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台达变频器和C51单片机通讯

台达变频器和C51单片机通讯

2008/4/18 12:57:00

1 引言
       台达VFD全系列变频器和C51单片机通讯采用串行异步原理。通讯速度用波特率表示。波特率即数据传送的速率,其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。例如,数据传送的速率是120字符/s,而每个字符如上述规定包含10数位,则传送波特率为1200波特。通讯方向:在串行通讯中,把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送;而把数据在甲乙两机之间的双向传递,称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收,任一时该,只能发或者只能收信息。
8051单片机串行异步通讯的方式用一个起始位表示字符的开始,用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如下:在一帧格式中,先是一个起始位0,然后是8个数据位,规定低位在前,高位在后,接下来是奇偶校验位(可以省略),最后是停止位1。用这种格式表示字符,则字符可以一个接一个地传送。在异步通讯中,CPU与外设之间必须有两项规定,即字符格式和波特率。字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义。原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定,但从通用、方便的角度出发,一般还是使用一些标准为好,如采用ASCII标准。


2 通讯约规
2.1 台达VFD变频器通讯约规
(1)台达变频器通讯字符格式。台达变频器通讯字符格式有ASCII和RTU格式,如图1所示。

图1 台达变频器通讯字符格式

(2)台达变频器通讯格式的表格描述。台达变频器通讯格式的表格描述参见表1。
表1台达变频器通讯格式的表格描述

3 单片机通讯设计
3.1 C52单片机的串行接口结构
       8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。它可用作异步通讯方式(UART),与串行传送信息的外部设备相连接,或用于通过标准异步通讯协议进行全双工的8051多机系统也可以通过同步方式,使用TTL或CMOS移位寄存器来扩充I/O口。8051单片机通过引脚RXD(P3.0,串行数据接收端)和引脚TXD(P3.1,串行数据发送端)与外界通讯。SBUF是串行口缓冲寄存器,包括发送寄存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间,但不会出现冲突,因为它们两个一个只能被CPU读出数据,一个只能被CPU写入数据。
       台达变频器接受的RS485信号,单片机输出的是TTL电平。因此要变频器和单片机通讯要有通讯转换芯片,目前常用的RS485芯片有MAX485、MAX483,S75176等。在本例子中采用了MAX485和S75176芯片,同时电路图中预留了RS232电路的接口,方便单片机以RS232通讯方式和其他外设进行通讯。主单片机采用ATMEL公司的AT89C52单片机。
3.2 软件调试界面
单片机程序通过在KEIL环境下开发编译的,调试界面如下:

3.3通讯源程序

/*********************************************************
* 本程序是AT89C52单片机和台达B系列、M系列、L系列、F系列通讯例子.
* 通讯协议ASCII格式,帧格式为“1位起始位、7位数据、奇偶位(或无)、结束位”共10位.
* 台达VFD系列变频器一帧的通讯格式:第0位:“:”起始位;第1,2位:站号地址.
* 第3,4位:功能号码;第5,6,7,8位:写入的地址;第9,10,11,12位:传输数据.
* 第13,14位:校验码;第15,116位:停止0X0D,0X0A.
* 该程序通过向2000H地址写入0012H数据来启动变频器;向2000H地址写入0012H数据来停止变频器.
* 由P1.0来控制MCU发送数据,P2来控制通讯指示灯.*
* 编译环境:KEIL V3.30
* 作者:刘元刚
* 部门:中达电通股份有限公司AMD产品处
* 编写时间:2008.1.8
* 修改时间:
* 修改内容:
**********************************************************/
#include <reg51.h>
char send[17]={0};
char send1[8]={0x01,0x06,0x01,0x00,0x17,0x70,0x86,0x22};
char count;
int temp;
bit motor_flag=0;
/*********ASCII格式变量定义**********/
char number ; //设备站号
char function ; //功能
char address_h; //地址高
char address_l; //地址低
char data_h ; //数据
char data_l ; //数据
char CRC_H; //校验
char CRC_L; //校验
char send_temp;
int sum_temp;
/*
函数ASCII()实现了台达变频器通讯协议转换为ASCII协议格式的功能。
*/
void ASCII(void);
/*
init_serial()函数串行通讯初始化函数
实现了:波特率的设定,定时器的选择,发送模式的选择
*/
void init_serial(void);
//函数ASCII7N2()以数据格式 7,N 2方式发送数据
void ASCII7N2(void);
//函数ASCII7O1()以数据格式 7,O 1方式发送数据
void ASCII7O1(void);
//函数ASCII7E1()以数据格式 7,E 1方式发送数据
void ASCII7E1(void);

main()
{
init_serial();
/***********VFD系列变频器通讯资料初始化*****/
number=0x01;
function=0x06;
address_h=0x20;
address_l=0x00;
data_h=0X00;
data_l=0x12;
/******************************************/
while(1)
{
if(P1!=0XFF)
{
for(temp=0;temp<3000;temp++)//延时一段时间
{;}
if(P1!=0XFF)
{
P2=0;
TI=0;
ASCII();//发送数据的处理

ASCII7N2();//以通讯协议为ASCII 9600,7,N,2发送数据
ASCII7O1();//以通讯协议为ASCII 9600,7,O,1发送数据
ASCII7E1();//以通讯协议为ASCII 9600,7,E,1发送数据

for(temp=0;temp<10000;temp++)
//发送完数据之后延时一段时间
{;}
for(temp=0;temp<10000;temp++)
{;}
motor_flag=~motor_flag; //完成了变频器启动和停止之间的切换
if(motor_flag==1){data_l=0x11;}
else{data_l=0x12;}
P1=0XFF;
P2=0XFF;
}
}
}
}
/*******************************************************************************
******
函数nop名称:void init_serial(void)
函数功能:
参数列表:
返回值 :
影响资源:
实现过程:
********************************************************************************
*****/
void init_serial(void)
{
SCON=0x40;//工作在方式1,
TMOD=0x20;
TH1=0xFD; //波特率为9600,晶振11.0592MHZ
TL1=0xFD;
TR1=1; //启动定时器1
P1=0XFF;
}

void ASCII7N2(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
SBUF=send[count]|0X80;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
void ASCII7O1(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
temp=0;
ACC=send[count]&0X7F;
send_temp=ACC;
temp=P;
send_temp=(temp<<7)|send_temp;
SBUF=send_temp;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
void ASCII7E1(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
temp=0;
ACC=send[count]&0X7F;
send_temp=ACC;
temp=~P;
send_temp=(temp<<7)|send_temp;
SBUF=send_temp;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
/*******************************************************************************
函数nop名称:void ASCII(void) 该函数应该作精简,可以考虑用结构来实现目前仅仅是测试版本
函数功能:
参数列表:
返回值 :
影响资源:
实现过程:
*******************************************************************************/
void ASCII()
{
send[0]=0x3A;
send[1]=((number&0xF0)>>4)+0x30;
if(send[1]>0x39)(send[1]=(send[1]-0x39)+0x40);
send[2]=((number&0x0F)+0x3

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