串行通信技術——面向嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
定 價：68 元
叢書名：嵌入式技術與應用叢書
- 作者：周云波
- 出版時間：2019/1/1
- ISBN：9787121358609
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN91
- 頁碼：228
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書主要介紹面向嵌入式開發(fā)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(chǎn)品設計方案。首先介紹串行通信協(xié)議、Modbus協(xié)議、HART協(xié)議，然后介紹RS-485串行通信的組網(wǎng)技術和通信轉換器產(chǎn)品等內(nèi)容，接著重點介紹以太網(wǎng)串口服務器的硬件和軟件設計，以便讀者進行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。本書公開了實用的Modbus串口協(xié)議轉換器和Modbus數(shù)據(jù)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專利技術在本書中予以公開，如USB光纖傳輸技術、USB共享器、USB數(shù)據(jù)采集器、USB網(wǎng)絡隔離器等。
周云波，男，1966年10月出生，現(xiàn)居武漢。華中科技大學教師，博士。曾經(jīng)在北京航天研究院學習和工作。從事過軍工測控系統(tǒng)的研發(fā)、數(shù)字電路的教學與科研，串口通信的研究與開發(fā)，獲得國家專利十多項，在國內(nèi)外雜志發(fā)表論文十多篇。
第1章 串行通信協(xié)議 （1）
1.1 串行通信簡史 （1）
1.2 為什么要組成通信網(wǎng) （2）
1.3 什么是串行通信 （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(shù) （5）
1.4 RS-232標準 （6）
1.5 RS-485標準 （7）
1.6 RS-422標準 （8）
1.7 RS-232與RS-485的區(qū)別 （8）
1.8 單片機的串口多機通信 （10）
第2章 Modbus協(xié)議 （12）
2.1 Modbus入門 （12）
2.1.1 Modbus的幾個特點 （13）
2.1.2 Modbus網(wǎng)絡的三種傳輸模式 （13）
2.1.3 Modbus與串口的關系 （13）
2.1.4 Modbus與串行通信的區(qū)別 （14）
2.2 Modbus協(xié)議簡介 （14）
2.2.1 Modbus協(xié)議簡述 （14）
2.2.2 Modbus通信使用的主-從技術 （14）
2.2.3 查詢-回應周期 （15）
2.3 Modbus的ASCII和RTU傳輸模式 （15）
2.3.1 ASCII模式 （16）
2.3.2 RTU模式 （17）
2.4 ASCII和RTU消息幀 （17）
2.4.1 ASCII幀 （17）
2.4.2 RTU幀 （17）
2.4.3 地址域 （18）
2.4.4 功能域 （18）
2.4.5 數(shù)據(jù)域 （18）
2.4.6 錯誤檢測域 （19）
2.4.7 字符的連續(xù)傳輸 （19）
2.5 錯誤檢測方法 （19）
2.5.1 奇偶校驗 （20）
2.5.2 LRC檢測 （20）
2.5.3 CRC檢測 （20）
2.6 Modbus的功能碼定義 （22）
2.6.1 功能碼在Modbus RTU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）
2.7 Modbus的TCP傳輸模式 （25）
第3章 HART協(xié)議 （28）
3.1 HART協(xié)議概述 （29）
3.2 HART通信結構模型 （30）
3.2.1 HART協(xié)議物理層 （31）
3.2.2 HART協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層 （31）
3.2.3 HART協(xié)議應用層 （32）
3.2.4 各層間的功能關系 （33）
3.3 HART的消息幀結構 （33）
3.4 HART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）
4.1 RS-485/RS-422多機通信的組網(wǎng)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(huán)自愈RS-485多機通信方式 （41）
4.2 串口光纖多機通信的組網(wǎng)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(huán)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(xiàn) （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(xiàn) （55）
4.5 RS-485的節(jié)點數(shù)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(jié)點數(shù)和距離極限的布線方式 （59）
4.5.3 RS-485多機通信節(jié)點數(shù)的極限 （59）
4.5.4 無數(shù)據(jù)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(zhì)和其他總線的理論極限 （60）
4.6 串口波特率轉換的實現(xiàn) （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(xiàn) （64）
4.7 RS-232轉RS-485通信電路 （65）
4.7.1 RS-232轉RS-485通信電路的設計 （65）
4.7.2 RS-232端口供電技術 （66）
4.8 無源RS-232數(shù)據(jù)采集器 （68）
4.8.1 LTC1290芯片描述 （68）
4.8.2 硬件電路設計及QBASIC程序 （69）
4.8.3 數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)品及VB程序 （71）
第5章 以太網(wǎng)串口服務器 （73）
5.1 以太網(wǎng)通信幀格式 （73）
5.1.1 以太網(wǎng)第二版（V2） （73）
5.1.2 IEEE 802系列 （74）
5.2 以太網(wǎng)串口服務器的發(fā)展 （75）
5.2.1 第一代產(chǎn)品：10 Mb/s以太網(wǎng)串口服務器 （76）
5.2.2 第二代產(chǎn)品：光電隔離100 Mb/s以太網(wǎng)串口服務器 （76）
5.2.3 對以太網(wǎng)虛擬串口的評論 （77）
5.3 以太網(wǎng)串口服務器的使用 （78）
5.4 以太網(wǎng)串口服務器的設計 （81）
5.5 PC設置和檢測軟件的參數(shù)配置操作 （82）
5.5.1 分配IP地址 （82）
5.5.2 配置設備參數(shù) （84）
5.6 PC設置和檢測軟件的演示操作 （86）
5.6.1 TCP→RS-232 （86）
5.6.2 RS-232→TCP （87）
5.7 內(nèi)部單片機的軟件開發(fā)設計 （87）
5.7.1 軟件要實現(xiàn)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(shù) （90）
5.7.4 內(nèi)部單片機的程序代碼 （92）
第6章 Modbus串行通信技術 （94）
6.1 Modbus調(diào)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）
6.2.3 PC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(nèi)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）
6.3.3 Modbus測量模塊的硬件設計 （109）
6.3.4 Modbus測量模塊的內(nèi)部單片機程序設計 （110）
6.3.5 Modbus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）
7.1 HART Modem的原理與應用 （123）
7.1.1 HART Modem的原理 （123）
7.1.2 A5191HRT的性能與引腳功能 （124）
7.1.3 A5191HRT的內(nèi)部結構與工作原理 （125）
7.2 HART協(xié)議通信模塊的設計 （126）
7.2.1 HART協(xié)議通信模塊的硬件電路設計 （126）
7.2.2 HART協(xié)議通信模塊的軟件設計 （127）
7.3 RS-232與HART轉換器的設計 （127）
7.3.1 RS-232與HART轉換器的設計原理 （127）
7.3.2 DS8500的基本工作原理 （128）
7.3.3 用DS8500實現(xiàn)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）
7.4.2 HART智能變送器設計及實現(xiàn) （131）
7.5 HART溫濕度智能變送器的設計 （134）
7.5.1 系統(tǒng)整體設計方案 （134）
7.5.2 Modem通信模塊 （135）
7.5.3 HT2012在HART協(xié)議中的應用 （137）
7.5.4 MSP430與HT2012的接口設計 （139）
7.5.5 HT2012與外部接口 （139）
7.5.6 單片機MSP430性能 （141）
7.5.7 MSP430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(xiàn)原理 （147）
8.1.2 將USB信號轉換為便于光纖傳輸?shù)男盘?（147）
8.1.3 信號的處理方式 （149）
8.1.4 用光纖實現(xiàn)USB遠程通信的其他方案 （150）
8.2 USB信號的光電隔離 （151）
8.2.1 USB光電隔離器 （152）
8.2.2 USB光電隔離技術 （152）
8.2.3 USB信號線的有待改進之處 （153）
8.3 無須設置的USB共享器 （154）
8.3.1 USB共享器的使用 （154）
8.3.2 雙USB共享的切換邏輯 （155）
8.3.3 USB共享器的硬件設計 （156）
8.3.4 USB共享器的單片機軟件設計 （157）
8.4 USB數(shù)據(jù)采集器 （159）
8.4.1 USB微型數(shù)據(jù)采集器的使用 （160）
8.4.2 數(shù)據(jù)采集器硬件電路設計 （160）
8.4.3 數(shù)據(jù)采集軟件設計 （162）
8.5 采用USB私有協(xié)議的網(wǎng)絡隔離器 （169）
8.5.1 網(wǎng)絡隔離方案特征 （169）
8.5.2 網(wǎng)絡隔離的具體實施方式 （170）
8.5.3 網(wǎng)絡安全文件交換器 （172）
第9章 CAN串口轉換器 （174）
9.1 CAN總線介紹 （174）
9.1.1 CAN協(xié)議和CAN總線的特點 （175）
9.1.2 CAN協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式 （175）
9.2 CAN串口轉換器CAN232B的使用 （177）
9.2.1 產(chǎn)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）
9.3 PC端配置和測試軟件說明 （178）
9.3.1 串口參數(shù)設置 （179）
9.3.2 CAN參數(shù)設置 （179）
9.3.3 按鈕說明 （181）
9.3.4 應用注意事項 （181）
9.3.5 CAN總線數(shù)據(jù)轉發(fā)到串口示例 （182）
9.4 CAN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(xiàn)PC端串口編程 （183）
9.5.1 SPCOMM控件的安裝 （185）
9.5.2 SPCOMM的屬性、方法和事件 （185）
9.5.3 SPCOMM的使用 （185）
9.6 CAN232B的PC端程序源代碼 （187）
9.7 內(nèi)部單片機的軟件開發(fā)設計 （199）
參考文獻 （218）
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