摘 要：台达VFD全系列变频器均能够通过通讯进行参数的读写和控制，随着单片机功能的越来越强大，在嵌入控制中的应用更加的广泛。如何实现单片机和变频器之间的通讯是本文的介绍重点。同时本文给出了单片机和变频器通讯的硬件电路图和通讯源程序C51，有助于读者掌握台达变频器在嵌入式系统的通讯应用技术。
关键词：变频器 C51 单片机
1 引言
台达VFD全系列变频器和C51单片机通讯采用串行异步原理。通讯速度用波特率表示。波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。例如，数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。通讯方向：在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。
8051单片机串行异步通讯的方式用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如下：在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。在异步通讯中，CPU与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义。原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII标准。
2 通讯约规
2.1 台达VFD变频器通讯约规
（1）台达变频器通讯字符格式。台达变频器通讯字符格式有ASCII和RTU格式，如图1所示。
图1 台达变频器通讯字符格式
（2）台达变频器通讯格式的表格描述。台达变频器通讯格式的表格描述参见表1。
表1台达变频器通讯格式的表格描述
3 单片机通讯设计
3.1 C52单片机的串行接口结构
8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。它可用作异步通讯方式（UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通讯协议进行全双工的8051多机系统也可以通过同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器来扩充I/O口。8051单片机通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界通讯。SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲突，因为它们两个一个只能被CPU读出数据，一个只能被CPU写入数据。
台达变频器接受的RS485信号，单片机输出的是TTL电平。因此要变频器和单片机通讯要有通讯转换芯片，目前常用的RS485芯片有MAX485、MAX483,S75176等。在本例子中采用了MAX485和S75176芯片，同时电路图中预留了RS232电路的接口，方便单片机以RS232通讯方式和其他外设进行通讯。主单片机采用ATMEL公司的AT89C52单片机。
3.2 软件调试界面
单片机程序通过在KEIL环境下开发编译的，调试界面如下：
3.3通讯源程序
/*********************************************************
* 本程序是AT89C52单片机和台达B系列、M系列、L系列、F系列通讯例子.
* 通讯协议ASCII格式，帧格式为“1位起始位、7位数据、奇偶位（或无）、结束位”共10位.
* 台达VFD系列变频器一帧的通讯格式：第0位：“：”起始位；第1，2位：站号地址.
* 第3，4位：功能号码；第5,6,7,8位：写入的地址；第9,10,11,12位：传输数据.
* 第13，14位:校验码;第15，116位:停止0X0D,0X0A.
* 该程序通过向2000H地址写入0012H数据来启动变频器；向2000H地址写入0012H数据来停止变频器.
* 由P1.0来控制MCU发送数据，P2来控制通讯指示灯.*
* 编译环境：KEIL V3.30
* 作者：刘元刚
* 部门：中达电通股份有限公司AMD产品处
* 编写时间：2008.1.8
* 修改时间：
* 修改内容：
**********************************************************/
#include <reg51.h>
char send[17]={0};
char send1[8]={0x01,0x06,0x01,0x00,0x17,0x70,0x86,0x22};
char count;
int temp;
bit motor_flag=0;
/*********ASCII格式变量定义**********/
char number ; //设备站号
char function ; //功能
char address_h; //地址高
char address_l; //地址低
char data_h ; //数据
char data_l ; //数据
char CRC_H; //校验
char CRC_L; //校验
char send_temp;
int sum_temp;
/*
函数ASCII()实现了台达变频器通讯协议转换为ASCII协议格式的功能。
*/
void ASCII(void);
/*
init_serial()函数串行通讯初始化函数
实现了：波特率的设定，定时器的选择，发送模式的选择
*/
void init_serial(void);
//函数ASCII7N2()以数据格式 7，N 2方式发送数据
void ASCII7N2(void);
//函数ASCII7O1()以数据格式 7，O 1方式发送数据
void ASCII7O1(void);
//函数ASCII7E1()以数据格式 7，E 1方式发送数据
void ASCII7E1(void);
main()
{
init_serial();
/***********VFD系列变频器通讯资料初始化*****/
number=0x01;
function=0x06;
address_h=0x20;
address_l=0x00;
data_h=0X00;
data_l=0x12;
/******************************************/
while(1)
{
if(P1!=0XFF)
{
for(temp=0;temp<3000;temp++)//延时一段时间
{;}
if(P1!=0XFF)
{
P2=0;
TI=0;
ASCII();//发送数据的处理
ASCII7N2();//以通讯协议为ASCII 9600,7,N,2发送数据
ASCII7O1();//以通讯协议为ASCII 9600,7,O,1发送数据
ASCII7E1();//以通讯协议为ASCII 9600,7,E,1发送数据
for(temp=0;temp<10000;temp++)
//发送完数据之后延时一段时间
{;}
for(temp=0;temp<10000;temp++)
{;}
motor_flag=~motor_flag; //完成了变频器启动和停止之间的切换
if(motor_flag==1){data_l=0x11;}
else{data_l=0x12;}
P1=0XFF;
P2=0XFF;
}
}
}
}
/*******************************************************************************
******
函数nop名称：void init_serial(void)
函数功能：
参数列表：
返回值 ：
影响资源：
实现过程：
********************************************************************************
*****/
void init_serial(void)
{
SCON=0x40;//工作在方式1，
TMOD=0x20;
TH1=0xFD; //波特率为9600，晶振11.0592MHZ
TL1=0xFD;
TR1=1; //启动定时器1
P1=0XFF;
}
void ASCII7N2(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
SBUF=send[count]|0X80;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
void ASCII7O1(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
temp=0;
ACC=send[count]&0X7F;
send_temp=ACC;
temp=P;
send_temp=(temp<<7)|send_temp;
SBUF=send_temp;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
void ASCII7E1(void)
{
for(count=0;count<17;count++)
{
temp=0;
ACC=send[count]&0X7F;
send_temp=ACC;
temp=~
