CN103595709A

CN103595709A - 一种协议转化板

Info

Publication number: CN103595709A
Application number: CN201310504162.4A
Authority: CN
Inventors: 刘济玉
Original assignee: DALIAN GUONING ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: DALIAN GUONING ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明公开了协议转化板，包括ARM处理器LPC122x单片机及其复位芯片cat811，LPC122x单片机包括两个串口，串口1通过RS232收发器用于连接上层设备，串口2配置成485接口或232接口，用于连接替代仪表即下层设备；利用这种转化板，上层设备只需针对一种厂家的仪表进行编程，调试，当更改另一种厂家的替代仪表时，加上这种协议转化板即可。

Description

一种协议转化板

技术领域

本发明涉及的是一种协议转化板。

背景技术

RS232和RS485只是串行物理接口标准，是由美国电子工业协会EIA制定的，代表通讯的物理介质层。但是，要想实现真正的应用，需要在这个基础上加上上层协议才行。各个厂家结合自身仪表的特点，自定义了自己的协议，利用这些协议可以和他们的仪表进行通信，但是这也引入了另外的一个问题，就是厂家自定义的协议往往不是标准协议，更换了不同厂家的仪表，上层设备需要重新编写程序才行。上层设备程序一旦更改，容易引起整个系统的不稳定。所以更改不同厂家的仪表变得既不安全又不方便。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

为了解决这一问题，本发明提供了一种协议转化板。

本发明的技术方案如下：

一种协议转化板，包括ARM处理器LPC1122x单片机及其复位芯片cat811，LPC122x单片机包括两个串口，串口1通过RS232收发器用于连接上层设备，串口2配置成485接口或232接口，用于连接替代仪表即下层设备；串口收发器采用MAX3232；串口1检查ARM处理器中环状缓冲区中是否接收到协议1规定的命令；当串口1收到了正确的起始码，结束码，并且校验码也正确时，从串口1的接收环状缓冲区中取出指令，根据指令的格式中数据的内容，解释指令的内容，然后，再生成协议2相应的指令通过串口2发送到替代仪表；当下层仪表接收到指令后，会通过串口2返回对应的响应值，检查串口2的接收环状缓冲区，如果收到了正确的返回，则把该协议的内容转换成协议1的内容，并通过串口1发送回上层设备。

利用这种转化板，上层设备只需针对一种厂家的仪表进行编程，调试，当更改另一种厂家的替代仪表时，加上这种协议转化板即可。

附图说明

图1为本发明协议转化板的原理框图；

图2为本发明协议转化板的程序流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

本实施例的转化板实现了OMRON的E5CK型数字调节计的通信指令(协议1)，到国产的宇电AIBUS协议(协议2)的转换。硬件设计上，利用恩智浦32位ARM处理器LPC122x为主处理单元，外加RS232/RS485电平转化芯片、电源、复位电路、通信指示LED等。软件部分主要有双串口接收/发送处理，协议解析，协议生成，看门狗，定时器，等内容。

图1给出了本协议转化板的设计原理框图。LPC122x单片机外围有必要的复位电路，复位芯片cat811，确保LPC122x单片机能够正确的做到上电复位，外加12M晶振，为单片机提供12MHz的工作频率。为了调试方便，引出一个标准的JTAG调试接口。系统采用宽电压输出模块(DCDC模块)来实现宽电压输入，电源输入范围5-36V；系统供电电压3.3V。LPC122x单片机本身有两个串口，串口1通过RS232收发器用于连接上层设备，串口2可配置成485接口或232接口，用于连接替代仪表(下层设备)。串口收发器采用MAX3232，一片芯片有两路收发，正好供串口1和串口2使用。采用RS485收发器芯片ADM2483，该芯片是一种磁隔离型RS485收发芯片，内部集成了三通道的数字隔离器，芯片的总线供电电源和逻辑供电电源分开，真正做到了完全隔离。本系统中采用专用的电源隔离器B0505S-1W，提供一个隔离的5V电源用于总线电源。逻辑电源由DCDC模块来提供。芯片的收发分别接到串口2的收发端，接收允许和发送允许接到单片机的普通IO口P028，P029上。

参考图2，程序处理流程如下：

看门狗利用单片机集成的看门狗功能，设定寄存器TC为1000000，看门狗复位时间是1秒。因此，在程序处理主循环中每个循环必须喂狗一次。

通信指示灯控制口用单片机普通的IO口P019，当收到串口1的通信数据，闪烁一次。

串口1连接上层设备，采用中断方式接收和发送数据。单片机有专门的时钟分频寄存器，通过设定该寄存器可以改变工作波特率。设定波特率9600，偶校验位，7位数据位，2位停止位。单片机有一个16字节的接收发送缓冲器FIFO，接收FIFO还可以设一个触发点，当收到的数据字节数达到触发点时，触发中断。本系统设定触发点为8。在串口的中断处理过程中，把数据接收到后缓存在一个自定义的环状缓冲区中。

串口2的配置方法基本上和串口1的配置方法同样。只是通信参数配置成波特率9600，无校验位，8位数据位，1位停止位。通信参数的配置必需和所接的上层设备和下层设备相匹配，否则就不能正常通信。

配置完成后，进入主循环。在主循环中，串口1检查ARM处理器中环状缓冲区中是否接收到协议1规定的命令，例如，接收OMRON的E5CK型数字调节计的通信指令格式如表1所示：

表1

起始码

地址号

命令种类

命令

数据

校验码

结束码

1字节

2字节

1字节

2字节

4字节

2字节

*CR

校验码为从起始码到数据的各个字节的异或值。

当串口1收到了正确的起始码，结束码，并且校验码也正确时，从串口1的接收环状缓冲区中取出指令，根据指令的格式中数据的内容，解释指令的内容，然后，再生成协议2相应的指令通过串口2发送到替代仪表。

例如，下位设备为字电AIBUS协议时，它的格式如表2所示：

表2

地址号	读写标志	参数代号	数据高字节	数据低字节	校验码
						2字节	1字节	1字节	1字节	1字节	2字节

校验码为从地址号到数据字节的各个字节按整数相加后的16位余数。

例如：如果接收到上位设备发来的命令：“001000000(校验码)*\r”，它表示读出地址00的设备的现在的值的命令，转化为相对应的AIBUS协议时，格式应该为：81H，81H，52H，00H，00H，00H，53H，00H，这里面的各个数都是以16进制来表示的。AIBUS仪表通讯协议规定，地址代号为两个相同的字节，数值为(仪表地址+80H)。81H，81H表示仪表的地址为1，这是仪表的出厂地址。52H，表示是读命令，命令参数00H，数据为0，校验码5300H。

当下层仪表接收到指令后，会通过串口2返回对应的值，本转化器还需要对响应进行相应的转化，转化的目的是再把协议2的格式变成协议1的格式，这样对上层设备来说，发送协议1的指令，接收的也是协议1的返回，就好像接了一个支持协议1的设备。

例如，下位设备为宇电AIBUS协议时，它的返回值格式如表3所示；

表3

程序检查串口2的接收环状缓冲区，如果收到了正确的返回，则把该协议的内容转换成协议1的内容，并通过串口1发送回上层设备。

例如，返回OMRON的E5CK型数字调节计的通信返回格式如表4所示：

表4

比较发现，命令的响应与命令的格式相比，多了个命令结束码，用来说明命令的执行结果。这个结果是转换器根据AIBUS的输出值及报警的值得到的。数据的值是测量值。给定值和所读参数值用不到。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种协议转化板，其特征在于，包括ARM处理器LPC122x单片机及其复位芯片cat811，LPC122x单片机包括两个串口，串口1通过RS232收发器用于连接上层设备，串口2配置成485接口或232接口，用于连接替代仪表即下层设备；串口收发器采用MAX3232；串口1检查ARM处理器中环状缓冲区中是否接收到协议1规定的命令；当串口1收到了正确的起始码，结束码，并且校验码也正确时，从串口1的接收环状缓冲区中取出指令，根据指令的格式中数据的内容，解释指令的内容，然后，再生成协议2相应的指令通过串口2发送到替代仪表；当下层仪表接收到指令后，会通过串口2返回对应的响应值，检查串口2的接收环状缓冲区，如果收到了正确的返回，则把该协议的内容转换成协议1的内容，并通过串口1发送回上层设备。