General description
Two of eleven IO channels (#9 and #10) CANNY 7 supports UART, RS-232 serial protocols data transmission/reception. It may be used to connect the controllers with each other or with external equipment supporting this communications protocols. The channels may be activated independently of each other and have individual data speed setting, protocol type and configuration, pull up line.
UART implementation in CANNY 7 controllers allows to organize serial data reception and transmission over a single wire in half-duplex mode. Thus CANNY7 may have two independent connections using the
UART protocol. Monitoring of the data link status should be done from the functional diagram. If the channel is free, the device may start data transmitting , otherwise the device should wait for the line release.
RS-232 implementation by using both UART data channels , allows to exchange data with other RS-232 device in a duplex mode, i.e. one channel to perform data sending and on the other to simultaneously receive data.
Modbus protocol in CANNY7 controllers implemented as over UART as over RS-232. As ADU (Application Data Unit) used compact binary option Modbus RTU. Checking the data integrity carried out by automatically calculated checksum (CRC). Package size is limited to 16 bytes including the CRC.
Note:
|
For correct operation of all protocols based on the UART / RS-232 requires that all GND terminals of the devices committing communication, were given to a single potential ("common ground").
|
Note:
|
In UART implementation-active line is the potential GND 100mA, passive - positive potential of a given internal or external channel pull-up. In implementing RS-232 - the potentials inverse.
|
Driver UART/RS-232/Modbus operates using controllers' channels resources, but has a higher priority than a discrete input-output driver. Thus, upon activation of UART/RS-232/Modbus driver, for channels involved in its operation, a value changes in registers associated with discrete input-output driver, will be ignored.
Регистры драйвера
Ниже приведено описание допустимых и возвращаемых значений регистров управления работой драйвера.
Регистры конфигурации драйвера UART / RS-232 / Modbus.
Адрес
|
Ожидаемые значения
|
Регистр конфигурации UART1
|
Регистр конфигурации UART2
|
|
1...65535
|
=
|
установить конфигурацию канала драйвера UART контроллера, определяющую текущий режим и параметры его работы (задается специальной константой из справочника констант);
|
0
|
=
|
отключить канал от драйвера UART, вернуть управление каналом драйверу каналов ввода-вывода и разрешить изменения его состояния из функциональной диаграммы.
|
|
Регистр установки таймаута приема сообщения UART1, бит
|
Регистр установки таймаута приема сообщения UART2, бит
|
|
1...65535
|
=
|
прекращение приема данных, если в течении времени, за которое может быть принято указанное число бит данных, на линии не было зафиксировано ни одного изменения потенциала и линия находится в пассивном состоянии;
|
0
|
=
|
использовать значение по умолчанию, задаваемое в конфигурации канала (13).
|
|
Конфигурация драйвера UART определяется константой, представляющей комбинацию параметров, определяющих скорость, режим, дополнительные параметры передачи данных и потенциал линии в пассивном режиме.
Параметр
|
Перечень допустимых значений
|
Скорость передачи данных, бод
|
110; 150; 300; 600; 1200; 1800; 2400; 4800; 9600; 19200; 38400; 57600
|
Режим работы
|
UART; RS-232
|
Подтяжка в режиме UART
|
плюс; воздух
|
Направление передачи в режиме RS-232
|
прием; передача
|
Количество бит данных
|
8; 9
|
Контроль четности
|
N (no) — нет; O (odd) — нечетный; E (even) - четный
|
Количество стоповых бит
|
1; 2
|
Именованные константы, представляющие доступные пользователю комбинации параметров конфигурации UART, содержатся в разделе «Конфигурация UART / RS-232» справочника констант CannyLab, доступ к которому осуществляется через контекстное меню констант на функциональной диаграмме.
Регистры диагностики драйвера UART / RS-232 / Modbus.
Адрес
|
Возвращаемые значения
|
Регистр переполнения буфера UART1
|
Регистр переполнения буфера UART2
|
|
1
|
=
|
буфер UART переполнен;
|
0
|
=
|
переполнения не зафиксировано.
|
|
Регистр ошибки приема UART1
|
Регистр ошибки приема UART2
|
|
1
|
=
|
во время приема данных UART произошла ошибка;
|
0
|
=
|
драйвер работает в нормальном режиме.
|
|
Регистр готовности буфера передачи данных UART1
|
Регистр готовности буфера передачи данных UART2
|
|
1
|
=
|
буфер передачи данных драйвера UART свободен;
|
0
|
=
|
буфер передачи данных драйвера UART занят, передача данных невозможна.
|
|
Регистры приема драйвера UART / RS-232 / Modbus.
Адрес
|
Возвращаемые значения
|
Регистр наличия принятых данных UART1
|
Регистр наличия принятых данных UART2
|
|
1
|
=
|
сообщение получено и помещено в буфер приема соответствующего канала драйвера UART;
|
0
|
=
|
в буфере приема соответствующего канала драйвера UART отсутствуют актуальные данные.
|
|
Регистр признака RTU буфера приема данных UART1
|
Регистр признака RTU буфера приема данных UART2
|
|
1
|
=
|
полученное по соответствующему каналу сообщение UART является корректным сообщением Modbus RTU, контрольная сумма корректна;
|
0
|
=
|
полученное по соответствующему каналу сообщение UART не является корректным сообщением Modbus RTU.
|
|
Регистр отсутствия активности драйвера UART1
|
Регистр отсутствия активности драйвера UART2
|
|
1
|
=
|
активность соответствующего канала драйвера UART отсутствует, линия находится в пассивном режиме;
|
0
|
=
|
зафиксирована активность на линии соответствующего канала драйвера UART.
|
|
Регистр длины принятого сообщения UART1
|
Регистр длины принятого сообщения UART2
|
|
0...16
|
=
|
значение, равное количеству байт данных, в принятом по соответствующему каналу драйвера UART пакете данных.
|
|
Регистр принятого сообщения UART1 b1:b0
|
...
|
Регистр принятого сообщения UART1 b15:b14
|
Регистр принятого сообщения UART2 b1:b0
|
...
|
Регистр принятого сообщения UART2 b15:b14
|
|
0...65535
|
=
|
значения соответствующих байт данных приемных буферов UART каждого канала, по два байта на регистр.
|
|
Регистры передачи драйвера UART / RS-232 / Modbus.
Адрес
|
Ожидаемые значения
|
Регистр начала передачи UART1
|
Регистр начала передачи UART2
|
|
1
|
=
|
загрузить данные из регистров передачи в буфер передачи соответствующего канала драйвера UART;
|
0
|
=
|
не загружать данные в буфер передачи соответствующего канала драйвера UART.
|
|
Регистр признака RTU буфера передачи данных UART1
|
Регистр признака RTU буфера передачи данных UART2
|
|
1
|
=
|
команда драйверу дописать к сообщению в буфере передачи соответствующего канала драйвера UART контрольную сумму в формате Modbus RTU, сформировав для отправки пакет данных в соответствии с протоколом Modbus RTU;
|
0
|
=
|
передавать данные буфера передачи соответствующего канала драйвера «как есть».
|
|
Регистр длины сообщения передачи UART1
|
Регистр длины сообщения передачи UART2
|
|
0...16
|
=
|
количество байт данных, которое будет необходимо передать в линию, при получении команды на отправку соответствующего канала драйвера UART.
|
|
Регистр сообщения передачи UART1 b1:b0
|
...
|
Регистр сообщения передачи UART1 b15:b14
|
Регистр сообщения передачи UART2 b1:b0
|
...
|
Регистр сообщения передачи UART2 b15:b14
|
|
0...65535
|
=
|
значения соответствующих байт данных для передачи по соответствующему каналу драйвера UART, по два байта на регистр.
|
|
Работа контроллера в режиме UART
Работая в режиме UART контроллер может осуществлять полудуплексный прием/передачу данных по одному проводу.
Пример функциональной диаграммы для получения данных по UART.
Пример функциональной диаграммы для передачи данных по UART.
Примечание:
|
Особое внимание следует обратить на то, что для избежания коллизий, при отправке данных, необходимо строго контролировать регистр готовности буфера передачи данных канала UART: если буфер не готов, значит в данный момент драйвером выполняется прием данных — отправка данных должна быть отложена.
|
Работа контроллера в режиме RS-232
Работая по протоколу RS-232 контроллер может использовать каждый их своих каналов передачи данных только в симплексном (однонаправленном) режиме. При использовании сразу обоих каналов UART, которые работают независимо друг от друга, возможно организовать дуплексный режим обмена информацией по двум проводам: один канал — только прием, второй — только передача.
Пример функциональной диаграммы для работы с RS-232. Получая данные по каналу UART2, при условии, что значение полученных байтов b1:b0 равно «0хAAAA», контроллер отправляет, по каналу UART1, 2 байта данных, содержащих значение «0xBBBB».
Реализация Modbus RTU
Драйвер UART/RS-232 включает в себя функционал автоматического формирования и проверки контрольной суммы по стандарту Modbus RTU, что упрощает включение контроллера в сеть работающую по данному протоколу. Управлять формированием контрольной суммы передаваемых сообщений и её проверкой при приёме можно через соответствующие регистры драйвера.
Примечание:
|
При работе в режиме Modbus регистр чтения длины UARTx содержит значение с учетом принятых байт контрольной суммы (CRC), т. е. на 2 байта больше чем длина полезной нагрузки сообщения. При отправке пакета Modbus значение регистра установки длины сообщения UARTx также должно быть увеличено на 2 байта для возможности размещения и пересылки CRC.
|
Пример функциональной диаграммы работы контроллера в режиме MASTER-узла Modbus поверх RS-232. Выполняя диаграмму, контроллер периодически отправляет SLAVE-узлу с адресом 0х20 запрос на получение от него значения из Modbus-регистра данных с адресом 0х0001. Получение ответа на свой запрос MASTER сопровождает коротким включением своего зеленого светодиода.
Строка запроса, при обмене данными между устройствами, будет выглядеть так:
-> 20 03 00 01 00 01 D3 7B
Адрес опрашиваемого устройства: 0x20 (байт b0 регистра приема сообщения UART2 b1:b0).
Функция: 0x03 - чтение значений из нескольких регистров хранения (байт b1 регистра приема сообщения UART2 b1:b0).
Номер первого запрашиваемого регистра: 0x0001 (байты b2 и b3 регистра приема сообщения UART2 b3:b2).
Число запрашиваемых регистров: 0x0001 (байты b4 и b5 регистра приема сообщения UART2 b5:b4).
Контрольная сумма: 0xD37B (байты b6 и b7 регистра приема сообщения UART2 b7:b6 — добавляются драйвером автоматически).
Пример функциональной диаграммы работы контроллера в качестве SLAVE-узла Modbus поверх RS-232. Получая от MASTERа запрос на передачу данных, контроллер в ответ передает состояние запрошенного регистра. Контроллер передает 2 байта данных (+2 байта CRC), т.к. регистры Modbus имеют разрядность 16 бит.
Строка ответа, при обмене данными между устройствами, будет выглядеть так:
<- 20 03 02 00 10 C6 A0
Адрес отвечающего устройства: 0x20 (байт b0 регистра сообщения передачи UART1 b1:b0).
Функция: 0x03 - результат чтения значений из нескольких регистров хранения (байт b1 регистра сообщения передачи UART1 b1:b0).
Число возвращаемых байт: 0x02 (байт b2 регистра сообщения передачи UART1 b3:b2).
Значение старшего байта запрашиваемого регистра: 0x00 (байт b3 регистра сообщения передачи UART1 b3:b2).
Значение младшего байта запрашиваемого регистра: 0x10 (байт b4 регистра сообщения передачи UART1 b5:b4).
Контрольная сумма: 0xC6A0 (байт b5 регистра приема сообщения UART1 b5:b4 и байт b6 регистра приема сообщения UART1 b7:b6 соответственно — добавляются драйвером автоматически).
Смотри также
CANNY 7
CANNY 7, LIN Driver