《物联网技术创新应用》项目10智能工厂设备交互VIP

智能工厂设备交互InternetofThings项目场景说明串口的功能及类别CC2530单片机串口的使用项目实践项目场景生产车间往往都是有金属阻隔、电磁环境复杂不利于无线信号的通讯，只有抗干扰能力较强的有线信号才能保证数据的传输稳定，同时中央控制台又需要一次控制多个设备，硬件上设定多个控制端是不现实的。串口以实现简单、数据传输稳定、可远距离传输数据、抗干扰能力强且一般电子设备都有这种接口完全可以满足工业需求，因此串口就在工业领域得到了广泛的使用。任务目标使用CC2530单片机模拟设备与中央控制台间的数据交互。通过编写代码使用CC2530单片机的串口外设，将配置好的串口外设通过串口线与PC机连接，打开PC机上的串上位机，通过PC机上的串口上位机向CC2530单片机发送数据。串口概念串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(SerialInterface)是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。串口的接口标准同步串行接口（英文：SynchronousSerialInterface，SSI）是一种常用的工业用通信接口。异步串行是指UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter），通用异步接收/发送。UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。TTL电平是3.3V的，而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平。RS-232RS-232也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座（DB25），后来使用简化为9芯D型插座（DB9），现在应用中25芯插头座已很少采用。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。RS-422支持点对多的双向通信。RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。RS-485RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信。串口通信协议串口通信（SerialCommunications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。串口通信的参数串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。波特率波特率这是一个衡量符号传输速率的参数。数据位数据位是衡量通信中实际数据位的参数。停止位停止位用于表示单个包的最后一位。奇偶校验位奇偶校验位在串口通信中一种简单的检错方式。数据流控制数据流控制作用就是当接收端的数据缓冲区已满，无法处理数据来时，就发出"不再接收"的信号，发送端则停止发送，直到发送端收到"可以继续发送"的信号再发送数据。硬件数据流控制RTS/CTS（请求发送/清除发送）流控制和DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）流控制软件数据流控制软件流控制常通过XON/XOFF来实现。CC2530串口CC2530的串口模式中提供异步串行接口功能。在UART模式中，串口接口使用2线模式或者含有引脚RXD、TXD、可选RTS和CTS的4线模式。UART模式的操作具有下列特点：●8位或者9位负载数据●奇校验、偶校验或者无奇偶校验●配置起始位和停止位电平●配置LSB或者MSB首先传送●独立收发中断●独立收发DMA触发●奇偶校验和帧校验出错状态CC2530串口配置寄存器介绍CC2530单片机对于每个USART有5个配置寄存器来综合配置CC2530串口特性。UxCSR（USARTx控制和状态寄存器）UxUCR（USARTxUART控制寄存器）UxGCR（USARTx通用控制寄存器）UxBUF（USARTx接收/发送数据缓冲寄存器）UxBAUD（USARTx波特率控制寄存器）项目分析串口配置，首先需要通过P0SEL寄存器将管脚属性配置为外设模式，然后通过PERCFG配置寄存器选择要配置的串口通道，接下来选择P0为串口优先并将双线总线模式配置为串口模式，最后配置串口波特率停止位和奇偶校验位。程序的接收数据则只需要对接收状态寄存器位URX0IF进行识别，如果接受到数据，则可直接从U0DBUF寄存器中获取接收到的数据。程序的发送数据与接收数据方式的操作顺序正好相反，首先向U0DBUF寄存器写入要发送的值，然后等到UTX0IF寄存器置位，如果置位则数据发送完成。程序流程图项目实现串口始化程序如下：voiduart0_init(unsignedcharStopBits,unsignedcharParity){P0SEL|=0x0C;//初始化UART0端口PERCFG&=~0x01;//选择UART0为可选位置一P2DIR&=~0xC0;//P0优先作为串口0U0CSR=0xC0;//设置为UART模式,而且使能接受器U0GCR=0x0A;U0BAUD=0x3B;//波特率设置为38400U0UCR|=StopBits|Parity;//设置停止位与奇偶校验}项目实现串口发送函数如下：voiduart_send_char(charch){U0DBUF=ch;//将要发送的数据填入发送缓存寄存器while(UTX0IF==0);//等待数据发送完成UTX0IF=0;//发送完成后将数据清零}项目实现串口接收函数：intuart_recv_char(void){intch;//等待数据接收完成while(URX0IF==0);//提取接受数据ch=U0DBUF;URX0