一种485总线半双工通信的软件处理方法与流程

本发明属于机载总线通信技术领域，涉及一种485总线半双工通信的软件处理方法。

背景技术：

rs485总线是由rs232发展而来的接口标准，适用于单点到多点或者多点之间的通信，弥补了rs232接口标准的互联问题。rs485总线以其接口简单、成本低廉、通信距离长、可靠性高等优势在交通、航空、航天、自动控制领域被广泛使用。

rs485网络的通信方式分主从式和总线式2种。工业控制中通常采用主从的工作方式，而总线通信方式有着良好的扩展性和通用性。当rs485总线工作在半双工通信方式，同一时刻只能有一个节点处于发送状态，否则会引起总线冲突。为了减少总线冲突，采用总线侦听方式。在发送端发送数据帧之前，先侦听总线状态，判断是否空闲。若总线空闲，则向总线广播总线申请帧，然后发送数据，否则循环等待。在航空领域机载嵌入式系统中，由于系统对实时性要求较高，通常采用应答的方式，从节点收到信息后，按照预定的时间序列向主节点发送数据。当rs485总线网络组建方法设为两线方式，发送和接收是复用一组数据线，传统的总线通信下会存在很大噪声，本发明针对这个问题，提出了软件处理方法，实现总线在半双工通信方式下，数据的高可靠性接收与发送。

技术实现要素：

本发明的目的是：485总线在半双工的通信模式下，采用两线方式组建的网络中，快速的数据发送和接收过程中，存在数据丢包和错包的情况。为解决该问题提出一种485总线半双工通信的优化算法。

本发明的技术方案是：优化485总线的应答响应逻辑，考虑到数据接收与发送过程中，数据传输需要的时间，引入信号量操作和fifo特殊处理，确保同一时刻下，总线上传输的数据不会发生冲突。

所述的一种485总线半双工通信的优化算法，包括以下步骤：

1)485总线接收使能打开，判断485总线接收开始标志rx_flag的状态，如果满足接收条件，则rx_flag＝＝1，执行步骤2)，否则，执行步骤5)；

2)获取485总线接收fifo的长度，如果长度不为零，则读取fifo内的所有数据，执行步骤3)；否则，执行步骤5)；

3)对接收的数据进行校验，如果校验结果正确，数据接收过程结束，进入数据发送程序，执行步骤4)；否则，执行步骤5)；

4)打开485总线发送数据使能，将485总线接收开始标志置零，rx_flag＝0，进行数据的发送程序；完成数据发送后，对发送fifo的长度进行判断，如果为0进入步骤5)；否则，执行步骤6)；

5)将485总线接收开始标志置1，rx_flag＝1，485总线发送使能关闭，同时清空接收fifo；完成后执行步骤6)；

6)485总线本次接收与发送结束，执行下一个周期任务，重新进入步骤1)。

优选地，上述所有步骤采用应答模式，只有485总线收到数据后，才执行数据的发送任务。

优选地，所述软件处理方法适用于485总线在半双工的通信模式下，数据接收与发送需要分时复用485总线。其特征在于，485总线半双工通信是周期任务，通信频率高。且采用应答模式，只有485总线收到数据后，才执行数据的发送任务。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

图2为传统485总线处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：请参阅图1，本发明中使用的rs485总线采用半双工，两线方式。数据与接收复用数据总线。飞控管理计算机(vmc)每20ms向伺服控制器(ace)发送数据，ace收到数据且校验核正确后，将自己的状态组包发送给vmc。

ace的运行周期为1ms，vmc向ace发送的数据长度为20，ace向vmc发送的数据长度为30，数据传输的波特率设定为115200bps。vmc发送给ace的20帧数据需要1.4ms，ace向vmc发送的30帧数据需要2.1ms。为避免发送数据和接收数据不在同一组复用的数据总线上冲突，且要求满足vmc和ace的实时性。因此软件不能通过加入延时函数来解决该问题，软件应用层定义了信号量rx_flag，初始化为1表示当前可以进入数据接收状态。ace通过周期查询的方式，判断数据是否传输完成，可以从接收转为发送状态，或者从发送状态转为接收状态。

举例对过程进行完整描述。使用本发明提出的一种485总线半双工通信的优化算法的步骤用例如下：

1)ace先将485总线接收使能打开，判断总线接收开始标志(rx_flag)，如果满足接收条件(rx_flag＝＝1)，进入步骤2)。否则进入步骤5)；

2)获取vmc通过485总线给ace发送数据的fifo长度，如果长度大于等于20，则读取fifo内的所有数据，进入步骤3)。否则进入步骤5)；

3)对接收的数据进行校验，如果校验结果正确，数据接收过程结束，进入ace向vmc数据发送过程，进入步骤4)。否则，进入步骤5)；

4)ace将485总线发送使能打开，将485接收开始标志置零(rx_flag＝0)，开始数据的发送。完成数据发送后，对发送fifo的长度进行判断，如果为0进入步骤5)。否则进入步骤6)；

5)ace将总线接收开始标志置1(rx_flag＝1)，485总线发送使能关闭，同时清空接收fifo。完成后进入步骤6)；

6)485总线本次接收与发送结束，进入下一个周期任务进入步骤1)。

步骤1)中的数据接收开始标志(rx_flag)确保数据接收与数据发送的互斥性，虽然程序是流水线顺序执行，但是无论是数据的接收和发送都是按照固定的波特率传送，需要考虑接收数据与发送数据需要的时间。

步骤5)中，对接收fifo清空操作，确保在数据接收模式下接收fifo内没有垃圾数据干扰。由于485总线半双工工作模式下，接收和发送数据线分时复用统一数据总线，数据在发送时会影响到接收端的fifo内数据，因此需要完成数据发送后，对接收fifo清空。

本发明提出了一种485总线半双工通信的优化算法，避免发送的数据与接收的数据在传输过程中发生冲突，且保证数据传输的实时性。实现了485总线高频收数与发数的可靠性与稳定性。