WINDOWS環(huán)境下PC機與單片機的通信

2、RS-485的串行通訊

RS-485與RS-232C相類(lèi)似，其區別在于它使用了雙端平衡驅動(dòng)及半雙工模式，這些措施使RS- 485傳輸距離更遠，同時(shí)，RS-485還可以組網(wǎng)。在同一個(gè)RS-485網(wǎng)絡(luò )中，可以多達32個(gè)模塊，某些器件可以多達256個(gè)甚至更多。相應的，RS-485具有接收/發(fā)送控制端，RS-485的接收控制端可以在需要接收的時(shí)候打開(kāi)或者一直打開(kāi)以便無(wú)條件的接收線(xiàn)路上的數據。RS-485的發(fā)送控制端僅在需要發(fā)送時(shí)打開(kāi)，平時(shí)應關(guān)閉發(fā)送器，因為在同一RS-485網(wǎng)絡(luò )中在同一時(shí)刻僅允許一個(gè)發(fā)送器工作。在數據發(fā)送完成后關(guān)閉發(fā)送器。這可以通過(guò)以下兩種方法實(shí)現。①、在數據完全移出后，對于PC機為發(fā)送移位寄存器空，以MCS-51系列單片機為例則為T(mén)I置位。這些條件既可使用查詢(xún)的方法得到，也可以在中斷程序中實(shí)現。②、將RS-485的接收器始終打開(kāi)，這樣一來(lái)，所有在RS-485上的數據均被接收回來(lái)，包括自己發(fā)送出去的數據。因此，當自己發(fā)送的數據完全被自己接收回來(lái)時(shí)即可關(guān)閉發(fā)送器。原則上說(shuō)，這一方法無(wú)論是查詢(xún)或中斷方式都適用，但實(shí)際上，由于RS-485的數據通常打包后發(fā)送，因此，使用查詢(xún)的方法并不理想。這一方法非常適合中斷方式，尤其是以數據包傳送的RS-485通訊。

3、USB接口的通訊：

USB（通用串行總線(xiàn)Universal Serial Bus），其傳輸方式分為4種：控制傳輸，塊傳輸，同步傳輸和中斷傳輸。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中使用了控制傳輸和塊傳輸?？刂苽鬏斨饕脕?lái)完成主機對設備的各種控制操作，也就是用來(lái)實(shí)現位于主機上的USB總線(xiàn)驅動(dòng)程序(USBD.SYS)以及編寫(xiě)的功能驅動(dòng)程序對設備的各種控制操作。塊傳輸主要用來(lái)完成主機和設備間的大批量數據傳輸以及對傳輸數據進(jìn)行錯誤檢測(若發(fā)生錯誤,它支持重傳功能)。單片機系統控制USB控制器的工作過(guò)程可以簡(jiǎn)單地概括為：當USB控制器從USB總線(xiàn)檢測到主機啟動(dòng)的某一傳輸請求后，通過(guò)中斷方式將此請求通知單片機系統，單片機系統通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)USB控制器的狀態(tài)寄存器和數據寄存器獲得與此次傳輸有關(guān)的各種參數，并根據具體的傳輸參數，對USB控制器的控制寄存器和數據寄存器進(jìn)行相應的操作，以完成主機的傳輸請求。USB設備驅動(dòng)程序包括如下幾部分：

①初始化模塊提供一個(gè)入口函數DriverEntry()，所有對各種IRP(I/O Request Packet,IRP請求包)的處理例程都在此入口函數中做出定義。②即插即用管理模塊實(shí)現USB設備的熱拔插及動(dòng)態(tài)配置。當硬件檢測到USB設備接入時(shí)，Windows查找響應的驅動(dòng)程序，并調用它的DriverEntry例程，PnP(即插即用)管理器調用驅動(dòng)程序的AddDevice例程，告訴它添加了一個(gè)設備；在此處理過(guò)程中，驅動(dòng)程序收到一個(gè)設備啟動(dòng)請求(IRP_MN_START_DEVICE)的IRP。同理，當要拔除時(shí)，PnP管理器會(huì )發(fā)出一個(gè)設備刪除請求(IRP_MN_REMOVE_DEVICE)的IRP，由驅動(dòng)程序進(jìn)行處理。通過(guò)對這些PnP請求的處理，可支持設備的熱插拔和即插即用功能。③電源管理模塊負責設備的掛起與喚醒。④I/O功能實(shí)現模塊完成I/O請求的大部分工作。若應用程序想對設備進(jìn)行I/O操作，它便使用 Windows API函數,對WIN32子系統進(jìn)行WIN32調用。此調用由I/O系統服務(wù)接收并通知I/O管理器，I/O管理器將此請求構造成一個(gè)合適的I/O請求包 (IRP)并把它傳遞給USB設備驅動(dòng)程序，USB設備驅動(dòng)程序接收到這個(gè)IRP以后，根據IRP中包含的具體操作代碼，構造相應的USB請求塊并把此 URB(USB請求塊)放到一個(gè)新的IRP中，然后把此IRP傳遞到USB總線(xiàn)驅動(dòng)程序，USB總線(xiàn)驅動(dòng)程序根據IRP中所含的URB執行相應的操作(如從USB設備讀取數據等)，并把操作結果通過(guò)IRP返還給USB設備驅動(dòng)程序。USB設備驅動(dòng)程序接收到此IRP后，將操作結果通過(guò)IRP返還給I/O管理器，最后I/O管理器將此IRP中操作結果返還給應用程序，至此應用程序對USB設備的一次I/O操作完成。

4、以上幾種通訊模式的比較

對于RS-232和RS-485兩種通訊方式，速度相對而言慢一點(diǎn)，但傳輸的距離遠，完全能滿(mǎn)足工業(yè)控制的要求，因而在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用。我們知道PC機的串口個(gè)數是有限的，它在單片機較多的情況下要實(shí)現相互通訊有一定的困難。而USB接口的通訊方式是后起之秀，它的通訊速度快，但不能實(shí)現遠距離傳輸，而將RS-485與USB結合能有效地解決這一問(wèn)題。

參考文獻
1．張念淮，江浩. USB總線(xiàn)接口開(kāi)發(fā)指南. ［M］ 北京：國防工業(yè)出版社 .2002
2．李朝青. PC機及單片機數據通信技術(shù) ［M］ .北京:北京航空航天出版社 .2000
3．高登芳，潘承武，朱英杰. 微型計算機實(shí)用測控接口技術(shù) ［M］. 北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社 1990.
4．余永權 汪明慧 黃英 單片機在控制系統中的應用 ［M］ 北京：電子工業(yè)出版社 2003
5．劉復華 8098單片機及其應用系統設計 ［M］ 北京：清華大學(xué)出版社 1991