电力系统通信协议转换单片机的实现.docx

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1、电力系统通信协议转换单片机的实现摘要单片机技术与信息技术的有机结合推动了通讯技术的高速发展，并且在通信领域获得了广泛应用。通过不断完善自主创新，构成了单片机多台通信系统。利用单片机技术的优点，开拓新发展的方向。剖析单片机多台通讯，融合单片机技术的应用，从通信协议设计下手，进一步改善和优化单片机多台通信系统，完成网络通信和传输数据。单片机技术广泛用于网络通信行业。伴随着多用途通讯的高速发展及其单片机技术与互联网技术的融合，其作用获得了高效的丰富多彩和拓展，信息数据的收集、传送与处理更为方便快捷。多台通信协议设计对国家信息化规划具备积极主动的价值，进而健全单片机多台通信系统功能的，用于更多领域。关

2、键词：单片机；通信协议；通信协议第一章绪论1.1 研究背景由于信息技术产业的迅速发展，如今的社会处于信息化时代，电子技术己经成为流行技术性。做为电子技术的一部分，数学模型混和信号元器件获得了广泛应用，数学模型混合电路替代了很多传统数字集成电路变成信息资源管理主流的。数据转换器是当前至关重要的数学模型混和信号元器件，它受数据信号和仿真模拟信号互相转化的危害。为了实现各种各样APP运用的需要，快速高精密变成至关重要的设计定位。因为数据转换器性能的逐渐发展趋势，他们已不只是用以电子信息技术领域，很多交叉领域对快速、高精密数据转换器的需要愈来愈高。与此同时，对数据转换器性能测试的技术标准越来越高。伴随

3、着数据转换器速度与测量精度提升，数据变换芯片平台设计和测试难度系数特别大。因为快速信号的光波长难题，干扰信号变成信号传送中不可忽视难题。因为高精密数据转换器对小信号的鉴别能力强，测试全面的薄弱噪音非常容易渗入导出信号中，减少了被检测系统整体的性能。数据转换器测试平台必须具备低噪音和低噪声特点。此外，因为数据转换器的信号导出和数字时钟速率都非常高，数据转换器测试平台必须在降低干扰的前提下确保快速信号的和处理传送水平4。1.2 国内外研究现状变位系数转换器(ADC)测试分成静态数据测试和动态性测试。静态数据实验科学研究比较早，现在有比较完善的测试方法。但是由于静态数据测试不可以意味着ADC的动态性

4、能，因而ADC动态的测试方式能更棒地体现ADC的性能。ADC常见的动态性测试方法是什么根据数据信号处理工艺动态的测试方式，具备高精密、可编的特征，是当前热门的测试方式。运用逻辑分析仪构建测试平台，能够实现根据数据信号处理工艺动态的测试方式。运用逻辑分析仪构建的ADC测试平台的测试步骤，将ADC的导出信号键入到逻辑分析仪中，剖析ADC导出信号在频域里的波型，认证一部分性能后，将逻辑分析仪的导出数据键入到PC(PerSOnaICOmmon)中。可是这个方法测试时，元器件与待测处理芯片连接务必手动式进行，每一个测试流程都必须要手动控制，花费大量时长，造成测试效率不高。1.3 论文组织结构为了实现各行

5、各业对快速高精密数据转换器的需要，务必探寻一种更加全面的数据转换器测试平台。测试平台既需要满足各种测试规定，提供更好的工业触摸屏，还得尽量避免数据转换器接口测试所带来的影响。变位系数转换器是电子信息技术最为重要的构件之一。这将连续不断的模拟信号转化成离散变量的模拟信号，将要模拟信号与一个参照量进行对比，结论转化成用二进制值表述的离散量。为了能依据奈奎斯特采样定律从采样值无模糊地复原初始模拟信号，必须把采样工作频率设为数据信号中最大信号频率最少二倍o以变位系数转换器为例子，其计算全过程一般包括采样、维持、量化分析和编号四个步骤。对模拟信号开展采样并维持、量化分析和编号，随后导出模拟信号。检测结果

6、的准确性。文中的目标就是设计方案一种基于功耗低单片机设计的数据转换器测试平台控制系统。该测试平台能完成ADC芯片设计，降低测试平台对芯片设计过程的影响。控制系统定制的基本任务如下所示阴。(1)控制系统的硬件开发，完成系统软件和原测试平台其他软件的无缝连接；(2)设计方案蓝牙通信控制模块，进行与串口通信的无线通讯联接；(3)设计方案控制系统的app,进行与测试平台其他软件的通讯；(4)进行上位机页面的编程设计，上位机软件与控制系统的数据互动，从而调节全部测试平台1。第二章单片机多机通信系统的分析与设计2.1 通信方式和模式多台通信系统的建设完成了单片机从单边互联网向多网络的改变，推动了单片机技术

7、以及互联网科技的紧密结合。单片机的通信方式也获得了高效的拓展，形成了多种多样通信方式和方式，并且以作用来划分。根据通信方式的挑选通信方式的明确，充分运用单片机和互联网技术性的优点，依据通讯速度规定，科学规范地选择适合的通信方式“1.并行处理通讯和串口通信是两个最主要的通信方式，二者拥有显著的差别。并行处理通讯一般是一种可选择性通信方式，对单片机多台通讯速率要求比较高。分组数据根据好几个并行处理无线信道传送，做到高速通信效果。但是，这类通讯计划方案具备局限，尤其是在通讯间距层面。数据转换器测试平台的目标就是进行芯片功能测试，得出处理芯片各参数数值。数据转换器测试平台一般主要包括四个全过程：取样、

8、数据处理方法、传输数据和主要参数测算。根据芯片设计线路板控制模块和外围设备开展取样，根据快速数据管理系统开展数据处理方法，根据自动控制系统开展传输数据，最终根据上位机软件开展主要参数测算，根据上位机软件检测页面得出检测结果。要实现高速通信，必须在信号的推送端和协调器中间提升好几条路线，这明显不适宜长距离通讯。因而，挑选串行通信通信方式开展远程通讯。串口通信非常简单，依照对应的次序在宽传输线路上传送。数据库的发布者和接受者中间只有一个安全通道。尽管信息内容传输速率并没有并行处理通讯快，但合适远程传输，大大的填补了并行传输上的不足。在串口通信中，依据数据通信具体要求，能选同步传输或异步传输。二种通

9、信方式都各有优点和缺点，同步传输速率非常高2.2 多机通信系统设计依据单片机多台通信系统的差异通信方式和方式，紧紧围绕有关设计基础理论和思想设计多台通讯模块，为系统更新给予关键参照。最先，单片机得多机通讯必须根据一个完整的通讯协议来设计。信号的功率挑选、详细地址、指令数据信号和串口波特率的确认全是单片机多台通讯协议设计的重要环节。下面，在单片机多台通讯协议设计的前提下，将控制模块开展汇聚，依照不一样功能的分成详细地址分辨、命令分辨、传输数据和处理错误控制模块，并有效执行分别功能的，完成互动。第三，确立通讯目标，恰当分辨详细地址，从服务器向从机推送通讯协议详细地址，与本地地址进行对比分辨，只与同

10、样详细地址开展通讯。通过指令判定和传输数据，进行控制模块设计。假如通讯协议与本地地址不一致，就需要浏览处理错误控制模块进行修复。多用途通信系统设计结束后，通过仿真验证，确保了通讯的顺畅，为单片机多功能的通讯带来了根本保障。2.3 综合分析和优化处理在多机通信系统的设计环节中，通讯协议的设计是最关键的阶段，它影响着单片机多台通信系统功能的。为了确保信号传输的精确性，必须事前设计好网络拓扑结构，根据统一管理合理安排互联网资源。应用正确网络层协议。传输数据、传送时间安排和使用权转让是应该考虑的核心。在网络拓扑结构的设备中，信息是可见的，信号的功率可靠性和稳定性得到充分确保。此外，互联网通信接口功能的

11、设计及其手机客户端和网络服务器电源的设计必须参考单片机多台通讯协议的设计，以确保有关的功能健全。对其单片机通信系统开展分析和改进的过程当中，单片机解决是在用户-网络服务器通讯和数据包设计的基础上的。此章讲了数据转换器的基本原理。数据转换器测试平台融合目前测试平台的硬件架构，强调目前ADC测试平台运用过程的电磁干扰难题，并通过该测试平台对硬件架构开展分层次。给出了种完善的MSP430-FPGA数据转换器测试平台，使用了根据功耗低单片机和手机蓝牙的自动控制系统设计计划方案，降低了对平台运转的影响，测试了服务平台整体的特性。最先，MCU在终止等候协议书上再也没有了发送窗口。推送完数据包后，在确定数据

12、包抵达或请求超时以前，它不可以实行下一步。Tata再明确IP数据包，服务器ip和目的地址，确立数据包的开始与结束，将数据帧组成数据包，带上更多数据信息标志信息内容。简单化原始内容，融合IP包长短变动的特性，维持控制字的协调能力。再度，融合未尽事宜，对单片机多台通信系统进行了详细的解读和改进，为通讯协议的设计奠定了良好基础。2.4 服务机和客户机协议设计推送查看包，网络服务器在适度的间隔时间推送他们。以网络容量为1台网络服务器62台远程服务器的单片机多台通信系统为例子，查看包的推送间距一般为1/384。硬件配置设计实现了MSP430自动控制系统框架的创建，使系统软件有了一个总体架构，而MSP43

13、0自动控制系统的app设计乃是自动控制系统神经和微血管，使之充分发挥。数据转换器测试平台自动控制系统的app设计主要包含系统软件软件环境的建设、软件系统的设计和串行通讯接口协议的设计与完成。依据技术标准，依据现阶段查看者确定是否进到下一步，将查看数据包发送至现阶段查看者机器设备，等候确定数据包抵达或请求超时，随后标识恰当和不正确，以查验被查询手机客户端，必要时数据信息，有效区划城市公共交通的应用管理权限。查看后推送数据包，请求超时后取回系统总线所有权。在手机客户端协议的设计环节中，取决于是不是接受当地数据包和推送统计数据，便于进行有效的解决。互联网资源分派完成后，推送数据包，确定收到后再进行下

14、一步。必要时传送数据，上传的数据包要被转移至请求超时查验。假如请求超时，则再度接受归属于当地计算机数据包，要是没有请求超时，则数据包等候确定。在发送方和读取方中间查询和确定数据包的过程当中，实现了手机客户端协议的设计。第三章设计方案的实现设计方案是一个人和物互相支撑的有机整体，在其中人即是积极主动的，都是被动接受，她们依据的中间“物”相互交流。是科学研究人和物之间的关系，不但包含狭义产品价值，也包括具备扩展功能服务内容与交流。除此之外，人不单单是具备本身的属性“一般爱人”，也包括人的社会属性、人、审美观、的价值观要求。因此设计方案并不只是人物角色造就，反而是人性化定义表述，反映人和物、人与人的

15、沟通交流。时迄今日，定制的重要一定是以民为本，在其中人性化关爱尤为重要。3.1 单片机的选择在规划环节中，对市场中的各种各样单片机设计进行了详细的和较为。最终，根据适用实时仿真和内嵌式追踪的32/16位ARM71秒CPU的话筒128位运行内存插口，及其与众不同的加快构造，1.PC2146o1.PC2146容许32位编码以较大数字时钟速度运作。在严苛控制代码大小的小APP运用中，可以用16位ThUmb模式，在最大程度减少特性的损失与此同时，降低30%以上编码量。小封装形式和功耗低使1.PC2146非常适合门禁系统和零售点设备等中小型APP运用。内嵌：USB2.0飞速元器件，UART、SP1.SS

16、P、I2C系统总线等几种串口通信插口，8KB至40KB片内SRAM,可以实现通信网关、光纤转换器、手机软件。该Cpu非常适合工业领域，因为他具备好几个32位计时器、一个或两个K）位ADC、10位DAC、PWM安全通道、45条快速GPIO路线和高达9个由边缘或低电平开启的外部中断管脚。3.2 串行通信协议的设计沟通交流协议书就是指双方约定沟通的语法和实际意义。简单的说就是数据校检，其实就是数据以什么格式推送，怎样从接收的数据列中获取出所需要的数据，及在推送和接受的过程当中如何控制这种数据的精确性。在串行通信用户层的通讯协议中，关键关心发送方怎样搭建数据包，接受方怎样处理数据包，和从数据包中获取有

17、兴趣的信息。这几个方面全是精心设计的，通讯协议也要有益于这个目的。创建用户层通讯协议十分随便，但要遵循一些基本准则：数据包必须要有报头；非固定不动的长度数据包必须数据包结尾；应当强调数据包长短；应查验一般数据；便于观察到的数据需要在结尾用回车符和其他符号标识；更新最快数据，尽量减少数据包。文中描绘的通讯是单片机设计与PC机间的通讯。通讯方式为串口通信，通讯协议依据上述通用性规则和RS-232数据传输技术，运用RS-232串行通信标准制定。在单片机设计与计算机通讯的过程当中，主要有两种通讯具体内容：一种是计算机在开赛精子活动率单片机设计传出命令，设置竞赛匝数，并且在显示屏中显示选手的慢跑匝数。二

18、是比赛时单片机设计实时监控发送至计算机的运动员跑步信息数据包。在通讯协议中，数据包的报头作为帧定界符，表明详细数据包的开端。奇偶校验是由CRC校检上述情况信息比特犬所获得的校检值。最终，在帧的结尾设定标识Od,表明一帧的数据传送进行。将计算机发给MCU的指令格式的脑袋设为bc50,并标识指令帧的开端。帧长设为09,其数值帧长、情况设定、具体内容设定、CRC校检四部分内容字节总和。指令的整体格式为：be50091818:c:omoc:cOdMCU回应计算机发出指令。提交数据包主要有两种回应格式：BC5009000rocrocoOd表明接受不成功，必须重新发送。表显示将数据信息上传至MCU的格式。

19、单片机设计发给计算机数据文件中，报头格式设为bc50,占有2个字符。长纪录帧的报头和分类结尾间的信息长短占有1个字符。帧记数纪录传输的信息帧的总数，以避免传输过程的帧遗失。领导干部地址表明信号检测的源头。设定位用以设定读取器状态。读卡总数纪录现阶段读卡机所读卡的总数。读卡具体内容位表明读卡的银行账号和读卡时长信息。全部指令的格式是：bc5017008da0e018180003558f00925535009254ec009235e5Od计算机响应单片机上传数据，回送数据包2种格式:be5009二。i二OoOO二二Oer表示接收成功;be5009。IfffZloOd,表示次帧数据接收失败，要求重发

20、。那样，软件和硬件单片机设计签署挥手协议书，承诺数据信息传输标准，保证数据传输的准确性。3.3 通讯控制程序的设计依据通讯协议明确的信息格式，制定了电子计算机与51单片机通讯的管理程序，进行数据库的推送和传输功用。因为传输间距、当场标准等几种很有可能条件的限制，电子计算机与下位机间的通信数据常常会出现无法预知错误。为了避免偏差产生的影响，在通讯中使用了数据校验。常见的数据校验方式有奇偶校验、循环冗余校验。奇偶校验自身并不可信，只有检验信息传输中的一些误码，出现未知错误后规定再发。为了能检查程序传输中传输的信息对不对地用以CRC校检，循环系统多余码的CRC校检技术性广泛应用于服务器和通信领域。尽

21、管CRC测算能通过专用型硬件配置完成，但在低成本微处理器系统中，CRC校检还可以在并没有硬解码的情形下或者利用手机软件完成。根据编辑软件认证了这一设计方案。高速数据接口的硬件电路包含FPGA编程接口、AHB系统总线串行通讯接口和ADC处理芯片配备插口。FPGA编程接口能从上位机免费下载FPGA可执行程序到FPGA,文档的信息根据MSP430自动控制系统传输并操纵传输全过程。下载成功后，根据FPGA立即实行AHB系统总线串行通讯接口，监管FPGA的工作状态，进行与数据管理系统的数据传输基本功能。ADe处理芯片配备复位ADC处理芯片，以保证处理芯片正常运转。因为ADC处理芯片配置作用应该根据不一样

22、芯片特点来设计，为了确保MSP430自动控制系统的关联性，MSP430处理芯片剩下的通用性键入输出接口传送到高速数据传输插口上预留，按各芯片复位规定设计方案CRC校检的最基本理论是运用线形编号基础理论，依据发送方上传的K比特犬二进制码编码序列，形成R比特犬的监管码（即CRC码），用以与某一卡规（1.）开展校检，并把它导入到信息中，形成一个新的二进制码编码序列总和。比特犬的信号接收器依据信息码和CRC码中间遵照规则开展安全检查，以确定在传输期内是不是出现了不正确。接收器将接收的二进制系列号（包含信息码和CRC码）除于代数式。假如被除数为0,表明传输并没有不正确；不然表明传输并没有不正确。如在ap

23、p上测算CRC码时，信号接收器能从CRC码要求接收到的信息码，以确定较为结论是不是和接收到的CRC码同样。本设计方案选用16位CRC码，应用C语言程序根据下边的字节数查找表搜索CRC码。根据字节数查找表搜索CRC的办法速度特别快。此方法适用计算速度很快的微控制器。3.4 通讯控制程序的设计根据监控软件，上位机能控制MSP430-FPGA数据转换器测试平台。上位机根据通信接口与MSP430自动控制系统相接，实现对各机器的控制与传输数据。上位机程序界面给予可视化操作设计方案，测算数据转换器的各类主要参数规范，并做出最后检测结果。MSP430自动控制系统连接的上位机程序流程与之前根据ARM的自动控制

24、系统连接的上位机程序流程基本一致，仅仅数据信息通信接口从原来的Internet口改成USB或手机蓝牙插口。因而，只有改动上位机的通讯接口，有关插口和计算软件与原系统完全一致。最先我介绍一下原生态页面。当上位机和测试平台根据USB线创建硬件配置连接时，上位机检索连接的CoM端口号，融合上位机通信接口协议的查看指令检索测试平台。在绝大多数情况下，假如USB端口号连续两次连接到电子计算机，端口号很有可能是一致的，当然如果已有的端口号储存为文档在。上一次明确测试平台后的Cf格式，那样下一次是不是连接端口号。这儿用于分辨Ce)Mb口是不是开启的句子是r=noncompacting,115200,0,8,

25、1,1024,1024)；当r大于0时，COMb开启取得成功；当r小于0时，COMb打开失败。2:串口通信传送编程设计了德州仪器公司所提供的USB接口程序流程，将MSP430单片机设计的USB接口投射到计算机中的虚似规范串口通信，那样当测试平台连接到上位机时，电子计算机就可以用计算机网络适配器查询连接的机器。第四章总结它形成了单片机多台通信协议和单片机多台通信系统设计的关键阶段。由于通讯技术发展和成长，单片机多台通信系统不断完善与创新，为通信领域开创了新发展的方向。讲述了怎样运用1.PC2146单片机和RS-232插口，完毕。设计了单片机与电子计算机间的串行通信插口开展传输数据，建立了串行通信

26、的通信协议。根据无线通讯的全自动记分系统在提升田径比赛记分的科技含量、工作效能、缓解管理者的任务量和节省赛事成本费层面发挥了重要意义。根据对单片机多台通信系统的解读和设计，融合通信协议的设计关键点，展开了高效的设计，彰显了单片机多台通信系统功能的。参考文献1刘震.电力系统智能通信采集与协议转换系统的研究J.建筑工程技术与设计,2018(2):4-5.2陆庆志，聂雄.基于ENC28J60的串口服务器设计J.仪表技术,2021(4):453牟元恩.电力系统通信机房智能温控系统设计与实现J.无线互联科技，2017(9):2-3.4J冯利虎，时谊，丘慧龙,等.电力系统通信规约库抽象设计与实现J测控技术

27、,2018,37(7):565张洁，朱磊，郭林源.单片机扩展CH395以太网控制器的通信速率测试J国外电子测量技术,2017,36(7):90-94.6刘悦.通信协议转换在可编程逻辑器件中的实现J.中国新通信，2017,19(6):127范能胜，张怀岑.一种用于穿戴设备的串行通信协议的设计与实现J北京生物医学工程，2020,39(4):6-7.8陈赞，蒋善超.基于增强型51单片机的可穿物理戴降温系统设计J智慧工厂,2021,(5):76-80.9刘远仲.一种基于单片机的改进型通信开关电源电路设计J电子制作，2017(20):2-3.10张静,ZHANG,Jing,等.单片机无线通信系统的设计与实现J.企业技术开发,2017(15):15-16.11邓婷，范润宇.远程电力抄表系统的网关通信设计与实现J.软件工程,2020,23(3):4-5.12倪丹艳.基于STC89C52单片机的温湿度环境监测系统设计与实现J.产业科技创新,2020(19):2-3.