基于RS485的PC与ARM之间文件传输的实现

1. 引言

在产业控制场合中，常会要求通过PC向嵌进式微机传输图片文件、数据文件等。RS485由于价格便宜、操纵简单、使用者可以随意编写应用协议等优点，被广泛应用在中等长间隔的控制通讯中。因此，利用RS485实现PC到嵌进式系统的文件传输，十分具有现实意义。

本文以基于ARM9的三星S3C2410A为嵌进式微处理器，嵌进式Linux为嵌进式操纵系统搭建一个嵌进式系统，成功实现了PC通过RS485向嵌进式系统传输文件。

2. RS485接口先容

RS485是一种多点、双向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-485-A标准。

RS485由RS232发展而来，它改进了RS232通讯间隔短、速率低的缺点。RS485是一种平衡通讯接口，传输速率最高可达10Mbit/s，最大传输间隔约为1219m，并答应在一条平衡总线上连接最多32个设备。RS485的共模输出电压是-7V~+12V[5]。

3. 硬件设计

本文采用FriendlyARM公司的Nano2410V2核心板作为中心处理器模块，并配以外围电路。Nano2410V2核心板以S3C2410A为CPU[1]。

把S3C2410A的UART0分配给RS485总线，由芯片MAX485完成TTL到差分信号的转换，RS485方向控制线占用GPB2，如图1所示[2]。

　　图1 硬件连线图

PC上使用RS232/RS485转换器，完成RS232到RS485的转换。

4. RS485驱动程序

RS485标准只对接口的电气特性作出规定，而不涉及插件、电缆或协议[5]。因此，在Linux下使用RS485接口，可借助串口驱动程序实现。但是，RS485是半双工的，比起RS232，需要多加一个I/O口来控制RS485的方向，该I/O口在发送数据时置高，接收数据时置低。

发送数据：

ioctl(fd485, 1, 0); //fd485：方向控制I/O口驱动设备文件的fd

write(fdtty, &bufout, 1); //fdtty：串口驱动设备文件的fd

delay();

读取数据：

ioctl(fd485, 0, 0);

read(fdtty, &bufin, 1) ;

方向控制线的驱动程序设计：

定义file_operatiONs[3][4]：

static struct file_operations io485_fops=

{

owner:THIS_MODULE,

ioctl:io485_ioctl

};

函数io485_ioctl用于设置RS485接口的方向：cmd为0时，设为输进;cmd为1时，设为输出[3][4]。

static int io485_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

switch(cmd)

{

case 0:

case 1:

write_gpio_bit(GPIO_B2, cmd);

return 0;

default:

return -EINVAL;

}

}

5. 自定义数据帧格式

在这里数据帧格式指的是发送方发送一个文件或者接收方接收一个文件的完整过程所需要的每一个字节元素的含义[5]。

本文定义格式如下：

(1) 开始符：标志开始传输文件，1个字节。

(2) 文件名长度：所传输文件的文件名的长度，1个字节。

(3) 文件名：所传输文件的文件名，字节数由文件名长度决定。

(4) 文件大小：所传输文件的大小，4个字节。

(5) 文件内容：所传输文件的数据，字节数由文件大小决定。

(6) ACK：确认信号。接收方给发送方的反馈信号，表示数据接收完成，1个字节。

6. 程序流程

本文对于传输文件，采用的方法为：发送端打开要传输的文件，读取文件数据，然后通过串口向外发送;接收端先建立一个空文件，然后把从RS485接口读到的内容写进该文件里。

数据校验：为防止文件数据在传输的过程中，丢失或出错，进行校验是必要的。在这里，采用的校验方法是：发送端每发送n个字节，就取1个字节作为校验字节。该字节是前n个字节异或运算的结果;接收端每接收n个字节，就对该n个字节进行异或运算，并把结果与校验字节作比较，相同则传输继续进行，不同则要求发送端重新发送。

在本文中，ARM作为文件接收方，PC作为文件发送方，接收方程序流程图如图5所示，发送方的程序流程与接收方互补即可。

　　图2 程序流程图

7. 结语

通过PC向嵌进式微机传输文件在嵌进式系统应用中经常需要。而RS485由于其突出优点，广泛应用在产业控制中。因此通过RS485实现PC到嵌进式系统的文件传输，十分具有现实意义。

本文作者创新点：提出了一种简单的RS485驱动程序设计方法，并以一种简单、实用、可靠的方法成功实现了PC通过RS485向ARM传输文件。