数控系统中RS485串行通信协议的设计.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术NO．52013年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay2013文章编号：1001—2265(2013)05—0023—04数控系统中RS485串行通信协议的设计术蒋明柯，皮佑国(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640，China)摘要：文章设计并实现了一种适用于ARM与DSP之间串行通信的通信协议，采用RS-485总线标准，硬件接口简便，通信可靠性高，并讨论了其软硬件的实现，可用于数控系统中。最后在ARM作为主控制器

2、，DSP和FPGA作为从控制器的数控系统中验证了该协议在串行通信中的可靠性。关键词：串行通信；通信协议；ARM；DSP；RS-485总线；数控系统中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATheDesignofRS485SerialCommunicationProtocolinCNCSystemJIANGMing—ke，PIYou—guo(SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)A

3、bstract：ThispaperintroducesaserialcommunicationprotocolsuitedforthecommunicationbetweenARMandDSP，basedonRS-485busestandard．Theinterfaceofhardwareissimpleandthedependabili—tyofcommunicationishigh．Thedesignofthesoftwareandhardwareoftheserialcommunicationproto—colisdiscu

4、ssed．ThisprotocolcanbeappliedtoCNCsystem．Atlast，thereliabilityoftheserialcom—municationprotocolisprovedinCNCsystem，whichsuggestsARMasthemastercontrollerandusesDSPandFPGAastheslavecontroller．Keywords：serialcommunication；communicationprotocol；ARM；DSP；RS-485bus；CNCsystem

5、只是规定了物理接口的机械、电气特性等，没有对通0引言信中的链路连接、网络访问等做出规定，而在实际随着数控系统的开放化与小型化，以主从控制应用中，往往要考虑到数据传输的安全性、可靠性、器总线通讯模式为核心的计算机数控系统成为数控规范性、通信速率等因素。为了满足这些特殊要求，系统的重要发展方向⋯。串行通信由于传输线少，本文结合实验室自行研制的数控系统，设计了一种通信简单，传输距离远，是工业控制领域，尤其是分基于RS-485总线标准的串行通信协议，并讨论了其布式控制系统中的传统通信方式，因此将串行通软硬件的实现。信作为数控系统中主从控制

6、器间的通信方式，在某1系统的串行通信机制些应用场合具有不可比拟的优势。目前，在数控系统中常见的串行通信方式主要本串行总线数控系统采用ARM作为主控制器、有：基于RS一232／RS-485总线标准和CAN总线。由DSP为从控制器，构成主从式二级控制总体结构，系统于RS一232串行通信数据传输速率低、传输距离短、硬件组成如图1所示。系统以ARM为上位机，上位机传输信号易受环境干扰，难以满足数控机床恶劣的程序提取轮廓信息后转化为G代码，进行相应的数据工作环境对系统高可靠性的要求，更难以满足中高处理后通过串口向下位机发送数据和指令，而DS

7、P根档数控系统在很短的时间内传输大量数据的要求。据通信协议通过不停地读取FPGA中fifo的数据，从而在“运动控制器+嵌入式处理器”数控系统中，运而获得运动控制器所需的运动控制指令，实现轨迹规动控制器主要用于单机数控系统，因此，基于现场总划、插补计算、位置控制、主机命令处理和控制器10管线(如CAN总线)的通信方式在此显然不适用，也没理，同时下位机通过该串口向上位机发送运动控制器有必要。因此，将RS-485运用于数控系统中具有积的当前状态和相关控制参数。运动控制器通过伺服接极的应用意义。口与伺服驱动器连接，通过脉冲输出控制三相交流

8、永RS-485标准只是一个物理的通信接口规范，它磁同步电机实现系统要求的运动，并通过编码器接口收稿日期：2013—0l—O3基金项目：广东省产学研结合项目(2009B090300269)作者简介：蒋明柯(1987一)，男，广东阳春人，华南理工大学自