51單片機(jī)的RS-485/422多機(jī)通信方案

時(shí)間：2020-01-05作者：武漢波仕卡科技有限公司瀏覽：1000

                                 51單片機(jī)的RS-485/422多機(jī)通信方案

                                                 武漢波仕電子公司  向媛

8051單片機(jī)的串行通信里可以支持多處理器通信，本文討論的就是這方面的技巧。不過若連接的對(duì)象是PC機(jī)時(shí)，（9600bps，n，8，1）反而是較常用的通信格式，所以本文介紹的是要實(shí)現(xiàn)多個(gè)8051單片機(jī)與PC機(jī)的連接實(shí)例，因?yàn)?/span>PC機(jī)身我們身邊較常用且較方便**外部設(shè)備，當(dāng)然你也可以用兩塊8051單片機(jī)做串口通信實(shí)驗(yàn)。

     8051單片機(jī)串行傳輸模式2和模式3可以做多處理器通信，其中的重點(diǎn)正在SCON寄存器的SM2位和TB8及RB8位上，這幾位就決定了多處理器通信的**。至于波特率的問題，只要發(fā)送與接收的雙方一致即可。圖1 是一個(gè)典型的多處理器通信的連接示意圖。

多處理器通信與RS-232的一對(duì)一通信的較大的差異就是多了一個(gè)地址傳輸碼。一對(duì)一通信時(shí)，我送數(shù)據(jù)就輪到你接收，而你送數(shù)據(jù)時(shí)就換成為我接收，完全沒有商量的余地。但是多處理器通信時(shí)，主CPU發(fā)出的信息如何正確地傳到某個(gè)從CPU呢？針對(duì)這個(gè)問題，在多處理器系統(tǒng)中每一個(gè)從CPU都有其特定的編號(hào)（也有人稱為ID），在數(shù)據(jù)傳輸**個(gè)從CPU都處于待命的狀態(tài)，當(dāng)主CPU*到某個(gè)特定的從CPU時(shí)，改從CPU才開始接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，而這項(xiàng)*特定從CPU的操作，實(shí)際上就是送出地址ID值，每個(gè)從CPU上的程序收到地址后，會(huì)先判斷一下是否叫到要啟動(dòng)，若屬實(shí)則開始執(zhí)行啟動(dòng)的所有程序。接下來我們用一步一步說明的方式，詳細(xì)介紹多處理器通信額程序。

     在多處理器通信中我們一直提到“地址傳送”，在串行通信時(shí)，我們?nèi)绾稳ケ鎰e地址值（Adress）和數(shù)據(jù)（Data）呢？這正是8051串行模式2和模式3的魅力所在。當(dāng)8051工作在以上兩個(gè)模式時(shí)，除了數(shù)據(jù)占8位外，傳輸時(shí)多了一個(gè)TB8位，接收時(shí)則多了一個(gè)RB8位。在多處理器通信時(shí)，當(dāng)TB8=1代表正傳輸一個(gè)地址值，該地址值有8位寬，所以理論上可以連接256個(gè)CPU在同一個(gè)系統(tǒng)中。TB=0代表正在傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)值，在此串行傳輸線上，每筆串行數(shù)據(jù)共有11個(gè)位，但其中以*10個(gè)位的狀態(tài)來區(qū)分地址或數(shù)據(jù)，接收端可以依此格式立刻判斷出其中的差異來。

   在從CPU上通常以串行中斷的方式來對(duì)待進(jìn)來的數(shù)據(jù)，若把SCON寄存器的SM2位設(shè)置成為1時(shí)，即允許8051的串行接口做多處理器的地址判斷，在這個(gè)模式下：

    CPU只在接收地址值（其RB8=1）時(shí)才產(chǎn)生中斷要求。

    在串行中斷的服務(wù)程序上，只要由SBUF內(nèi)讀回地址值，再做一個(gè)判斷是否被調(diào)用。若YES時(shí)則跳去執(zhí)行程序設(shè)置的操作，若NO時(shí)則不做任何操作，隨即結(jié)束此中斷服務(wù)程序回主程序，被*到的從CPU先設(shè)置成為SM2，然后開始發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，而其他的從CPU并未啟動(dòng)傳輸，所以此瞬間仍然是一對(duì)一的通信，當(dāng)主CPU在較初的發(fā)送地址階段卻是一對(duì)多的通信。圖1的連接方式是否可以用RS-232呢？答案是否定的。

    當(dāng)主CPU傳送數(shù)據(jù)給各從CPU時(shí)，如果只有發(fā)送其他都是接收的情況下是可以使用RS-232的構(gòu)架，可是當(dāng)主CPU欲收數(shù)據(jù)而其中只有一個(gè)從CPU發(fā)送時(shí)，會(huì)造成數(shù)據(jù)電平?jīng)_突，使得主CPU無法由RXD腳上得到正確值。因此，在實(shí)際應(yīng)用上改采用另外一種傳輸規(guī)格RS-422，這種傳輸方式只有傳輸?shù)挠布喜煌眩浖系拇型ㄐ懦绦蚨?做任何修改。波仕電子的H485C型號(hào)的轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)TTL電平的串口與RS-422之間的相互轉(zhuǎn)換。RS-422的傳輸線有4條（T+、T—、R+、R—），其連接方式如圖2。注意波仕電子的H485C轉(zhuǎn)換器還具有將PC機(jī)的RS-232轉(zhuǎn)換為RS-422/485的功能，所以如果上位機(jī)的接口上計(jì)算機(jī)的RS-232口，也一樣可以用H485C。

    另外一種常用的多處理器傳輸?shù)慕涌谏?span>RS-485接口，只要2根線就可以將多個(gè)CPU連接在一起，這種做法使得數(shù)據(jù)共享的可能性大為提高，請(qǐng)看圖3的RS-485連線圖。波仕電子的H485C型號(hào)的轉(zhuǎn)換器還可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)TTL電平的串口與RS-422之間的相互轉(zhuǎn)換，。當(dāng)多處理器以RS-422接口連接時(shí)，一定有一個(gè)主CPU和多個(gè)從CPU，若想作從CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，所傳輸?shù)穆窂绞菑?/span>CPU到主CPU ，然后由主CPU再送給另外一個(gè)從CPU。若采用圖3的RS-485構(gòu)架時(shí)，只要傳輸線空閑，任意兩個(gè)CPU，無論主從，都可以相互傳輸數(shù)據(jù)，完全沒有主從之分。若以此構(gòu)架再做發(fā)展時(shí)，就形成了現(xiàn)在我們常用的ARCNET或ETHERNET的LAN網(wǎng)絡(luò)了。

    為什么要將8051的串行口抓換為RS-485呢？首先可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。另外通信距離也有TTL的幾米延長(zhǎng)到了1200米！雖然波仕的H485C也可以將PC機(jī)的RS-232口轉(zhuǎn)換為RS-485或者RS-422，但是現(xiàn)在許多新的計(jì)算機(jī)都已經(jīng)沒有了RS-232串行口，且操作系統(tǒng)都是WINDOWS。那么就需要加USB到RS-485的轉(zhuǎn)換器。由于USB的驅(qū)動(dòng)程序幾乎都是WINDOWS版的，所以你只能夠在WINDOWS下與從單片機(jī)進(jìn)行通信。波仕的USB1485型號(hào)的轉(zhuǎn)換器提供了USB與RS-485或者RS-422的轉(zhuǎn)換。

 

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