在發(fā)送完請求幀后，STM32F103ZET6通過GPIO操作總線的收/發(fā)使能端，將RS485總線由發(fā)送狀態(tài)改為監(jiān)聽狀態(tài)。在監(jiān)聽過程中SMT32F1-03ZET6完成變頻器F2000-G應(yīng)答幀的接收。

由于MODBUS RTU應(yīng)答幀判定采取了時間標(biāo)記法，因此本程序中使用了TM2作為觸發(fā)器進(jìn)行時間管理。在接收過程中，USART3每次接收中斷對TM2進(jìn)行復(fù)位操作以避免TIM2的溢出中斷；而當(dāng)總線空閑了3.5個字符的發(fā)送時間后，TM2由于缺少USART3的復(fù)位，將產(chǎn)生溢出中斷，在中斷響應(yīng)中完成關(guān)閉USART3結(jié)束數(shù)據(jù)通信和置應(yīng)答幀接收完成標(biāo)志位的操作。這種時間標(biāo)記的程序均在后臺中斷中完成，主程序只需查詢接收完成標(biāo)志位即可。

另一方面，由于從節(jié)點F2000-G可能存在著超時、無應(yīng)答等通信故障，這就需要主節(jié)點STM32F103ZET6進(jìn)行超時檢測。在STM32F103ZE6中，SysTick作為系統(tǒng)定時器，在芯片啟動后就以后臺方式運行，按ms計時并實時更新系統(tǒng)時間。因此在MODBUS RTU的超時判斷中，主程序可以利用該時鐘，循環(huán)地查詢當(dāng)前時刻，并和發(fā)送完請求幀的起始時刻比較，若閾值時間200ms內(nèi)仍然未收到請求幀，則認(rèn)為通信失敗，返回應(yīng)答超時碼。

3.3 數(shù)據(jù)幀處理

在完成數(shù)據(jù)幀正確接收的基礎(chǔ)上，STM32F0103ZET6必須進(jìn)行應(yīng)答幀處理，即MODBUS協(xié)議幀的解碼。系統(tǒng)從接收緩沖區(qū)中讀取應(yīng)答幀。首先提取ADU進(jìn)行地址碼和CRC校驗碼的判定；其次，再從PDU中提取ADU進(jìn)行數(shù)據(jù)長度、功能碼、數(shù)據(jù)碼的判定；最后，如果校驗失敗則返回相應(yīng)的校驗失敗碼，若校驗成功，則繼續(xù)從ADU/PDU中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成變頻調(diào)速的各種功能操作。最終，整個協(xié)議實現(xiàn)的軟件流程如圖3所示。

4 嵌入式變頻調(diào)速系統(tǒng)

利用MODBUS協(xié)議，STM32F103ZET6可按照F2000-G提供的各種功能實現(xiàn)變頻調(diào)速的功能，例如目標(biāo)頻率設(shè)置和變頻控制等。常用功能命令的地址及其參數(shù)功能如表3所示。

在實際應(yīng)用中，STM32F103ZET6通過HMI接口實現(xiàn)人機(jī)交互，根據(jù)用戶輸入實現(xiàn)對交流電機(jī)的變頻調(diào)速操作。例如，欲啟動電機(jī)進(jìn)行無損探傷試驗時，程序?qū)2000-G的2000H處寄存器寫入狀態(tài)字0001H，啟動電機(jī)正轉(zhuǎn)運行。通信記錄如下，主節(jié)點STM32F103ZET6啟動變頻器發(fā)送：01 06 20 00 00 01 43 CA；如果從節(jié)點F2000-G操作正常則應(yīng)答：01 06 20 00 00 01 43 CA。

當(dāng)STM32F103ZET6正確讀取完應(yīng)答幀，并通過校驗后，即可判斷變頻器已成功啟動交流電機(jī)，機(jī)械試驗系統(tǒng)開始運行并逐步加速到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

5 結(jié)束語

以STM32F103ZET6為核心的嵌入式系統(tǒng)，通過MAX3485與變頻器F2000-G組成基于RS485的網(wǎng)絡(luò)。