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1、- 1 - 基于单片机的多机通信系统 摘 要 单片机作为微型计算机的一个分支，具有体积小，应用广泛等优点，在工业控制、 通信、家用电器等各个领域都具有十分广泛的应用。单片机的多机通信就是在单片机的 发展与行业标准的提高上发展起来的一个研究方向。单片机的单机控制已经逐渐不能满 足需要，而多机的协调工作是一个非常重要的发展趋势。多机通信是指由两台以上单片 机组成的网络结构，可以通过串行通信方式共同实现对某一过程的最终控制。多机应用 的关键就在于多机之间的互相通信、互传数据信息。本文主要是介绍一种能利用 RS485 电气特性的简单的单片机多机通信方式，采用自定义串行通信协议，实现单片机 RS485
2、多机通讯的方法和技巧。系统设计和解决了 8 位单片机在多机通信方面的一些问题，在 实现方面，系统实现了客户机与服户机间的通信，以及客户机与客户机间的通信。 单片机的多机通信在未来工业控制，通信，家用电器等领域都将有很大的发展空间， 单片机依靠其体积小，性价比高，经济性上的优势一定会在未来的各个控制领域大展其 优势。 关键词：单片机；通信协议；RS485 ；- 2 - Abstract Single chip microcomputer as a branch of microcomputer, small volume, widely used in industrial advantages
3、, control, communications, household appliances, etc are very widely. Single chip computer communication is in the development of industry standards and chip increase on a subject, this research, the single chip has gradually, but cannot satisfy the need of coordination work is an important trend. C
4、ommunication is the two above the network structure, the chip can be realized through serial communication method for a final control process. Many applications key lies in mutual communication between computer and information to each other. This paper is to introduce a can use electrical characteri
5、stics of RS - 485 simple single-chip computer communication, using custom serial communication protocol, realize the RS - 485 single-chip computer communication methods and techniques. The system design and solve the eight microcomputer in the communication of some problems, in the aspects of system
6、 implementation, client and communications between the door machine, and communications between the client and the client. Single chip computer communication in the future industrial control, communications, household appliances, etc will have very big development space, SCM, small size, depending o
7、n its high ratio of economic superiority in the future will show the advantages of each control field. Key words: Single; chip Computer; communication protocol; RS485- 1 - 目 录 绪 论1 1 多机通讯介绍2 1.1 软件中断型主从式多机通信.2 1.2 主从式多机通信原理.2 1.3 系统网络协议.3 2 单片机与通讯芯片.4 2.1 单片机技术介绍.4 2.2 RS232 与 RS485 通讯芯片.7 3 单片机 RS
8、485 多机通讯. 9 3.1 简介. .9 3.2 程序编制 .9 3.3 通信规则10 3.4 单片机软件编译12 3.5 基于 485 通讯方式软件设计13 3.6 主程序设计14 主要参考文献.16 附 录.17 后 记.21- 1 - 绪 论 单片机作为微型计算机的一个分支，具有功能强、体积小、应用灵活等诸多 优点，在工业控制、仪器仪表、通信、家用电器和国防科技等各个领域得到广泛 的应用。随着集成电路技术的不断发展，单片机的性能也在不断的提高，其应用 的范围必将越来越宽广。然而，随着单片机在工业自动化控制、智能仪器仪表中 的广泛应用，单机已经逐渐不能满足需要，多机协同工作已经成为一个
9、重要的发 展趋势，多机应用的关键就在于多机之间的互相通讯、互传数据信息。单片机和 计算机的共同发展下，单片机的应用从独立的单片机向网络发展，由计算机和单 片机构成的多机网络系统也是单片机技术发展的一个方向。 单片机多机通信是指由两台以上单片机组成的网络结构，可以通过串行通信 方式共同实现对某一过程的最终控制。随着计算机技术的发展，多机通讯技术也 在不断的发展，现在发展比较成熟的还有光纤通信等。由于计算机的飞速发展和 控制系统的复杂化，多机通信已经越来越成为人们热门的话题之一单片机多机通 信是指由两台以上单片机组成的网络结构， 可以通过串行通信方式共同实现对 某一过程的最终控制。目前， 单片机多
10、机通信的形式较多， 但通常可分为星型、 环型、串行总线型和主从式多机型四种。 随着单片机和计算机技术的不断发展，单片机的应用也从独立的单机向网络 发展。由计算机和单片机构成的多机网络系统已成为单片机技术发展的一个方向。 二者的结合，充分发挥单片机在实时数据采集和数据管理上的优点。单片机在计 算机的网络通讯与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理等都有广泛 地应用，已渗透到我们生活的各个领域。许多应用都涉及到单片机多机通信。然 而单片机对网络数据的处理方式不同于通用计算机系统尤其是有的单片机只 提供 8 位的数据收发接口，这在一定程度上阻碍了单片机在网络方面的应用。因 此，采用单片机技术与
11、计算机网络技术相结合的办法，对单片机多机通信系统进 行研究在设计单片机网络的通信协议的基础上，系统网络拓扑结构采用总线 型网络接 El 电路采用端 El 转发的形式，实现了 8 位单片机多机通信。- 2 - 1 多机通讯介绍 主从式多机型是一种分散形网络结构，具有接口简单和使用灵活等优点，现 对它进行重点介绍。 TXD RXD 主机 TXD RXD 从机 1 TXD RXD 从机 2 TXD RXD 从机 N 图1.1 主从式多机通信示意图 1.1 软件中断型主从式多机通信主从式多机通信程序有两种编写方法: 一种是软件中断法， 所有从机在收 到主机发来地址时就使 Rl 置“ 1 ” ，从机响应
12、串行口中断后就在中断服务程序中 实现与主机的联络和通信; 另一种是查询法， 从机通过查询 RI 和 TI 状态来实现 数据的接收或发送。现以软件中断法为例进行介绍。 1.2 主从式多机通信原理 主从式多机通信原理在主从式多机系统中，只有一台主机，但从机可以有多 台。主机发送的信息可以传送，并进人各自的中断服务程序。在中断服务程序中， 每台从机把接收到的从机地址和它的本机地址(系统设计时所分配)进行比较。所 有比较不相等的从机均从各自的中断服务程序中退出(SM2 仍为 1)只有比较成功 的从机才是被主机寻址通信的从机。被寻址的从机在程序中使 SM2= 0，以便接 收随之而来的数据或命令(RB=0
13、)。上述过程进一步归结如下: (1)主机的 SM20;所有从机的 SM21 ，以便接收主机发来的地址。 (2)主机给从机发送地址时，第 9 数据位应设置 1，以指示从机接收这个地址。 (3)所 有 从机在 SM2=1、RB=1 和 Rl=0 时，接收主机发来的从机地址，进 人相应中断服务程序，并与本机地址相比较，以便确认是否为被寻址从机。 (4)被寻址从机通过指令清除 SM2，以便正常接收数据，并向主机发回接收 到的从机地址，供主机核对。未被寻址的从机保持 SM2=1，并退出各自中断服 务程序。 (5)完成主机和被寻址之间的数据通信，被寻址从机在通信完成后重新使- 3 - SM2=1，并退出中
14、断服务程序，等待下次通信。 1.3 系统网络协议 拟定网络容量为 1 台服务机和 10 台客户机客户机之间可以相互通信。客 户机和服务机之间也可以相互通信。设计的协议参考了停止等待协议，数据包参 考了 IP 数据包而设计。经过综合分析和优化处理，制定如下单片机多机通信协 议。 1.3.1 服务机协议 服务机按 1384 的间隔发送询问数据包。 将当前询问地址加 1，判断。如果大于 63 则置当前询问地址为 1，如果小 于 1 则置当前询问地址为 62，转下一步。 向当前询问地址机器发送一询问数据包。 等待一个发送间隔时间。 如果没有收到确认包则转到将当前数据包重发。重发计数器加 1，计数器 大
15、于 2 则转向；如果收到确认包转到。 设置发送失败标记，重发计数器清 0。转到。 设置发送成功标记，重发计数器清 o，转到。 查看被询问客户机是否有数据要发送，有则分配总线使用权和时间片，转 到否则转到。 等待被询问客户机的发送结束数据包，如果收到转到。在一个时间片 (1384s) ，没有收到，视为超时。服务机收回总线使用权，转到。 1.3.2 客户机协议 接收属于本机的数据包。 如果是询问数据包，检查本机是否有数据要发送如果有，则发送“有数 据发送信息” 到服务机，并捎带确认转到，否则发送“ 没有数据发送信息”到服 机，并捎带确认，转到；其它类型数据包不处理。转到。 等待网络资褥分配数据包，收到则发送确认包，转到；超时，停止等待 转。 等
