RS485總線的3964（R）協(xié)議設計

　　摘要：3964(R)通訊協(xié)議是一種基于RS422總線的通訊協(xié)議，本文通過對其通訊流程的分析和調整，設計了基于RS485總線運行的3964(R)通訊協(xié)議及其完成通訊程序，并在某型防爆產品中應用了該協(xié)議，根據該產品的試驗情況，該協(xié)議具有較好的實用性和可靠性，可作為本質安全型設備的通訊協(xié)議。

　　引言

　　3964(R)協(xié)議是西門子為進行可靠點對點數(shù)據通訊(PtP)而設計的標準化開放協(xié)議。對照標準ISO參考模型，3964(R)協(xié)議包含了第一層物理層和第二層數(shù)據鏈路層的主要內容。與ASCII協(xié)議相比，3964(R)協(xié)議中，增加了起始位、停止位、校驗機制和重發(fā)機制，為數(shù)據和鏈接的安全、可用提供了較好的保障。而與較為復雜的RK512協(xié)議相比，在簡單PtP應用中，取消了報文幀標題、數(shù)據來源等內容，減少了對報文的區(qū)分，簡化了通訊的過程，提高了通訊的效率。因此，該協(xié)議特別適合于通訊內容較為簡單但有一定可靠性要求的場合，也非常適宜自行開發(fā)的第三方外圍設備與西門子系列PLC進行通訊的情況使用。然而，在西門子的產品線中，支持3964(R)的產品如CP340通訊模塊、CP341通訊模塊、CPU 313-2PtP、CPU 314C-2PtP等，均僅可采用RS422總線，以全雙工方式運行該協(xié)議。本設計的重點是利用RS485總線，以半雙工方式運行該協(xié)議，在減少電纜芯數(shù)的情況下(全雙工的RS422總線為4芯、半雙工的RS485為2芯)，實現(xiàn)3964(R)通訊協(xié)議。

　　3964(R)協(xié)議

　　3964(R)協(xié)議的控制字

　　3964(R)協(xié)議是通過將對通訊協(xié)議的控制字添加到用戶數(shù)據中，從而解決報文的起止位置確定、鏈路完整性判斷、超時判斷等問題的。控制字既標示了報文的起始位置，更是通訊伙伴“握手”的信號。通訊雙方均是通過收發(fā)控制字表明自己的狀態(tài)和對數(shù)據的接收狀態(tài)的。3964(R)協(xié)議的控制字如表1所示?！　?/p>

 

　　3964(R)協(xié)議的報文幀

　　3964(R)通訊協(xié)議的報文數(shù)據以STX開始，塊校驗字符(BCC)結束，通過校驗增強數(shù)據傳輸?shù)耐暾院驼_性，報文結構如圖1所示。

　　3964(R)通訊協(xié)議中的塊校驗字符(BCC)是該幀正文數(shù)據中所有字符及報文幀結束標志(DLE和ETX)的“異或”運算結果。3964(R)協(xié)議對于正文字符是完全透明的，即任何字符都可以包含在正文中，為了避免接收方將正文中的字符1003H(DLE和ETX)誤認為是報文結束標志，在正文中出現(xiàn)10H時，需將10H重發(fā)一遍，即變?yōu)?010H。接收方在處理時也需將其自動處理為10H。