2. Принцип работы интерфейсного модуля rs2-4.5x

При работе с RSxxx реализован протокол MODBUS, с ниже описанными командами, на скоростях

9600…460800 бод в качестве мастера(начиная с версии 1.21) и в качестве slave-узла.

При работе качестве slave-узла MODBUS, контроллер поддерживает обработку 13 команд, обеспечивающих полный доступ ко всем внутренним ресурсам, включая запись/верификацию программной FLASH памяти, доступ в качестве MASTER-а к SLAVE-устройствам на шинах I2C и SPI.

При обработке команд MODBUS с выходом на шину I2C в качестве MASTER -а микроконтроллер соблюдает правила работы с мультимастерной шиной, не вмешиваясь в «чужие» обмены.

Команды, приходящие по протоколу MODBUS, для работы с внутренними ресурсами, используют прямую адресацию ресурсов микроконтроллера.

В микроконтроллере для работы с RSxxx отведен буфер 256 байт, что позволяет работать с пакетами данных до 249 байт. При приеме и отправке пакетов автоматически производится подсчет и проверка двух байтов CRC16.

По шине I2C микроконтроллер доступен и в качестве SLAVE-устройства. При этом, как и принято, первый байт пакета расценивается как адрес I2C-устройства и признак чтения/записи. Второй байт при записи интерпретируется как адрес ячейки внутри микроконтроллера.

Для полного доступа ко всем ресурсам контроллера по шине I2C принята страничная адресация.

Так, при обращении к ячейкам модуля с адресами 0...7Fh, обеспечивается доступ к RAM с адресами 0...7Fh.

При обращении к ячейкам 80...0FFh обеспечивается доступ к одной из страниц общего пространства RAM размером 128 байт.

Номер подставляемой страницы лежит в ячейке RAM 51h. Если номер станицы = 0 (по умолчанию), то будет подставлена страница с SFR-регистрами микроконтроллера. Это регистры специальных функций, они полностью определяют режимы работы микроконтроллера. При обращении к соответствующим регистрам SFR пользователь может записать/прочитать ячейку EEPROM, прочитать/стереть/записать программную FLASH память.

Вышеописанные функции обеспечивает резидентная программа записанная в микроконтроллер.

Резидентная программа использует:

48+256 Байт RAM -> 50h...7Fh(служебные ячейки) +500h...5FFh(буфер MODBUS)

+(300h...3EFh(при работе с MicroLan))

8 Байт EEPROM -> 0F8h...0FFh(хранение адресов MODBUS и I2C, начальные установки)

8 кБайт FLASH -> 0...1FFFh(сама программа),

TMR3(системное время),

UART(MODBUS),

MSSP(I2C).

Пользователю предоставлены:

1232(-240 при работе с MicroLan) Байт RAM -> 0...4Fh + 80h...4FFh,

248 Байт EEPROM -> 0...0F8h,

24 кБайт FLASH -> 2000h...7FFFh.

SFR(RAM 0F80h...0FFFh) - т.е. все оставшиеся ресурсы.

Пользователь может использовать все свободные ресурсы для размещения своих программ. Передача управления в программы пользователя осуществляется установкой соответствующего бита в регистре

пользователя RAM 50h.

При подаче питания в регистр пользователя заносится значение из ячейки EEPROM 0FCh, что позволяет

пользователю, при желании, сразу передать управление своим программам.

3. Разработка конструкции интерфейсного модуля RS2-4.5x.

3.1Выбор и описание элементной базы

3.1.1 Описание элементной базы

Микросхема PIC18F2520

рис.1

3.1.2Конструкторский анализ элементной базы

Таблица 1

Наименование ЭРИ	Количество, шт.	Конструктивные параметры			Допустимые условия эксплуатации
		масса, г	установочная площадь,м2∙10-6	Ном. интенсивность отказов,λ0∙10-6 1/ч	Диапазон температур, ºС	Вибрации		ударные перегрузки,g
						частота, Гц	перегрузки, g
Микросхемы PIC18F252 SIP7 ST232BD ST485BD 74HC00	1 1 1 2 1	4,0 3,2 1,9 1,9 3,5	169 110.96 34.98 34.98 138	0,01 0,01 0,017 0,017 0,01	-40…+85 -40…+80 -40…+80 -40…+80 -40…+125	1-500 1-500 1-500 1-500 1-500	8 5 5 5 5	20 20 20 20 20
Оптроны HCPL2630	2	10	16,5	0,3	-45…+85	1-700	10	25
Кв. резонаторы HC-49SM	1	3,0	47,9	0,02	-40…+85	1-600	10	30
Резисторы CR0805-JX	20	0,3	2,4	0,01	-55…+125	1-5000	10	40
Джамперы MJ-O-2	18	0,6	10	0,1	40…+100	1-500	8	20
Разъёмы PLD-20R(20 конт.) PLD-10 (10 конт.)	2 2	4,2 2,5	112,5 57,51	0,003 0,003	40…+100 40…+100	1-600 1-600	5 5	20 20
Конденсаторы 0603 К50-36	12 2	0,2 1,5	1,28 17	0,01 0,015	-55…+125 -55…+85	1-800 1-800	10 10	40 30
Светодиоды АЛ307КМ	5	1,3	26,1	0,2	-60…+70	1-600	10	20

На основе анализа элементной базы и типовых схем включения разрабатываем схему электрическую принципиальную (см. приложение)