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第34 卷 Vo1． 34 第11期 N o 1l 计C om puter E ngineer ing 算机工程 2008 年 6 月 J une 2008 · 开发研究与设计技术 · 文章编号： 100 _ 3428(2o08)1 1 27 __o3 文献标识码：A 中图 分类号： TP273 基于嵌入式 L inux 的 R S485 通信协议 闰成华 ，周 余 ，都思丹 (南京大学电子科学与工程系，南京 210o93) 摘点对多点传输的特点，将 RS485 总线传统的主从通信方式扩展为多主方式，实现在 RS485 总线上多个设备之间数据的对等传输，具有平 要： 在嵌入式 Linux 平台上设计并实现一个 RS485 总线通信协议。 该协议在网络冲突检测及数据帧结构设计时， 利用 RS485 总线支持 台间的可移植性和功能可扩展性。 关健词：RS485 总线；通信协议；CRC 校验；嵌入式Linux R S4 85 C om m unication P rotocol B ased on E m bedded L inux Y A N C heng·hua ， Z H OU Y u ， D U S i ·da n (Department of Electronic Science and Engineer i ng， Nanjing Unisv ersity， N anjing 210093) I A ~ w aa ] This paper descr i bes the design and implementation of a R S485 bus communication protocol t h at based on embedded L inux plat f orm· From t h e aspects of n~ woN c ollis ion detec t i on a n d t h e struc ture of data frame， a n d utili zing the poi nt to m ulti pl e poi nt c haracter i st i c of R S485， thi s protoc ol extends t h e tradit i onal pr i n cip al a n d subo rdinate comm uni c ation m et h od to m uN p~pr i nc ipa l m et h od，a n d reali zes peer to p eer tra n sfer am ong m ult i ple equipm ents on the R S4 85 bus ． T hi s protocol i s portabl e a n d eXtend ab1 e． [ K ey words l RS485 bus； com munication protocol； C RC checking； embedded Linux 1概述 RS485 是由美国电子工业协会在 RS422 的基础上制订并 发布的串IZ l 标准，它是双向的平衡传输线接I Zl ，通信方式为 半双工，支持点对多点及多点对多点的连接、传输距离远且 传输速率快，适用于组建成本低、可靠性高且分布范围较大 的总线网络，常用于中小型集散系统。 嵌入式 Linux 是标准 Linux 经小型化裁减处理后，能固 化在容量只有几千或几兆字节的存储芯片或单片机中、适于 特定嵌入式应用场合的专用 L inux 操作系统。嵌入式 Linux 具有低成本、多种平台支持、性能优异和良好的网络支持等 优点，因此，越来越多的嵌入式设备选择嵌入式 L inux 作为 操作系统。 分布式数据采集系统在集中式数据采集系统的基础上发 展而来，是集计算机技术、嵌入式系统技术、通信技术、数 据采集和显示技术于一体的工业计算机团控系统 j。这类系 统一般需要使用多主式网络传输方式，很适于采用RS485 总 线作为组网方式， 但由于至今没有统一的相关通信协议规范， 因此在实现时，不同系统常采用不同的通信协议。本文在研 究 RS485 通信的基础上，结合嵌入式 Linux 的特点，设计并 实现了 RS485 总线通信协议。 2 R S485 协议的设计 2． 1协议的总体架构 通信协议的设计通常采用分层结构，比如 ISO 的OSI 协 议参考模型 J。 本协议的设计采用分层结构 ， 分为如下 3层 J： (1)物理层。与其他通信协议类似，利用物理媒介实现物 理连接的功能描述和执行连接的规程 ，提供用于建立、保持 和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件。 (2)数据链路层。在物理层之上，用于建立、维持和拆除 —_2 78一 链路连接。 (3)应用层。 针对不同上层应用， 利用链路层提供的服务， 为用户提供统一的接口函数。 2． 2物理层协议设计 2． 2． 1 RS485 的物理特性 RS485 收发器采用平衡发送和差分接收，共模输出电压 在一 7 V ~ +1 2 V 之间， 具有抑制共模干扰的能力； 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。 RS485 总线网络上的设备有 PC 和其他终端。 因为 PC 机 只有常用的 RS232 串行通信接 口， 所以要通过 RS232／ RS485 转换器来接入网络。若终端是嵌入式设备，则可以直接采用 RS485 收发器接入总线。RS485 总线网络的一般拓扑结构如 图 1所示 。 图1 RS485 总线网络的拓扑结构 2． 2． 2物理层功能与协议实现方式 物理层要完成的功能如下：发送时，将数据链路层送来 作者简介 ： 闰成华(1981一 ) ，男， 硕士研究生， 主研方向： 嵌入式系 统 ；周余， 博士研究生；都思丹，教授、博士生导师 收稿 日 期 ：2007— 08— 14 E ·mail ：hua9008@sina． com 维普资讯 http://www.cqvip.com