应用案例

 

        串口通讯，是工业自动化、智能终端、通信管理等领域传统且重要的通讯手段。最常用到的串口通信模式往往是两种：RS232和RS485。其中RS232通讯方式有三线制和九线制两种。

 

        英创所有型号的嵌入式主板均提供有串行通信接口（串口），根据不同的主板型号，串口的数量也不同，如： ETR232i、 ETR186提供有3个串口；EM9000、NetBox-II提供有4个串口；EM9260、EM9360、ETR100E则直接提供多达6个串口。除了系统板载的串口以外，客户还可根据自己的应用进行灵活扩展。基于英创的嵌入式系统的精简ISA总线或专用的扩展底板，可扩展出更多的通用串口，现可用的扩展配件有：ETA502、ETA504、ETA508。所有的串口的通讯的最高波特率均能达到115200bps。

 

        英创嵌入式网络主板直接提供的串口既有标准的RS232接口，也有TTL电平的串行接口，这意味着，TTL电平的串口只需要添加简单的外围电路驱动，就可直接转换为标准RS232、RS485接口以及RS422接口。某些用户（如电力系统用户）还可以根据实际情况需要，在串口上添加光电隔离电路，以达到保护端口的目的。英创公司给用户提供的开发底板（随基本开发套件提供）就充分地考虑了用户对于串口应用的多方面要求，既引出了RS232接口，也引出了 RS485接口，满足了用户灵活使用的需要。

 

 

        英创公司所提供的基于系统提供串口的嵌入式主板，均是通过嵌入式主板上的插针的方式，作为与用户的接口。这些串口,能够满足大多数的应用环境。除止之外，还可以使用英创公司的串口扩展模块进行扩展。

 

 

        ETA502是基于英创公司的嵌入式系统所特有的精简ISA总线来扩展一个单串口的扩展模块。该串口扩展模块是一个9线制的标准的RS232扩展模块，直接支持MODEM控制。

 

        该模块可以通过ISA总线在英创公司的所有嵌入式主板（X86系列及ARM系列）中使用。

 

 

        ETA504是基于英创的ETR232i、ETR232H嵌入式系统主板，用以扩展至7个串口的扩展应用底板。其中，COM1~COM3继承了主板上原有串口，与标准评估底板的信号一致。COM4~COM7是通过主板上的精简ISA总线，利用ST16C554所扩展的4个3线制的通用RS232串口。

 

 

 

        ETA508是基于英创公司的嵌入式系统所特有的精简ISA总线，扩展8个串口的扩展模块。8个串口均是3线制通用RS232电平信号。

该模块可以通过ISA总线在英创公司的所有嵌入式主板（X86系列及ARM系列）中使用(ARM9+ETA508应用方案参考：WinCE系统多串口扩展方案)。

 

 

 

 

 

 

        在很多的工业应用场合中，长距离的通讯，仍是采用RS485的通讯方式，这种方式的应用简单、通讯可靠、成本也很低。

 

        其接法是：将通用的串行通讯口的接收（RX）与发送（TX）分别接至RS485接口芯片的接收输出（RO）与发送输入（TI）口，再用一个信号来控制RS485的收/发状态。英创公司提供的RS485通讯电路中，对RS485的收发控制采用了自动收/发控制电路。这样，一是减少了对系统资源的占用，二是保持与RS232一样的驱动程序，从而提高程序的执行效率。

 

        自动收/发控制原理：

 

 

 

        在通讯空闲状态，TXD（数据发送信号）为高， A点为高，B点经R21给C11充电，其充电时间为T1，该时间定为串口发送一个字节所需的时间，由R21与C11的参数来确认。充满后，R/T为低，RS485处于接收数据的状态。

 

        在发送数据时，TXD起始位产生第一个下降沿，使A点为低，B点经过D5进行快速放电，使R/T很快变为高，RS485处于数据发送状态。在发送过程中，当TXD变成高电平时，C11通过R21缓慢充电，使R/T仍然保持在发送状态，可有效吸收总线上的反射信号。当RC充电结束，使R/T转入接受状态时，总线上的上拉、下拉电阻将维持TXD高电平的发送状态，直至整个bit发送结束。

 

        当数据发送完毕以后，TXD变为高电平，RC又开始充电，即经T1时间后，RS485又转换为数据接收状态。

 

        虽然RS485接口芯片具有一定的抗浪涌能力，但是在很多的工业现场，仍存在对接口芯片及系统有威胁的干扰。所以通常会采取一定的措施来进行系统的保护。如光电隔离与TVS等。需注意的是，如加了光电隔离，必须使其电源也隔开，这样才能起到隔离作用。（如下图所示）

 

 

 

 

 

        在英创所提供的嵌入式主板中，即给了RS232电平信号的串行通讯接口，也给出了TTL电平信号的串行通讯接口，且TTL电平信号的串口支持MODEM控制。如用户在使用中，要用到TTL电平信号的串口来作RS232的通讯或是控制MODEM，则需要将TTL电平信号转换为RS232电平信号。为此，英创公司也提供了相应的转换模块ETA323，将TTL接口的信号转换为9线制标准的RS232接口。

 

 

 

 

        对于英创公司所提供的串口通讯的驱动，均是以中断服务的形式，实现与底层硬件间的通讯。

 

        下面以X86系列为例，说明其最基本的应用原理：

 

 

 

        中断服务程序的任务，就是对串口数据的接收及用户数据的发送进行处理并对数据环形BUFF管理的过程。

 

        当有数据被接收时，中断服务程序便将所接收到的数据从硬件模块中取出，并按一定的规则送入到指定的串口的接收BUFF中存贮。用户使用GetInputData( )函数来读取接收BUFF中的数据。应注意的是，GetInputData( )函数一次只能从BUFF中读取一个字节的数据，所以，在应用程序中，应重复调用这个函数直到函数的返回值为-1时，才表明将接收BUFF中的数据全部读出。

 

        当用户要发送数据时，调用PutOutputData ( )将用户已准备好的数据，依次填入数据发送BUFF中。在数据填完后，调用StartSend( )启动串口发送中断，这时数据的发送将由中断服务程序来完成。应注意的是，PutOutputData ( )函数一次也只能将一个字节的数据填入BUFF中，要反复调用该函数直到所有的数据都被填入BUFF。如PutOutputData ( )函数返回了-1，则表明BUFF已被填满，再往BUFF中填数据，将不会被接授。

 

        对于用户的应用程序，可以参考以下的说明：

 

1、 用户可以用查询或定时或其它的方式，对串口的数据读取。如确认接收BUFF中有数据存在，建议一次将其全部读出。读取串口数据的参考程序如下：

 

int ReadRxdBuff( int ComIdx , unsigned char *RxBuff , int MaxLen )

{

       int i1,i2;

 

       for(i2=0 ; ; )

       {

           //检查某个串口是否有数据,如没有数据则退出,否则,将数据放入缓存器以便使用

           i1 = GetInputData( ComIdx );

           if( i1==-1 )

                     break;

              RxBuff[i2]=char ( i1 );

              i2++;     

              if(i2==MaxLen)

                     break;

       }

       return i2;

}

 

        函数的参数说明如下：

 

ComIdx                               要读取的串口序号

*RxBuff                               读出的数据要存放的数据缓存器

MaxLen                               读出数据的最大长度,以限制一次性读取的长度

 

2、当用户有数据需要发送时，首先应将要发送的数据准备好，再依次将的要发送的数据一次性全部填入对应的发送BUFF中。再启动数据发送。应注意的是，要发送的数据的长度要有一定的限制，不能超出发送BUFF的长度。数据发送的参考程序如下：

 

int SendTxdBuff( int ComIdx , unsigned char *TxBuff , int TxLen )

{

       int i1,i2;

      

       for( i2=0; i2 < TxLen;i2++ )

       {

           i1=PutOutputData( ComIdx ,TxBuff[i2] );

              //每填入一个数据，建议检查一下BUFF是否被填满

              if( i1==-1 )

                     break;

       }

       //数据被填入BUFF后，应启动发送中断。让中断程序来完成数据的发送

       StartSend( ComIdx );

       return i2;

}

 

        函数的参数说明如下：

 

ComIdx                               要发送数据的串口序号

*TxBuff                               要发送的数据

TxLen                                  发送数据的长度