现场总线和工业以太网错误检测方法

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：标准的Modbus串行网络采用两种错误检测方法。它们都是在消息发送前由主设备产生的，从设备在接收过程中检测每个字符和整个消息帧。这样超时事件将触发主设备来处理错误。帧中“1”的总数是4个。LRC域检测消息域中除开始的冒号及结束的回车换行符以外的内容。LRC方法是将消息中的8bit的字节连续累加，不考虑进位。CRC域检测整个消息的内容。

标准的Modbus串行网络采用两种错误检测方法。奇偶校验对每个字符都可用，帧检测（LRC或CRC）应用于整个消息。它们都是在消息发送前由主设备产生的，从设备在接收过程中检测每个字符和整个消息帧。

退出传输前用户要给主设备配置一预先定义的超时时间间隔，这个时间间隔要足够长，以使任何从设备都能作为正常响应。如果从设备检测到一个传输错误，消息将不会接收，也不会向主设备作出响应。这样超时事件将触发主设备来处理错误。发往不存在的从设备的消息也会产生超时。

1.奇偶校验

用户可以配置控制器是奇校验还是偶校验，或无校验。这将决定每个字符中的奇偶校验位是如何设置的。

如果指定了奇校验或偶校验，“1”的位数将算到每个字符的位数中（ASCII模式为7个数据位，RTU模式为8个数据位）。例如，RTU字符帧中包含以下8个数据位：11000101。

帧中“1”的总数是4个。如果使用了偶校验，帧的奇偶校验位将是0，使“1”的个数仍是偶数（4个）；如果使用了奇校验，帧的奇偶校验位将是1，使“1”的个数是奇数（5个）。

如果没有指定奇偶校验，传输时就没有校验位，也不进行校验检测，一附加的停止位填充至要传输的字符帧中。

2.LRC检测

使用ASCII模式，消息包括基于LRC（Longitudinal Redundancy Check，纵向冗余校验）方法的错误检测域。LRC域检测消息域中除开始的冒号及结束的回车换行符以外的内容。

LRC域包含一个8位二进制数的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计算LRC，并将它和接收到的消息中的LRC域中的值比较，如果两值不相等，说明有错误。

LRC方法是将消息中的8bit的字节连续累加，不考虑进位。

3.CRC检测(www.chuimin.cn)

使用RTU模式，消息包括基于CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验）方法的错误检测域。CRC域检测整个消息的内容。

CRC域是两个字节，包含一个16位的二进制数。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，说明有错误。

CRC是先调入一个数值是全“1”的16位寄存器，然后调用一个过程，将消息中连续的8bit字节和当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。

CRC产生过程中，每个8bit字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以0填充。LSB被提取出来检测，如果LSB为1，寄存器单独和预置的值相或；如果LSB为0，则不进行相或。整个过程要重复8次。在最后一位（第8位）完成后，下一个8bit字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。

CRC添加到消息中时，低字节先加入，然后加入高字节。

CRC的简单函数如下：

如果采用MCS-51汇编语言，则程序设计如下：

主程序：

校验子程序：

入口：被校验数据首地址送R0，被校验字节数送R7。

出口：CRC校验结果在CRCLO和CRCHI单元中。

现场总线和工业以太网错误检测方法

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