【正文】 中，只有一臺主機(jī) ，但從機(jī)可以有多臺。主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送，并進(jìn)人各自的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，每臺從機(jī)把接收到的從機(jī)地址和它的本機(jī)地址 (系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所分配 )進(jìn)行比較。所有比較不相等的從機(jī)均從各自的中斷服務(wù)程序中退出 (SM2 仍為 1)只有比較成功的從機(jī)才是被主機(jī)尋址通信的從機(jī)。被尋址的從機(jī)在程序中使 SM2= 0，以便接收隨之而來的數(shù)據(jù)或命令 (RB=0)。上述過程進(jìn)一步歸結(jié)如下 : (1)主機(jī)的 SM20。所有從機(jī)的 SM21，以便接收主機(jī)發(fā)來的地址。 (2)主機(jī)給從機(jī)發(fā)送地址時(shí)，第 9 數(shù)據(jù)位應(yīng)設(shè)置 1，以指示從機(jī)接收這個(gè)地址。 (3)所 有 從機(jī)在 SM2= RB=1 和 Rl=0 時(shí)，接收主機(jī)發(fā)來的從機(jī)地址，進(jìn)人相應(yīng)中斷服務(wù)程序，并與本機(jī)地址相比較，以便確認(rèn)是否為被尋址從機(jī)。 (4)被尋址從機(jī)通過指令清除 SM2，以便正常接收數(shù)據(jù)，并向主機(jī)發(fā)回接收到的從機(jī)地址，供主機(jī)核對。未被尋址的從機(jī)保持 SM2=1，并退出各自中斷服務(wù)程序。 (5)完成主機(jī)和被尋址之間的數(shù)據(jù)通信，被尋址從機(jī)在通信完成后重新使SM2=1，并退出中斷服務(wù)程序，等待下次通信。 TXD RXD 主機(jī) TXD RXD 從機(jī) 1 TXD RXD 從機(jī) 2 TXD RXD 從機(jī) N 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 擬定網(wǎng)絡(luò)容量為 1 臺服務(wù)機(jī)和 10 臺客戶機(jī)．客戶機(jī)之間可以相互通信?？蛻魴C(jī)和服務(wù) 機(jī)之間也可以相互通信。設(shè)計(jì)的協(xié)議參考了停止等待協(xié)議，數(shù)據(jù)包參考了 IP 數(shù)據(jù)包而設(shè)計(jì)。經(jīng)過綜合分析和優(yōu)化處理，制定如下單片機(jī)多機(jī)通信協(xié)議。 服務(wù)機(jī)協(xié)議 ① 服務(wù)機(jī)按 1／ 384 的間隔發(fā)送詢問數(shù)據(jù)包 。 ② 將當(dāng)前詢問地址加 1，判斷。如果大于 63 則置當(dāng)前詢問地址為 1，如果小于 1 則置當(dāng)前詢問地址為 62，轉(zhuǎn)下一步 。 ③ 向當(dāng)前詢問地址機(jī)器發(fā)送一詢問數(shù)據(jù)包 。 ④ 等待一個(gè)發(fā)送間隔時(shí)間 。 ⑤ 如果沒有收到確認(rèn)包則轉(zhuǎn)到將當(dāng)前數(shù)據(jù)包重發(fā)。重發(fā)計(jì)數(shù)器加 1，計(jì)數(shù)器大于 2 則轉(zhuǎn)向 ⑥ ；如果收到確認(rèn)包轉(zhuǎn)到 ⑦ 。 ⑥ 設(shè)置發(fā)送失敗標(biāo)記，重發(fā)計(jì)數(shù)器 清 0。轉(zhuǎn)到 ② 。 ⑦ 設(shè)置發(fā)送成功標(biāo)記，重發(fā)計(jì)數(shù)器清 o，轉(zhuǎn)到 ⑧ 。 ⑧ 查看被詢問客戶機(jī)是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送，有則分配總線使用權(quán)和時(shí)間片，轉(zhuǎn)到 ⑨ 否則轉(zhuǎn)到 ② 。 ⑨ 等待被詢問客戶機(jī)的發(fā)送結(jié)束數(shù)據(jù)包，如果收到轉(zhuǎn)到 ② 。在一個(gè)時(shí)間片 (1／ 384s)，沒有收到，視為超時(shí)。服務(wù)機(jī)收回總線使用權(quán)，轉(zhuǎn)到 ② 。 客戶機(jī)協(xié)議 ① 接收屬于本機(jī)的數(shù)據(jù)包 。 ② 如果是詢問數(shù)據(jù)包，檢查本機(jī)是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送．如果有，則發(fā)送 “有數(shù)據(jù)發(fā)送信息 ”到服務(wù)機(jī)，并捎帶確認(rèn)轉(zhuǎn)到 ③ ，否則發(fā)送 “沒有數(shù)據(jù)發(fā)送信息 ”到服機(jī)，并捎帶確認(rèn)，轉(zhuǎn)到 ① ；其它類型數(shù)據(jù)包不處理。 轉(zhuǎn)到 ① 。 ③ 等待網(wǎng)絡(luò)資褥分配數(shù)據(jù)包，收到則發(fā)送確認(rèn)包，轉(zhuǎn)到 ⑤ ；超時(shí)，停止等待轉(zhuǎn) ① 。 ④ 等待上一數(shù)據(jù)包的確認(rèn)，收到則轉(zhuǎn)到 ⑤ ，否則轉(zhuǎn)到 ⑦ 。 ⑤ 檢奄是否還有數(shù)據(jù)要發(fā)送，有則發(fā)送數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)到 ⑥ ；否則發(fā)送 “結(jié)束發(fā)送信息到服務(wù)機(jī)，轉(zhuǎn)到 ① 。 ⑥ 檢查是否超時(shí)，如果超時(shí)結(jié)束發(fā)送轉(zhuǎn)到 ① ，否則轉(zhuǎn)到 ④ 。 ⑦ 重發(fā)，是否超過兩次，是則當(dāng)前發(fā)送失敗，轉(zhuǎn)到 ⑤ ，否則轉(zhuǎn)到 ④ 。 4 2 單片機(jī)與通訊芯片 單片機(jī)技術(shù)介紹 1974 年 12 月，美國著名的仙童公司推出了世界上第一臺單片機(jī) F8。該機(jī)由兩快集成電路芯片組成，結(jié)構(gòu)新穎，并具有與眾不同的 指令系統(tǒng)，深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。從此單片機(jī)開始迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已成為微型計(jì)算機(jī)的重要分支。單片機(jī)的發(fā)展大致經(jīng)歷了外圍集成、總線完善、功能集成、全方位發(fā)展等技術(shù)發(fā)展階段，至今走過了四代的歷程。第一代：單片機(jī)探索階段。主要有通用 CPU 68XX 系列和專用 CPUMCS48 系列。第二代：單片機(jī)完善階段。表現(xiàn)在 :，突出控制功能，專用 CPU滿足嵌入功能； 16 位或 8 位； ，有 8 位數(shù)據(jù)線， 16 位地址線及多功能異步串行口（ UART）； 存器（ SFR）的集中管理模式； 址空間，提供位尋址及位操作功能； 。第三代：微控制器形成階段。這一階段已經(jīng)形成系列產(chǎn)品：以 8051 系列為代表，如 803 803 8051和 8052 等。第四代：微控制器百花齊放。表現(xiàn)在： 、半導(dǎo)體商廣泛加入；（玩具、小家電）； ； 于提高單片機(jī)的綜合品質(zhì)。 由于單片機(jī)在整個(gè)設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地方，首先介紹一下單片機(jī)的相關(guān)知識。單片機(jī) AT89S52 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口 只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在分別加以說明： 中央處理器：中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控 制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)： 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 5 圖 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 程序存儲器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用 于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 時(shí)鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需 外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 INTEL的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 6 圖 MCS51 結(jié)構(gòu)框圖 MCS51的引腳說明： MCS51系列單片機(jī)中的 803 8051及 8751均采用 40Pin封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，圖 是它 們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 圖 51 單片機(jī)引腳圖 Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號復(fù)用腳 ， 當(dāng) 8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 7 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0”。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始 執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài)。 8051 的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位， 如圖 ()。此外，RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 圖 復(fù)位電路圖 Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時(shí)， ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號，這個(gè)信號可以用于識別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)