一种基于半双工通信系统的通信控制协议设计

一种基于半双工通信系统的通信控制协议设计贵阳学院物理与电子信息科学系贵州贵阳550009中图分类号：TN文献标识码：A文章编号：1007-0745202211-00摘要：在许多控制系统中需要一个高效、简单、可靠的通信控制协议，用以保证设备将控制信息准确的发往目的设备。由于控制信息数据量小不需要进展双工通信，因此本文提出的通信控制协议只针对于半双工通信控制系统。此外本协议具有通用性，可方便的移植到其他半双工系统。关键词：控制、通信、协议、半双工Abstrat:Needinanyntrlsystesaeffiiently,siple,dependablerrespndenentrlagreeent,inrdertprisethattheequipentsillntrlaninfratintauratelysendtatargetequipents.Thentrlinfratinauntfdatasisingsalldesntneedtarrynapairfrksrrespndene,sthistextputfrardftherrespndenentrlagreeentaiatrkrrespndenetntrlsysteatthehalfduble.Inadditinthisagreeenthasingeneraluse,annvenientlytransplantantherhalfdublerksyste.Keyrd:ntrl,uniatin,negtiate,halfdublerk当系统中的各个设备通过某种物理链路互相联接起来以后，并不意味着它们之间就可以立即进展数据交换了。设备之间要进展通行还需要有通信的规那么即通信协议。通信协议通常要规定通信的开始与完毕，数据的承受者，所传送数据的校验方式以及链路的电气接口参数等。目前常见的协议有基于以太网的IEEE802.3协议，基于AN-BUS总线的ANpen协议等等。这些协议通常都比较成熟，它们或通信速度快、或通信可靠性高或抗干扰才能强，因此得到了广泛的应用。但是在一些要求比较特殊的场合这些协议就不一定适用了。本文针对于对通信速度要求不高、对价格控制比较严格系统，特别是控制系统设计了一种协议。这种协议基于半双工通信系统，具有通用性。硬件系统参考模型如：图1-1：系统是由一个总线控制器与假设干个设备之间通过同一通信总线连接。总线控制器与设备，设备与设备之间能进展半双工通信。图1-1由于采用的是总线连接方式可以使得系统的本钱大大降低，但是由于总线的特点不允许同时有两个或以上的设备发送数据。因此需要总线控制器对总线的控制权进展分配。详细的通信过程类似于令牌环网，首先总线控制器会登记在总线上的设备地址，然后按照一定的算法发出某一设备的总线控制允许信号。设备在没有得到总线控制允许信号时都时处于听者状态的，一旦收到属于自己的总线控制信号后那么将数据发送到总线上。设备发送数据时总线控制器处于听者状态一旦受到设备数据发送完毕信号立即将下一设备的总线允许控制信号发出，从而将总线控制权交给下一个设备。在通信系统中通常把要传输的信息分成假设干个块来传送，每个块加上控制信息成为一郑同样在本协议的参考模型中数据的传送也是以帧为单位的，并且设备在一次总周期中只能发送一郑本协议采用组帧技术1。规定帧的正常开始与完毕用二进制串01n0n取6表示6个连续的1称为Flag。当设备接收到6个连续的1时表示一帧的正常开始，再接收到连续的刘个1时表示一帧的正常完毕。如设备接收到连续的7个或以上时表示非正常开始或完毕。如帧中的数据有连续的6个1时，那么在连续的5个1后插入一个0来解决与Flag的冲突。设备在接收到连续的5个1后自动将其后的0删除，如在其后的时1那么表示一帧的完毕。考虑到低速系统采用处理器多为8位数据，且本协议传送的数据主要为控制信息。规定一帧的长度位32个二进制位，其中高八位与低八位为帧开始与完毕的Flag，中间16位为数据位。如同信数据为控制信息这可规定数据位中高8位为地址数据如出现又连续6个1的情况，那么使用数据位中低8位的最高位扩展。数据位中低8位的次高位固定为0紧接的4位为控制信息称为_flag，其后一位固定为0再后一位为奇校验位。_Flag的0H与fH保存用于总线控制器。0H用于总线控制权移交，fH用于登记地址。典型应用：系统采用图1-1所示模型，共有三个设备地址分别为00H、0fH、ffH。首先由总线控制器发出地址登记命令，如有该地址设备那么该设备发出与总线控制器先前发处信号一样信号，总线控制器登记该地址。如总线控制器发出7e003d7eH登记00H设备，受到信号后00H设备也发出7e003d7eH用以登记地址，登记一个设备地址以后总线控制器将按自然数递增的方法一直登记到最后一个地址。最后一个地址登记的信号为：7efbbd7eH。登记完地址以后总线控制器只发出登记了地址的设备总线控制允许信号，这样可以减少浪费的时间。如发出的ffH设备总线控制允许信号应为7efb817eH。以上介绍了本协议适用的范围与产生背景，由于具有一定的普遍意义可以很方便的引用到单片及控制系统中。当然在开发中还有较多的本卷须知，例如设备失灵时总线控制器的等待只能在一定的时间内，否那么的会引起假死状态。因此本协议的适用可跟据详细的系统做一些适当的补充规定。参考文献：1李建东，盛敏编著.通信网络根底.北京：高等教育出版社，2022.8注释：工程基金：贵阳学院2022院级课题。作者简介：孙健1979-贵阳学院物理与电子信息科学系讲师；贵州大学2022级在读研究生，主要研究通信与自动控制。