单片机逻辑非编程中的逻辑错误怎么找出来啊

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-05 16:01 标签： 单片机逻辑非

在了解modbus协议后就是基于该协议的設计了下面先说一下基于航太电子HTM52单片机逻辑非的从机设计。

modbus协议是以主从的方式通信的也就是上位机发送指令，下位机应答机制發起通信的一直是上位机，下位机只要应答就好了

modbus协议被设计出来是针对PLC应用的，这里我们可以简单的模拟PLC环境可以在单片机逻辑非裏面设计一块共享区，该区域是上位机和下位机共享的均可以读取或写入该区域的值，所有的modbus协议都是针对该快区域的操作下位机也昰根据这块区域的值做相应的操作。

这块共享区我们用结构体来表示这里我们只用了两个变量：

在主函数中，只需要查询这块区域的值作出相应的动作就好了：

//将需要交互的数据读取到公共区 //同步公共区数据到实际运行效果

接下来看modbus协议具体怎么实现的，可以看到在主函数中是没有参与这个协议的也就是相当于modbus协议的实现是在另外一个线程中，主函数不需要关心实现的细节这样做的好处的是主函数鈳以近针对于自己的实现任务，二不用考虑任务的参数从哪来的

51单片机逻辑非与上位机通信采用串口的方式串口中断负责接收和发送数據，这里我们还用到了一个定时器负责监控当前modbus的状态，判断这一帧数据是否完成如果判断为一帧数据接收完成，就解析该帧数据並执行相应的指令。

注意一下rec_time_out这个变量这个变量在定时器中断里面是不断自加的，但在串口中断里面就清零了这样做的意义是判断一幀数据是否接收完成，如果rec_time_out这个变量值大于某个值说明在一段时间是没有数据接收的，可以认为数据接收接收当然上位机那边必须满足一帧数据是连续发送的

串口中断程序如下，这里用到了串口中断发送数据帧具体解析可以参考我的另一篇博客 ：

if(TI == 1) //进入发送完成中断，檢测是否有需要发送的数据并进行发送

定时器实现函数注意超时检测方法：

//成功接收一帧数据后，处理modbus信息同步公共区数据 
/*超时帧检測，在1ms定时器里面运行返回当前状态*/

一帧数据接收成功后，执行方法就在函数 function_MODBUS中如下，指令解析和发动都是严格按照modbus协议来的这里呮是用到了协议的常用的几个指令，大家可以自由扩展

case 1: // 01功能码：读取线圈（输出）状态 读取一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF） case 2: //02功能码：读取輸入状态 读取一组开关输入的当前状态（ON/OFF） case 3: //03功能码：读取保持型寄存器 在一个或多个保持寄存器中读取当前二进制值 case 4: //04功能码：读取输入寄存器 在一个或多个输入寄存器中读取当前二进制值 case 5: //05功能码 ：强制（写）单线圈（输出）状态 强制（写）一个逻辑线圈通断状态（ON/OFF） case 6: //06功能码：强制（写）单寄存器 把二进制写入一个保持寄存器 case 16: //16功能码：强制（写）多寄存器 把二进制值写入一串连续的保持寄存器

基于51单片机逻辑非modbus下位机设计这里就结束了，这种方法是比较灵活了将协议的实现单独放在一层，避免与主函数有太多交互该工程的位置请关注我的git哋址：


里面有多个工程，但设计方法是一致的

单片机逻辑非高低电平问题 [问题點数：30分结帖人FS]

小弟最近很困惑啊，在51单片机逻辑非中高电平（0`-5v)低电平（0v)是吧？

单片机逻辑非IO口默认是高电平为什么呢？

还有就是IOロ上拉电阻的问题小弟也不是很清楚。

小弟表述的不是很好希望有大侠能够详细讲解一下。。谢谢

高低电平和单片机逻辑非型号有關 具体可以看手册

一般低电平在0.8V以下高电平在2.4V以上

默认状态不同IC不一样，STM32的默认就是高阻

上拉不上拉也看配置和用途开漏输出或高阻輸入时有可能需要上拉。

普通IO口输出是推挽输出而51单片机逻辑非中的PO口是开漏输出。

推挽输出：可以输出高,低电平,适合连接数字器件

漏输出：输出端相当于三极管的集电极。要得到高电平状态需要上拉电阻才行适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。

上电复位后I/O端口默认高电平，是因为上电后端口都是默认为输入状态；

 输入状态下，因为有上拉或弱上拉所以电平一般都是高电岼。

 复位后不能是输出理由很简单，万一I/O口对地短路了就可能烧掉I/O口。

 做为输入如果没有上拉，I/O口悬浮时读取I/O口的电平是不确定嘚，并且容易受到感应电压干扰；

 做为输出有了上拉，才能够输出高电平有时内部上拉较弱，还在外面另接10K电阻上拉例如51单片机逻輯非就需要。

单片机逻辑非IO口默认是高电平为什么呢？

不同体系的单片机逻辑非对这个的处理不一样具体看数据手册中说明的复位后嘚状态

低于1.7v为低电平，高于3.3v为高电平之所以这么弄，主要是中间留个空间可以减少干扰至于单片机逻辑非高低电平问题，跟单片机逻輯非型号有关具体跟单片机逻辑非的IO电路结构和复位后各个三极管触发器的通断有关。

起初是看到LZ的所提我以前也郁闷过但是看完楼仩各位的回答后我仍然是学到了不少！！学习了...

万恶的51，万恶的抄书版教材

1、其实就是把多少电压当作0多少电压当作1，芯片自己有个标准

2、默认高电平就是有个弱上拉到VCC，不接外部电路读出来就是1

也和外部电路有关系 

TI这篇app note讲得很好。常见电平都在里头


TI这篇app note讲得很好。常见电平都在里头

能给点注释么？完全看不懂怎么看范围输入的高低电平不是个范围么？不是输出才是定值么

另外这个范围在所囿的器件上都是通用的么？没有特殊的器件么

能给点注释么？完全看不懂怎么看范围输入的高低电平不是个范围么？不是输出才是定徝么


另外这个范围在所有的器件上都是通用的么？没有特殊的器件么

OH是输出高电平，IH是输入高电平；IH是输入高电平IL是输入低电平。T鈈知道是什么

不同的电平范围对应于不同类型的CPU，可能表列出来的是常见的CPU结构对应电平

过了一天才上线，看到自己的一个小问题竟嘫有这么多的前辈给予指导之前的因为一点小事的不开心搞得自己很郁闷，现在完全没有了真实太感动了。。谢谢大家

单片机逻辑非的高低电平范围不同的单片机逻辑非是不一样的，具体信息都在单片机逻辑非规格书里

能给点注释么？完全看不懂怎么看范围输叺的高低电平不是个范围么？不是输出才是定值么


另外这个范围在所有的器件上都是通用的么？没有特殊的器件么

可靠数字逻辑对接嘚前提是

不同的电平范围对应于不同类型的CPU，可能表列出来的是常见的CPU结构对应电平

T在文档里没明说，我估摸着可能是别的地方配图被TI嘚工程师拿来做这个文档了是不是tri-state之类的。

这个图只是汇总了一下常见的值不用问是不是通用的。想知道自己用的器件是什么值去datasheet裏找electrical characteristics表看一看就知道了。一切以datasheet为准

12楼写得不错，一般高电平就是VCC,低电平就是0这仅是单片机逻辑非的，如果有正负电源的另说好像單片机逻辑非没有用正负电源的啊！！！呵呵！！！

匿名用户不能发表回复！

工作了一年多写了不少单片机邏辑非串口程序。感觉串口多字节接收部分的逻辑相对于配置寄存器跟串口回复来说是有点难度的——寄存器配置基本上都是死的，串ロ回复多字节跟回复一字节只是多了一个循环

串口接收程序是基于串口中断的，单片机逻辑非的串口每次接收到一字节数据产生一次中斷然后再读取某个寄存器就可以得到串口接收的数据了。然而在实际应用当中基本上不会有单字节接收的情况。一般都是基于一定串ロ通信协议的多字节通信在422或者485通信中，还可能是一个主机（一般是计算机）带多个从机（相应的有单片机逻辑非的板卡）这就要求峩们的单片机逻辑非能够在连续接收到的串口数据序列中识别出符合自己板卡对应的通信协议，来进行控制操作不符合则不进行任何操莋。简而言之就是单片机逻辑非要在一串数据中找到符合一定规律的几个字节的数据。

        先来说下怎样定串口协议吧这个协议指的不是串口底层的协议，而是前面提到的数据帧协议一般都是有帧头（2~3个字节吧），数据（长度根据需要）结束位（1位，有时候设计成校验芓节最简单的校验也就是前面所有数据求和）。

        比如0xaa 0x55 +（数据部分省略）+校验和（除了aa 55 之外数据的和）如果要是多板卡的话有时候还要茬帧头后面加一个板选字节（相当于3字节帧头了）。

第一次写串口接收程序的时候我首先想到的就是定义一个全局变量（实际上最好是萣义局部静态变量），初始值设置为0然后每进一次中断+1，然后加到串口通信协议的长度的时候再清零然后判断帧头、校验。写完了之後我自己都觉得不对一旦数据错开了一位，后面就永远都接收不到数了无奈看了一下前辈们的代码，跟我的思路差不多只不过那个計数值跟接收到的数据时同时判断的，而且每次中断都要判断一旦不对计数的那个变量就清零。

       废话少说直接上一段代码让大家看看僦明白了。（通信协议姑且按照简单的aa 55 一个字节数据 一个字节校验代码是基于51单片机逻辑非的）。接收成功则在中断程序中把串口接收荿功标志位置1

        第一次做的串口大概就按照这个方法写完了（我后来看过其他的代码，有人用switch语句写的逻辑跟这个也差不多，不过我还昰感觉用if else来写清晰一些）

        不过在测试的时候发现了bug，如果数据帧发送一半然后突然停止，再来重新发就会丢失一帧的数据。比如先接受到aa 55然后断了，再进来aa 55 01 01就不受控制了。后来我也想到一个bug如果在多设备通信中，属于其他设备的的帧数据最后一位是aa（或者最后兩位为aa 55 或者最后3位为aa 55 板选），下一次通信的数据就接收不到了

当时对于数据突然中断的bug，没有想到很好的解决办法不过这种情况几率极小，所以一直用这个方法写也没有问题多设备通信最后一位恰好是aa的几率也很小，出问题的可能也很小当时项目里面的控制数据哏校验恰好不可能出现aa，于是我把if(count==0&&receive[count]==0xaa)改成了if(receive[count]==0xaa)其他都没变解决了，没有bug了

        后来我又写了几次单片机逻辑非程序，才想到了一些解决问题的方法——不过改天再接着写吧太累了，明天还要上班呢

        在后来的项目中，真的遇到了数据位跟校验位都可能出现aa的情况我考虑到每佽数据都是连续发送的（至少我们用labwindows做的上位机程序是这样的），成功接收到了一帧数据是要有一定时间回复的也就是说如果接收到一半，但是很长时间没接收到数据把计数值count清零就ok啦。涉及时间的问题自然要用定时器来实现啦

这次的通信协议如下，串口波特率19200,2个帧頭aa 55 一个板选，6字节数据一个校验字节（除帧头外其他数据的和）。

unsigned char boardAddr;//板选地址通过检测几个io引脚，具体怎么得到的就不写了很简单嘚

串口初始化函数，晶振22.1184

//判断count不为0的话就启动定时器

        这种方法的确是本人自己想出来的别人可能也这样做过，但我这个绝对不是抄袭或鍺模仿来的这样写的确可以避免前面提到过的bug，不过代价是多用了一个定时器的资源而且中断函数里的内容更多了，占用了更多的时間

要是能把第一种方法改进一下就好了，主要是那个校验不能为aa的那个bug因为毕竟传输到一半突然断了的可能性是非常小的。后来我想苐一个判断if(count==0&&receive[count]==0xaa)好像有点太严格了考虑到第二字节的帧头，跟板选地址不可能为aa于是把这个改写为if(count>=0&&count<=2&& receive[count]==0xaa),这样就把bug出现的几率降到了非常小，也呮是在前一帧结尾数据恰好为 aa 55 板选 的时候才出现几率是多少大家自己算一下吧，呵呵这样我自己觉得，昨天写的那种方法改进到这个程度应该算可以啦，反正我是很满意了

        实际上我还想过其他的方法，比如缓存的数组采用移位寄存的方式拿前面的4个字节的协议为唎。

这段代码看上去可是简单明了这样判断可是不错啊，同时判断帧头跟校验不会产生前面提到的bug说实话当时我刚想出这种方法并写絀来的时候，马上就被我给否了那个for循环可真是很占时间的啊，延时函数都是这样写的每次都循环一下，这延时太长通信速度太快嘚话就不能接收到下一字节数据了。最要命的是这个时间的长度是随着通信协议帧的字节数增加而增加的如果一次要接收几十个字节，肯定就玩完了这种方法我一次都没用过。

        不过我居然又想出来了这种方法的改良措施是前两天刚想出来的，呵呵还没有实践过呢。

丅面代码的协议就按第二段程序（定时器清零的那个协议一共10字节）

0。而且我在计算校验的时候也改进了算法不会因为数据长度的增加而增加计算校验值的时间。这种方法也是我不久前才想出来的所以还没有经过实际的验证。上面的代码可能会有逻辑上的错误如果嫃有错误，有网友看出来的话请在下面留言告诉我。这个方法也是我原创的哦别人也肯能会想到，不过我这个绝对不是抄袭别人的

仩面的代码最大的缺点就是变量定义的太多了，太占ram资源了编译的时候可能会出现错误，毕竟51单片机逻辑非才128字节的ram（有的资源也很丰富的比如c8051系列的），这一下子就是256字节的变量不过对于资源多一些的单片机逻辑非，这样写还是可以的要是能有4bit在一起的数据类型僦好了，呵呵verilog代码里面是可以的,C语言里貌似不行啊。

        要想能在例如51单片机逻辑非上运行只能按照下面的折中方式了，也就是把i相关的量都与一个0x0f

    这样就可以了等我有机会试一下吧，呵呵我写了这么多，想必大家都能搞定串口接收了吧

PS:字体有点小，大家凑合看吧編辑字体的话就显示字数超了，真的不是我犯懒哦

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