串行通信技術(shù)——面向嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
定 價(jià)：68 元
叢書名：嵌入式技術(shù)與應(yīng)用叢書
- 作者：周云波
- 出版時(shí)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(shù)，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(shù)嵌入自己的設(shè)計(jì)中。本書既包括理論基礎(chǔ)，也包含實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shù)和通信轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品等內(nèi)容，接著重點(diǎn)介紹以太網(wǎng)串口服務(wù)器的硬件和軟件設(shè)計(jì)，以便讀者進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。本書公開了實(shí)用的Modbus串口協(xié)議轉(zhuǎn)換器和Modbus數(shù)據(jù)采集模塊的全套設(shè)計(jì)資料，以及幾種HART智能變送器的全套設(shè)計(jì)方案，作者還將自己的多項(xiàng)USB專利技術(shù)在本書中予以公開，如USB光纖傳輸技術(shù)、USB共享器、USB數(shù)據(jù)采集器、USB網(wǎng)絡(luò)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(xué)教師，博士。曾經(jīng)在北京航天研究院學(xué)習(xí)和工作。從事過軍工測(cè)控系統(tǒng)的研發(fā)、數(shù)字電路的教學(xué)與科研，串口通信的研究與開發(fā)，獲得國(guó)家專利十多項(xiàng)，在國(guó)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(jiǎn)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(diǎn) （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(biāo)準(zhǔn) （6）
1.5 RS-485標(biāo)準(zhǔn) （7）
1.6 RS-422標(biāo)準(zhǔn) （8）
1.7 RS-232與RS-485的區(qū)別 （8）
1.8 單片機(jī)的串口多機(jī)通信 （10）
第2章 Modbus協(xié)議 （12）
2.1 Modbus入門 （12）
2.1.1 Modbus的幾個(gè)特點(diǎn) （13）
2.1.2 Modbus網(wǎng)絡(luò)的三種傳輸模式 （13）
2.1.3 Modbus與串口的關(guān)系 （13）
2.1.4 Modbus與串行通信的區(qū)別 （14）
2.2 Modbus協(xié)議簡(jiǎn)介 （14）
2.2.1 Modbus協(xié)議簡(jiǎn)述 （14）
2.2.2 Modbus通信使用的主-從技術(shù) （14）
2.2.3 查詢-回應(yīng)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(cuò)誤檢測(cè)域 （19）
2.4.7 字符的連續(xù)傳輸 （19）
2.5 錯(cuò)誤檢測(cè)方法 （19）
2.5.1 奇偶校驗(yàn) （20）
2.5.2 LRC檢測(cè) （20）
2.5.3 CRC檢測(cè) （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(jié)構(gòu)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(yīng)用層 （32）
3.2.4 各層間的功能關(guān)系 （33）
3.3 HART的消息幀結(jié)構(gòu) （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(shù) （39）
4.1 RS-485/RS-422多機(jī)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?zhǔn)蕉鄼C(jī)通信方式 （40）
4.1.3 星形RS-485多機(jī)通信方式 （40）
4.1.4 單環(huán)自愈RS-485多機(jī)通信方式 （41）
4.2 串口光纖多機(jī)通信的組網(wǎng)方式 （41）
4.2.1 簡(jiǎn)單的一對(duì)一串口光纖通信方式 （42）
4.2.2 總線式串口光纖多機(jī)通信方式 （42）
4.2.3 環(huán)形串口光纖多機(jī)通信方式 （43）
4.2.4 對(duì)串式串口光纖多機(jī)通信方式 （43）
4.3 串行通信的VB程序 （44）
4.4 地址串口轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn) （51）
4.4.1 地址串口轉(zhuǎn)換器的使用 （51）
4.4.2 地址串口轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì) （53）
4.4.3 地址串口轉(zhuǎn)換的純軟件實(shí)現(xiàn) （55）
4.5 RS-485的節(jié)點(diǎn)數(shù)和距離極限 （57）
4.5.1 帶中繼功能的串口轉(zhuǎn)換器 （58）
4.5.2 突破RS-485節(jié)點(diǎn)數(shù)和距離極限的布線方式 （59）
4.5.3 RS-485多機(jī)通信節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn) （61）
4.6.1 串口波特率轉(zhuǎn)換器的使用 （61）
4.6.2 串口波特率轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)和單片機(jī)軟件 （62）
4.6.3 串口波特率轉(zhuǎn)換的純軟件實(shí)現(xiàn) （64）
4.7 RS-232轉(zhuǎn)RS-485通信電路 （65）
4.7.1 RS-232轉(zhuǎn)RS-485通信電路的設(shè)計(jì) （65）
4.7.2 RS-232端口供電技術(shù) （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(shè)計(jì)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(wù)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(wù)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(wù)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(wù)器 （76）
5.2.3 對(duì)以太網(wǎng)虛擬串口的評(píng)論 （77）
5.3 以太網(wǎng)串口服務(wù)器的使用 （78）
5.4 以太網(wǎng)串口服務(wù)器的設(shè)計(jì) （81）
5.5 PC設(shè)置和檢測(cè)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(shè)備參數(shù) （84）
5.6 PC設(shè)置和檢測(cè)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(jī)的軟件開發(fā)設(shè)計(jì) （87）
5.7.1 軟件要實(shí)現(xiàn)的功能目標(biāo) （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(jī)的程序代碼 （92）
第6章 Modbus串行通信技術(shù) （94）
6.1 Modbus調(diào)試精靈軟件 （94）
6.2 將普通串口設(shè)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(shè)計(jì) （103）
6.2.5 模塊的內(nèi)部單片機(jī)程序 （104）
6.3 超小的Modbus測(cè)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(cè)量模塊的硬件設(shè)計(jì) （109）
6.3.4 Modbus測(cè)量模塊的內(nèi)部單片機(jī)程序設(shè)計(jì) （110）
6.3.5 Modbus測(cè)量模塊的外接PC程序設(shè)計(jì) （112）
6.3.6 外接A/D轉(zhuǎn)換芯片的Modbus測(cè)量模塊的設(shè)計(jì) （119）
第7章 HART智能變送器 （122）
7.1 HART Modem的原理與應(yīng)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(jié)構(gòu)與工作原理 （125）
7.2 HART協(xié)議通信模塊的設(shè)計(jì) （126）
7.2.1 HART協(xié)議通信模塊的硬件電路設(shè)計(jì) （126）
7.2.2 HART協(xié)議通信模塊的軟件設(shè)計(jì) （127）
7.3 RS-232與HART轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) （127）
7.3.1 RS-232與HART轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)原理 （127）
7.3.2 DS8500的基本工作原理 （128）
7.3.3 用DS8500實(shí)現(xiàn)的RS-232與HART轉(zhuǎn)換器 （130）
7.4 一種HART智能變送器的設(shè)計(jì) （130）
7.4.1 設(shè)計(jì)原理圖 （131）
7.4.2 HART智能變送器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) （131）
7.5 HART溫濕度智能變送器的設(shè)計(jì) （134）
7.5.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 （134）
7.5.2 Modem通信模塊 （135）
7.5.3 HT2012在HART協(xié)議中的應(yīng)用 （137）
7.5.4 MSP430與HT2012的接口設(shè)計(jì) （139）
7.5.5 HT2012與外部接口 （139）
7.5.6 單片機(jī)MSP430性能 （141）
7.5.7 MSP430與D/A轉(zhuǎn)換芯片AD421的接口設(shè)計(jì) （141）
7.5.8 智能變送器的軟件設(shè)計(jì) （142）
第8章 USB通信技術(shù)應(yīng)用 （146）
8.1 通過光纖傳輸U(kuò)SB信號(hào) （147）
8.1.1 實(shí)現(xiàn)原理 （147）
8.1.2 將USB信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于光纖傳輸?shù)男盘?hào) （147）
8.1.3 信號(hào)的處理方式 （149）
8.1.4 用光纖實(shí)現(xiàn)USB遠(yuǎn)程通信的其他方案 （150）
8.2 USB信號(hào)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(shù) （152）
8.2.3 USB信號(hào)線的有待改進(jìn)之處 （153）
8.3 無須設(shè)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(shè)計(jì) （156）
8.3.4 USB共享器的單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) （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(shè)計(jì) （160）
8.4.3 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì) （162）
8.5 采用USB私有協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)隔離器 （169）
8.5.1 網(wǎng)絡(luò)隔離方案特征 （169）
8.5.2 網(wǎng)絡(luò)隔離的具體實(shí)施方式 （170）
8.5.3 網(wǎng)絡(luò)安全文件交換器 （172）
第9章 CAN串口轉(zhuǎn)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(diǎn) （175）
9.1.2 CAN協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式 （175）
9.2 CAN串口轉(zhuǎn)換器CAN232B的使用 （177）
9.2.1 產(chǎn)品概述 （177）
9.2.2 性能指標(biāo) （177）
9.2.3 典型應(yīng)用 （178）
9.2.4 配置說明 （178）
9.3 PC端配置和測(cè)試軟件說明 （178）
9.3.1 串口參數(shù)設(shè)置 （179）
9.3.2 CAN參數(shù)設(shè)置 （179）
9.3.3 按鈕說明 （181）
9.3.4 應(yīng)用注意事項(xiàng) （181）
9.3.5 CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到串口示例 （182）
9.4 CAN串口轉(zhuǎn)換器CAN232B的硬件電路設(shè)計(jì) （182）
9.4.1 電路PCB設(shè)計(jì) （182）
9.4.2 電路原理圖設(shè)計(jì) （183）
9.5 在Delphi中用SPCOMM實(shí)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(jī)的軟件開發(fā)設(shè)計(jì) （199）
參考文獻(xiàn) （218）
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