.1以太網通信幀格式(73)
5.1.1以太網第二版(V2)(73)
5.1.2IEEE802繫列(74)
5.2以太網串口服務器的發展(75)
5.2.1代產品:10Mb/s以太網串口服務器(76)
5.2.2第二代產品:光電隔離100Mb/s以太網串口服務器(76)
5.2.3對以太網虛擬串口的評論(77)
5.3以太網串口服務器的使用(78)
5.4以太網串口服務器的設計(81)
5.5PC設置和檢測軟件的參數配置操作(82)
5.5.1分配IP地址(82)
5.5.2配置設備參數(84)
5.6PC設置和檢測軟件的演示操作(86)
5.6.1TCP→RS-232(86)
5.6.2RS-232→TCP(87)
5.7內部單片機的軟件開發設計(87)
5.7.1軟件要實現的功能目標(88)
5.7.2軟件流程圖(88)
5.7.3各類API接口函數(90)
5.7.4內部單片機的程序代碼(92)
第6章Modbus串行通信技術(94)
6.1Modbus調試精靈軟件(94)
6.2將普通串口設備接入Modbus(95)
6.2.1安裝與性能(95)
6.2.2通信格式及軟件使用(96)
6.2.3PC的VB選地址程序(97)
6.2.4模塊的硬件設計(103)
6.2.5模塊的內部單片機程序(104)
6.3超小的Modbus測量模塊(107)
6.3.1安裝及性能(107)
6.3.2通信格式及軟件使用(108)
6.3.3Modbus測量模塊的硬件設計(109)
6.3.4Modbus測量模塊的內部單片機程序設計(110)
6.3.5Modbus測量模塊的外接PC程序設計(112)
6.3.6外接A/D轉換芯片的Modbus測量模塊的設計(119)
第7章HART智能變送器(122)
7.1HARTModem的原理與應用(123)
7.1.1HARTModem的原理(123)
7.1.2A5191HRT的性能與引腳功能(124)
7.1.3A5191HRT的內部結構與工作原理(125)
7.2HART協議通信模塊的設計(126)
7.2.1HART協議通信模塊的硬件電路設計(126)
7.2.2HART協議通信模塊的軟件設計(127)
7.3RS-232與HART轉換器的設計(127)
7.3.1RS-232與HART轉換器的設計原理(127)
7.3.2DS8500的基本工作原理(128)
7.3.3用DS8500實現的RS-232與HART轉換器(130)
7.4一種HART智能變送器的設計(130)
7.4.1設計原理圖(131)
7.4.2HART智能變送器設計及實現(131)
7.5HART溫濕度智能變送器的設計(134)
7.5.1繫統整體設計方案(134)
7.5.2Modem通信模塊(135)
7.5.3HT2012在HART協議中的應用(137)
7.5.4MSP430與HT2012的接口設計(139)
7.5.5HT2012與外部接口(139)
7.5.6單片機MSP430性能(141)
7.5.7MSP430與D/A轉換芯片AD421的接口設計(141)
7.5.8智能變送器的軟件設計(142)
第8章USB通信技術應用(146)
8.1通過光纖傳輸USB信號(147)
8.1.1實現原理(147)
8.1.2將USB信號轉換為便於光纖傳輸的信號(147)
8.1.3信號的處理方式(149)
8.1.4用光纖實現USB遠程通信的其他方案(150)
8.2USB信號的光電隔離(151)
8.2.1USB光電隔離器(152)
8.2.2USB光電隔離技術(152)
8.2.3USB信號線的有待改進之處(153)
8.3無須設置的USB共享器(154)
8.3.1USB共享器的使用(154)
8.3.2雙USB共享的切換邏輯(155)
8.3.3USB共享器的硬件設計(156)
8.3.4USB共享器的單片機軟件設計(157)
8.4USB數據采集器(159)
8.4.1USB微型數據采集器的使用(160)
8.4.2數據采集器硬件電路設計(160)
8.4.3數據采集軟件設計(162)
8.5采用USB私有協議的網絡隔離器(169)
8.5.1網絡隔離方案特征(169)
8.5.2網絡隔離的具體實施方式(170)
8.5.3網絡安全文件交換器(172)
第9章CAN串口轉換器(174)
9.1CAN總線介紹(174)
9.1.1CAN協議和CAN總線的特點(175)
9.1.2CAN協議數據幀格式(175)
9.2CAN串口轉換器CAN232B的使用(177)
9.2.1產品概述(177)
9.2.2性能指標(177)
9.2.3典型應用(178)
9.2.4配置說明(178)
9.3PC端配置和測試軟件說明(178)
9.3.1串口參數設置(179)
9.3.2CAN參數設置(179)
9.3.3按鈕說明(181)
9.3.4應用注意事項(181)
9.3.5CAN總線數據轉發到串口示例(182)
9.4CAN串口轉換器CAN232B的硬件電路設計(182)
9.4.1電路PCB設計(182)
9.4.2電路原理圖設計(183)
9.5在Delphi中用SPCOMM實現PC端串口編程(183)
9.5.1SPCOMM控件的安裝(185)
9.5.2SPCOMM的屬性、方法和事件(185)
9.5.3SPCOMM的使用(185)
9.6CAN232B的PC端程序源代碼(187)
9.7內部單片機的軟件開發設計(199)
參考文獻(218)
內容簡介
本書主要介紹面向嵌入式開發的串行通信技術,從芯片和電路板入手介紹硬件,從源代碼入手介紹軟件,以便讀者可以將這些技術嵌入自己的設計中。本書既包括理論基礎,也包含實際產品設計方案。首先介紹串行通信協議、Modbus協議、HART協議,然後介紹RS-485串行通信的組網技術和通信轉換器產品等內容,接著重點介紹以太網串口服務器的硬件和軟件設計,以便讀者進行嵌入式繫統的開發。本書公開了實用的Modbus串口協議轉換器和Modbus數據采集模塊的全套設計資料,以及幾種HART智能變送器的全套設計方案,作者還將自己的多項USB技術在本書中予以公開,如USB光纖傳輸技術、USB共享器、USB數據采集器、USB網絡隔離器等。本書既有串行通信技術理論知識介紹,又有產品開發的實戰講解,還給出了程序開發的源代碼,可作為高等院校相關專業的教材或教學參考書,也適合相關行業的工程師和嵌入式開發愛好者閱讀。<......