【正文】 雙機聯(lián)網(wǎng)，速度是 的標準達 12Mbps（ ），可惜僅能進行簡單的數(shù)據(jù)交換，不能稱做真正的網(wǎng)絡。 基本的 I2C 總線規(guī)范于 20 年前發(fā)布，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高為 100Kbits/s，采用 7位尋址。目前比較常用的有利用 IIC 總線傳輸協(xié)議設計的主從式總線通信系統(tǒng)，還有的是利用 SPI總線傳輸協(xié)議和 USB協(xié)議以及串口通信等設計的主從式總線通信系統(tǒng)。 由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息 ,所用的傳輸線少 ,并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進行信息傳送 ,因此 ,特別適合于遠距離傳輸 .對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設備和串行存儲的 外部設備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等 ,采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍 。從機被動地接收、執(zhí)行主機發(fā)來的命令，并且根據(jù)主機的要求向主機回傳相應的實時數(shù)據(jù)，報告其運行狀態(tài) [1]。 本文以主從式通信系統(tǒng)的分析與設計為主線，首先了 解 串行通信理論的有關概念 ，由此引出了多臺設備間的串行通信模式，并提出了一個按總線方式將多個RS232 的發(fā)送 端 并聯(lián)的可行方案。而分布式監(jiān)控比較常用的一種 通信 方式就是主從式通信了。 ，從機向主機發(fā)送反饋命令的格式，以及通訊握手和發(fā)送 /接收的具體處理流程 關鍵字 ：主從式，多機通信， RS232 串行數(shù)據(jù)通信 II Abstract As large number of observation points are monitored simultaneously,each of the tasks can be controlled through a distributed control system in order to focus on the result of observation. This is called the Distributed Monitoring. The distributed control is monly used as a way of masterslave munication. This article describes a microcontroller to be the host and two small microcontroller to be the slave and by this way to design a masterslave bus munication system. System not only realizes the munication between master and slave, but also realizes the munication between the slaves. This thesis focused on analysis and design of a munications plan for a distributed monitored control the beginning the application background and the layout of the devices are introduced,this leads to the serial munication mode between the introduction a feasible way to let several RS232’s TXDbe in parallel via bus is described. Also introduced the design of serial munication between MCU. Communication protocol designed mainly to solve the following problems： first,for the masterslave munication system design management through munication protocols can be standardized management the master slave this way, the whole system will not into chaos , Design of the host machine to send a munication from the mand format, feedback from the machine to send mands to the format of the host ,Communication handshake and send / receive the specific processes Key Words: Masterslave mode, Mulipleputer munication, RS232 serial date munication 1 1 緒論 為了提高系統(tǒng)管理的先進性和安全性，計算機工業(yè)自動控制和檢測系統(tǒng)越來越多地采用集總分散系統(tǒng)。通過查找資料，可以學習到各種各樣 的主從通信的方法，也可以通過對比學習到具體實際情況下各種方法的具體應用。同時，系統(tǒng)的更改和擴充極為容易。 每個器件都有一個唯一的地址，而且可以是單接收的器件（例如： LCD 驅(qū)動器）或者可以接 收也可以發(fā)送的器件（例如：存儲器）。 而如果需要遠距離傳 輸數(shù)據(jù)，且對數(shù)據(jù)傳送的抗干擾能力要求有點高，則可以使用 RS422 或者 RS485 協(xié)議進行主從式通信系統(tǒng)的設計。 SPI 是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為 PCB 的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如 AT91RM9200。在已設計好了的硬件電路的基礎上再進行具體的軟件編寫，滿足任務書上主從式通信系統(tǒng)的功能要求。 第三章， 根據(jù)國內(nèi)外目前采用的主從式總線設計方法列出了幾種比較常用且簡單的方法，并且介紹了它們的原理。通信的目的不外乎數(shù)據(jù)的交換，數(shù)據(jù)必須經(jīng)過交換才能由發(fā)送端到達接收端，發(fā)送端所使用的方法就是將數(shù)據(jù)利用一定的程序通過線路發(fā)送出去，接收端則根據(jù)協(xié)議將數(shù)據(jù)收集起來并且進行存儲或顯示。 2． 通信的種類 通常通信的形式可以分為兩種 ， 一種為并行數(shù)據(jù)通信，另一種則為串行數(shù)據(jù)通信。通信端口的初始化有以下幾項必須設置 ： 1. 數(shù)據(jù)的傳輸速率 傳輸雙方通過傳輸線的電壓改變來交換數(shù)據(jù)，但傳輸線的電壓改變的速度必須和接收端的接收速度保持一致， RS232通常用于異步傳輸，即雙方并沒有一個可參考的同步時鐘作為基準。不同的情況下，會使用到不同的發(fā)送單位 ， 但使用多 少個位合成一個字節(jié)必須先行確定 [5]。單工方式時，數(shù)據(jù)僅按一個固定方向傳 送。就串行通信而言，RS232使用的是全雙工的模式。此時，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為 “位間隔 ”的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關系，也保持字符同步關系。一根是數(shù)據(jù)線 SDA，另一根是時鐘線 SCL。為了避免混亂， IIC 總線要通過總線仲裁，以決定由哪一臺主機控制總線。數(shù)據(jù)傳送時，先傳送最高位（ MSB），每一個被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應答位（即一幀共有 9位）。 圖 33 IIC 字符傳送格式 (2)數(shù)據(jù)幀格式 IIC 總線上傳送的數(shù)據(jù)信號是廣義的，既包括地址信號，又包括真正的數(shù)據(jù)信號。 SDA (從機 ) SDA (從機 ) 起始信號 非應答 應答 SCL (主機 ) 11 SPI 總線傳輸協(xié)議 SPI 的通信原理非常簡單， 它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和多個從設備。這就是 SCK 時鐘線存在的原因，傳輸時，由 SCK提供時鐘脈沖， MOSI， MISO 則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。我們假設主機的 8 位寄存器 SPIDATA1 內(nèi)的數(shù)據(jù)是 10101010，而從機的 8 位寄存器 SPIDATA2 內(nèi)的數(shù)據(jù)是 01010101，在上升沿的時候發(fā)送數(shù)據(jù)，在下降沿的時候接收數(shù)據(jù)，最高位的數(shù)據(jù)先發(fā)送，主機和從機之間全雙工通信，也就是說兩個 SPI 接口同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，如圖 35 所示。這個通信口既可以用于網(wǎng)絡通信，亦可以實現(xiàn)串行 異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。 位 7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)地址： 98H SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SCON 14 表 31 SCON 寄存器 SM0 和 SM1 為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式 ，如 表 32 所示。由軟件置 REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。 RI，接收中斷標志位。 此 時，串行口為同步移位寄存器的輸入輸出方式。 TXD 為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳， RXD 為數(shù)據(jù)接收引腳，傳送一幀數(shù)據(jù)的格式如圖所示。 16 TXD 為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳， RXD 為數(shù)據(jù)接收引腳 。 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7寫 入 S B U F停 止 位T X DT I （ 中 斷 標 志 ）起 始T B 8 圖 310 方式 2 或方式 3 的發(fā)送時序圖 方式 2 和方式 3輸入：接收時，數(shù)據(jù)從右邊移入輸入移位寄存器，在起始位0移到最左邊時，控制電路進行最后一次移位。 方式 0 的波特率 = fosc/12 17 方式 2 的波特率 =（ 2SMOD/64） 因為 MCS51 單片機內(nèi)部有一個全雙工的串行通信口，而一般的 51 單片機不帶 IIC 總線接口和 SPI 總線接口。 硬件原理圖設計 關于 51 單片機的主從式通信系統(tǒng)的硬件設計的原理框圖是很容易的。其二：主從式的通信要實現(xiàn)的是主機與從機以及從機與從機之間的通信。 19 圖 41 硬件原理圖 軟件的編寫 主從式通信系統(tǒng)包括主機與從機之間的通信，以及從機與從機之間的通信。 當主機發(fā)送的是 0xbb 控制命令字時，主機在發(fā)送完控制命令字后發(fā)送要傳送的數(shù)據(jù)信號，此時從機 1 處于待機狀態(tài)，從機 2 接收主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)。缺點就像其名字一樣，數(shù)據(jù)傳送不安全。如果所得的求和值與發(fā)送機發(fā)出的求和校驗碼有一致時，則表示數(shù)據(jù)發(fā)送時出現(xiàn)錯誤，接收機丟棄所接收的數(shù)據(jù)，并命令發(fā)送機重新發(fā)送數(shù)據(jù)。具體的仿真原理圖如圖 51 所示。 24 6 論文總結(jié) 本文首先介紹了串行總線通信的有關概念，并在此基礎上講解了三種常用總線通信協(xié)議的基本原理。 但因為本人缺少系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗，本系統(tǒng)設計尚有諸多不足之處；在編程方面，由于程序優(yōu)化不足，在僅有 2K RAM 的 51 單片機上實現(xiàn)傳送時會有系統(tǒng)運行效率低，并且偶爾出現(xiàn)數(shù)據(jù) 傳送時各機之間相互影響的現(xiàn)象。 sbit key5=P1^5。 uchar m,n,a,b,i,j,p,q,s,t,flag1,flag2。 PCON=0。 } void shujuchang1() //將主機給從機 1發(fā)送的數(shù)據(jù)進行位數(shù)計算并求和 28 { m=0。tn。 } void zdc1()//主機給從機 1發(fā)送數(shù)據(jù) { i=0。 SBUF=0x00。 } SBUF=temp[t]。 key0=1。 a=4。 } } } main() //主函數(shù) { P1=0xff。 case 2: //主機給人機 2發(fā)送數(shù)據(jù)程序 csh()。 TI=0。b++) { temp1[b+1]=temp1[b]+shuju[b]。 } csh()。 32 flag1=0。 } if(temp2[b]==shuju[p2]) { for(q=1。 break。 p=0。 } 33 p=0。 SBUF。 P0_0=1。 while(flag2==0)。 P0_0=0。q++) { P2=shuju[q]。 csh()。 case 4: //接收從機 2發(fā)給主機數(shù)據(jù)程序 csh()。qp2。 p=0。 break。 shujuchang2()。 } } if(key4==0) { if(key4==0) { while(key4=0)。 a=2。 TI=0。 29 TI=0。 while(TI==0)。 } } void delay(uint z) /