可編程串口伺服器

① 什麼是通訊管理機

通訊管理機也稱作DPU，其具有多個下行通訊介面及一個或者多個上行網路介面，相當於前置機即監控計算機，用於將一個變電所內所有的智能監控/保護裝置的通訊數據整理匯總後，實時上送上級主站系統（監控中心後台機和DCS），完成遙信、遙測功能。

通訊管理機是變配電自動化系統的重要組成部分，完成變電站微機保護、自動裝置、測控等智能電子裝置與變電站主計算機系統、電網自動化系統之間的信息交互。實現各遠方電站信息向上位主機的交換及網路轉換，從而構成全分散式的RTU通訊系統。

(1)可編程串口伺服器擴展閱讀：

通訊管理機的應用：

通訊管理機廣泛應用於鋼鐵冶金行業能源計量、工程機械車聯網、水文水利數據無人值守自動站、電力LCU現地單元串口聯網伺服器等，其採用ARM9-based RISC高效能處理器，使用了精簡內核LINUX嵌入式操作系統，真正實現了工業現場的「3C」（現場控制，現場計算，現場通訊）的要求。

它既可以單獨使用直接通過自帶乙太網口向上傳輸數據，也可以通過無線DTU通信設備介面即時發送數據，還可以和MicroSCADA可編程微控站組合使用形成現地控制單元分層分布應用。

② 51單片機串口發送「」是怎麼回事

一、51單片機串口概念

1、51單片機的串列口

51單片機的串列口是一個可編程全雙工的通信介面，具有UART（通用非同步收發器）的全部功能。

2、51單片機的硬體連接

簡單雙向串口通信有兩根數據通信線：

發送端TXD（Transmit Data）

接收端RXD（Receive Data）

TXD和RXD要交叉連接

3、51單片機串口通信的基本結構

51單片機的串列口主要是由兩個獨立的串列數據緩存器SUBF（一個發送緩存寄存器，一個接收緩存寄存器）和發送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器及若干控制門電路組成。串列口的基本結構如圖所示：

關於SUBF：串口數據緩存寄存器，物理上是兩個獨立的寄存器，但是佔用相同的地址。寫操作時，寫入的是發送寄存器；讀操作時，讀出的是接收寄存器。

①：接收端：數據通過RXD接收引腳，再通過移位寄存器將數據轉存到接收寄存器中

②：發送端：講數據從發送寄存器中移出，通過TXD發送引腳將數據發送出去

③：波特率：通過設置定時器1的初值，獲取T1溢出率，通過SMOD模式的設置求取波特率

④：中斷：通過發送中斷標志位或接收中斷標志位是否被置位，判斷是否進入串口中斷程序，在接收數據完成後，會將RI置位，產生一個接收中斷；在發送完成後，會將TI置位，產生發送中斷

4、傳播速率——比特率

比特率是指每秒傳送的比特（bit）數。單位為bps（bit per second）也可表示為b/s，比特率越高，單位時間傳送的數據量（位數）越大。

5、波特率

在串口通信中，收發雙方對發送或接收數據的速率有約定，即雙方要有相同的波特率，我們可以通過編程對單片機串列口設定4中工作方式：

其中，T1的溢出率 = 1/T1溢出的時間

①：關於定時器1方式的選擇

在說選取定時器1方式之前插一句：這里的定時器1方式2不是串口那4中方式中的方式2；

在學習定時器的相關知識的時候，我們知道定時器有4種不同的工作方式，在串口通信的實驗中，我們選擇的是定時器1的工作方式2；

定時器T1工作於方式0：溢出所需周期數=8192-x

定時器T1工作於方式1：溢出所需周期數=65536-x

定時器T1工作於方式2：溢出所需周期數=256-x

為什麼不選擇定時器1的工作方式1：

如果我們使用定時器1的工作方式1在中斷中裝初值的方法來T1溢出率的話，在進入中斷、重裝值、出中斷這個過程中很容易產生時間上的微小的誤差，當多次操作時微小的誤差不斷累積，終會產生錯誤；

為什麼選擇定時器1的工作方式2：

因為方式2為自動重裝初值的8位定時器/計數器模式（自動重裝載就是在定時器溢出後自動裝入設定的初值，這樣的好處當然是顯而易見的，不需要在中斷伺服器裏手動賦值了，所以可以精確的定時）所以用它來做波特率發生器最恰當。

②：波特率的計算

在上面介紹串口四種方式的時候提到了波特率的計算公式，由公式可以看出，串口方式0和方式2的波特率是固定的；方式1和方式3的波特率是可變的（根據定時器T1的溢出率來控制）

話不多說，根據題來理解：

根據已知波特率，如何計算定時器1方式2下計數寄存器中的初值：

已經波特率 = 9600，系統的晶振頻率 = 12Mhz，求給TH1和TL1的初值：

由此可見，當系統的晶振頻率為12Mhz時，定時器的初值不是整數；經過計算可得，當晶振頻率為11.0592Mhz時，（256-x） = 3；

當時鍾頻率選用11.0592MHZ時,取易獲得標準的波特率,所以很多單片機系統選用這個看起來「怪」的晶振就是這個道理。

6、波特率與比特率關系與區別

碼元：在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一個 二進制數字 ，這樣的時間間隔內的信號稱為 (二進制）碼元。

在信息傳輸通道中，攜帶數據信息的信號單元叫碼元，每秒鍾通過信道傳輸的碼元數稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率。即波特率是指數據信號對載波的調制速率，它用單位時間內載波調制狀態改變次數來表示。每秒鍾通過信道傳輸的信息量稱為位傳輸速率，簡稱比特率。比特率表示有效數據的傳輸速率。波特率與比特率的關系是比特率=波特率X單個調制狀態對應的二進制位數。波特率是傳輸通道頻寬的指標。

二、串口通信有關寄存器

1、數據緩存寄存器

SBUF是可以直接定址的專用寄存器。物理上，它對應著兩個寄存器，即一個發送寄存器一個接收寄存器，CPU寫SBUF就是修改發送寄存器；讀SBUF就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數據之前，CPU未能及時的響應接收器的中斷，沒有把上一幀的數據讀走而產生兩幀數據重疊的問題。對於發送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因為發送時CPU是主動的，不會產生重疊問題。

2、電源寄存器PCON

該寄存器是用來管理單片機的電源部分，包括上電復位檢測，掉電模式，空閑模式等

在串口通信中，我們僅僅需要關注SMOD這一位

SMOD = 0且串口方式為1、2、3時，波特率正常

SMOD = 1且串口方式為1、2、3時，波特率加倍

3、狀態寄存器SCON（98H）

SM0 SM1：工作方式選擇位，串列口有四種工作方式，他們由SM0和SM1設定，其對應關系表如下：

SM2：多機通信時的接收允許標志位

REN：允許串列接收位

TB8，RB8：發送接收數據的第9位，當串口工作於方式2或3 時使用到，指向的是串列傳輸的第9位數據；

1）SM2=0，在方式2或3下，TB8、RB8 發送與接收第9位奇偶校驗位；

2）SM2=1，多機通信時的接收允許位，並且在方式2或3下工作；

TI：發送中斷標志位，在方式0時，當串列發送第8位數據結束時，或在其他方式，串列發送停止位的開始時，由其內部硬體使TI置1，向CPU發出中斷申請。在中斷服務程序中，必須用軟體將其清 0，取消此中斷申請。

RI：接收中斷標志位，在方式0時，當串列接收第8位數據結束時，或在其他方式，串列接收停止位的中間時，由內部硬體使RI置1，向CPU發出中斷申請。也必須在中斷服務程序中，用軟體將其清0,取消此中斷申請。

三、串口通信代碼

串列口在工作之前，應對其進行初始化，主要是設置產生波特率的定時器1，串列口控制和中斷控制。

void usart_init()
{
TMOD = 0x20; //選擇定時器1的工作方式2
TH1 = 0xF3； //通過設置定時器1的初值來選擇波特率
TL1 = 0xf3；
TR1 = 1； //打開計數器
SCON = 0x50； //0101 0000
PCON = 0x80;
ES = 1; //打開通信中斷 ①
EA = 1; //打開總中斷 ②
}
或者

void usart_init()
{
TMOD = 0x20;

TH1 = 253;
TL1 = 253;

TR1 = 1;

SM0 = 0;
SM1 = 1;

// REN = 1
// EA = 1;
// ES = 1;
}
在編寫串口發送端程序時，無需用到接收數據和中斷服務函數，所以REN、EA、ES不需要對他們進行操作

③ DTU是什麼，有哪些功能

什麼是DTU？
這里所說的DTU並非是麥技術大學 (Technical University of Denmark) 的英文簡稱，而是數據終端設備(Data Terminal Unit)的簡寫。廣義地講，在進行通信時，傳輸數據的鏈路兩端負責發送數據信息的模塊單元都稱之為DTU，它的作用下是所傳信息進行格式轉換和數據整理校驗；狹義地講，DTU一般特指無線通信中的下位GPRS/CDMA發射終端設備。

DTU的概念
DTU就是一種專門用於將串口數據轉換為IP數據或將IP數據轉換為串口數據通過無線通信網路進行傳送的無線終端設備，廣泛應用於氣象、水文水利、地質等行業。

DTU的作用是什麼？
DTU作用主要用於數據無線傳輸。面且是通過遠距離的無線數據傳輸，傳輸對像都是設備和數據中心或是設備。

DTU的工作原理
DTU通過介面連接終端設備來獲取數據，然後通過運營商網路（2G/3G/4G）進行無線傳輸，傳輸到指定的數據中心或是設備。同時反向數據中心也可以下發數據或是指令通過運營商網路傳輸到DTU，再由DTU通過介面發送到終端設備。

DTU的產品類型
按通信方式分類，DTU一般採用的通信方式有GPRS/4G/NB-IoT/LoRa/WiFi等等，客戶可根據自己的應用場景選擇最佳的通信方式；按介面類型分類，DTU一般支持RS485、RS232、I/O等介面，客戶可根據自己前端採集設備的介面選擇合適的介面類型。另外，還有一種嵌入式DTU，它功能上和通用DTU差不別不大，主要區別在於沒有外殼，是一塊可嵌入的主板，客戶可對接集成到自己的前端採集設備中。

DTU的應用場景
DTU已經廣泛應用於電力、水利、環保、氣象、交通、物流、工業等領域，它為各行業以及各行業之間的信息、產業融合提供了幫助，也逐步發展為物聯網應用的核心技術。