串口通信-多機(jī)通信系統(tǒng)-單片機(jī)

1、目錄一、題目要求與功能分析21.1題目要求21.2功能及整體模塊分析2二 方案論證32.1設(shè)計(jì)目的32.2設(shè)計(jì)思路32.2.1原理分析和討論32.2.2題設(shè)分析4三、電路設(shè)計(jì)63.1 整體功能框架設(shè)計(jì)63.2 硬件電路設(shè)計(jì)73.2.1 主機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)83.2.2 從機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)113.3軟件電路設(shè)計(jì)133.3.1 協(xié)議設(shè)計(jì)133.3.2 主機(jī)程序流程圖設(shè)計(jì)143.3.3 從機(jī)程序流程圖設(shè)計(jì)15四 系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)現(xiàn)174.1主機(jī)模塊功能調(diào)試174.2從機(jī)模塊調(diào)試174.3整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試17五 總結(jié)與體會(huì)19參考文獻(xiàn)20附 錄21一、題目要求與功能分析1.1題目要求本小組的試驗(yàn)題目如下：一、

2、任務(wù)：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)單片機(jī)系統(tǒng)之間的串行通信二、基本要求（難度系數(shù)0.8）：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)主從式多機(jī)通信系統(tǒng)，包含1臺(tái)主機(jī)和3臺(tái)從機(jī)，主機(jī)和從機(jī)全部為單片機(jī)；（2）選擇合適總線接口芯片，正確連接主機(jī)和從機(jī)；（3）編程實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集功能，主機(jī)可以獲取各分機(jī)當(dāng)前AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，并顯示。三、發(fā)揮部分：（1）完善通信功能。（根據(jù)完成情況加分，上限+0.2）1.2功能及整體模塊分析隨著工業(yè)化要求提高，分布式系統(tǒng)發(fā)展以及控制設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備之間通訊需要，多機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)逐步普及。此多機(jī)通信系統(tǒng)具有友好的人機(jī)操作界面、強(qiáng)大的IO設(shè)備端口驅(qū)動(dòng)能力，可與各種PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等實(shí)時(shí)

3、通訊。在檢測(cè)大量模擬量的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用相似的多機(jī)通訊系統(tǒng)；單片機(jī)接口豐富，與AD轉(zhuǎn)換模塊組合可以完成相同的工作，并且系統(tǒng)可靠、成本低。本次實(shí)驗(yàn)的目的是就是應(yīng)用單片機(jī)的串口通信功能實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式采集系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)中包含一片主機(jī)和三片從機(jī)，主機(jī)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)三片從機(jī)的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的采集并在數(shù)碼管上顯示之。這樣從硬件的角度上將整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)模塊主機(jī)模塊和從機(jī)模塊。主機(jī)模塊中包含單片機(jī)模塊、數(shù)碼管顯示子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊，從機(jī)模塊則包括單片機(jī)子模塊、AD轉(zhuǎn)換子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊。就本次實(shí)驗(yàn)而言硬件電路的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX485的連接，而軟件的設(shè)計(jì)在于串口通信協(xié)議的設(shè)定及其相

4、互通信的過程。二 方案論證2.1設(shè)計(jì)目的(1) 進(jìn)一步掌握串行接口控制寄存器SCON及波特率選擇、工作方式的設(shè)置方法。(2) 理解串行接口的多機(jī)通信系統(tǒng)的原理和異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口RS-485的使用。(3) 進(jìn)一步掌握C語言程序調(diào)試的的方法。(4) 熟悉多機(jī)通信設(shè)置從機(jī)地址來識(shí)別從機(jī)的一種方法。2.2設(shè)計(jì)思路 2.2.1原理分析和討論單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)系統(tǒng)常采用總線型主從式結(jié)構(gòu)。所謂主從式，即在數(shù)個(gè)單片機(jī)中，有一個(gè)是主機(jī)，其余的是從機(jī)，從機(jī)要服從主機(jī)的調(diào)度、支配。80C51單片機(jī)的串行口方式2和方式3適于這種主從式的通信結(jié)構(gòu)。當(dāng)然采用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還需進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換，有時(shí)還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行光

5、電隔離。在實(shí)際的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常采用RS-485串行標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖1 多機(jī)通信的主從式示意圖所有從機(jī)的SM2位置1，處于接收地址幀狀態(tài)。主機(jī)發(fā)送一地址幀，其中8位是地址，第9位為地址/數(shù)據(jù)的區(qū)分標(biāo)志，該位置1表示該幀為地址幀。 所有從機(jī)收到地址幀后，都將接收的地址與本機(jī)的地址比較。對(duì)于地址相符的從機(jī)，使自己的SM2位置0（以接收主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀），并把本站地址發(fā)回主機(jī)作為應(yīng)答；對(duì)于地址不符的從機(jī)，仍保持SM2=1，對(duì)主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，要發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并置第9位（TB8）為1，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標(biāo)志。主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)先判斷數(shù)據(jù)接收標(biāo)志（RB8）

6、，若RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，。若接收幀的RB8=0，則存數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。主機(jī)收到從機(jī)應(yīng)答地址后，確認(rèn)地址是否相符，如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號(hào)（數(shù)據(jù)幀中TB8=1）；如果地址相符，則清TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。從機(jī)收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)（SM2=1）。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。12.2.2題設(shè)分析1.從機(jī)識(shí)別給多點(diǎn)分別設(shè)置地址信息，在數(shù)據(jù)前加地址字段或直接在數(shù)據(jù)傳輸錢發(fā)送地址幀，主機(jī)通過不同的地址信息識(shí)別數(shù)據(jù)源。首先，從機(jī)應(yīng)處于只接受地址幀信息的狀態(tài)；然后主機(jī)發(fā)送一幀地址信息；從機(jī)接收到地址幀后，將本機(jī)的地址與地址幀中的地址驚醒比較，如果地址相同，則準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，否則對(duì)其

7、當(dāng)前幀。依然處于只接受地址幀狀態(tài)；主機(jī)發(fā)送地址幀后，相應(yīng)的從機(jī)接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸完畢后，從機(jī)繼續(xù)回到只接受地址幀的狀態(tài)。在這一過程中，其他從機(jī)不受影響；當(dāng)主機(jī)需要與其他從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以再次發(fā)送地址幀呼叫主機(jī)，重復(fù)這一過程。2.51單片機(jī)串口的多機(jī)通信功能根據(jù)MCS-51串行口的多機(jī)通信能力，多機(jī)通信可以按照以下協(xié)議進(jìn)行： (1) 首先使所有從機(jī)的SM2位置1處于只接收地址幀的狀態(tài)。 (2) 主機(jī)先發(fā)送一幀地址信息，其中8位地址，第9位為地址/數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，該位置1表示該幀為地址信息。 (3) 從機(jī)接收到地址幀后，各自將接收的地址與本機(jī)的地址比較。對(duì)于地址相符的那個(gè)從機(jī)，使SM2位清

8、零，以接收主機(jī)隨后發(fā)來的所有信息；對(duì)于地址不符的從機(jī)，仍保持SM2=1，對(duì)主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)不予理睬，直至發(fā)送新的地址幀。 (4) 當(dāng)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并置第9位(TB8)為1，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束標(biāo)志。 (5) 主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)先判斷數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志(RB8)，若RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，并比較此幀校驗(yàn)和，若正確，則會(huì)送正確信號(hào)00H，此信號(hào)令該從機(jī)復(fù)位(即重新等待地址幀)；若校驗(yàn)和出錯(cuò)，則發(fā)送0FFH，令該從機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。若接收幀的RB8=0，則原數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。 (6) 若主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)在第(3)步中比較地址相符后，從機(jī)令SM2=0，同時(shí)把本站地

9、址發(fā)回主機(jī)。作為應(yīng)答之后才能收到主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。其它從機(jī)(SM2=1)，無法收到數(shù)據(jù)。(7) 主機(jī)收到從機(jī)的應(yīng)答地址后，確認(rèn)地址是否相符。如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號(hào)(數(shù)據(jù)幀中TB8=1)；如果地址相符，則清TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。 (8) 從機(jī)接收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)(SM2=1)。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。2三、電路設(shè)計(jì)3.1 整體功能框架設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是將各分機(jī)當(dāng)前AD轉(zhuǎn)換結(jié)果傳送給主機(jī)，實(shí)際應(yīng)用中為實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集功能即主機(jī)（一般為PC機(jī)）對(duì)各個(gè)不同的地點(diǎn)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，主機(jī)間隔的發(fā)送地址呼叫各個(gè)從機(jī)，從機(jī)進(jìn)行地址驗(yàn)證后啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，由AD轉(zhuǎn)換芯片將電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，最后把當(dāng)前A

10、D轉(zhuǎn)換結(jié)果由串口MAX485傳送給主機(jī)，主機(jī)經(jīng)過處理在發(fā)送給PC機(jī)顯示。分析可知硬件電分為主機(jī)模塊和從機(jī)模塊。主機(jī)模塊中包含單片機(jī)子模塊、LED數(shù)碼管顯示子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊，從機(jī)模塊則包括單片機(jī)子模塊、AD轉(zhuǎn)換子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊。在主模塊中由AT89S51單片機(jī)擔(dān)任主機(jī)，六個(gè)LED數(shù)碼管擔(dān)任顯示設(shè)備和一片MAX485擔(dān)任串口的電平轉(zhuǎn)換。在整個(gè)主機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)從機(jī)模塊三個(gè)從機(jī)模塊結(jié)構(gòu)一樣，有一片AT89S51單片機(jī)擔(dān)任從機(jī)外接一片ADC0809轉(zhuǎn)換芯片和一片MAX485擔(dān)任串口的電平轉(zhuǎn)換。串口采用單工及異步通信方式。設(shè)計(jì)大體思路流程圖程如下：圖2 多機(jī)通信的分布式數(shù)據(jù)采集功能應(yīng)用

11、示意圖3.2 硬件電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)包含1臺(tái)主機(jī)和3臺(tái)從機(jī)主從式多機(jī)通信系統(tǒng)，所以硬件電路也分為主機(jī)電路和從機(jī)電路。主機(jī)和從機(jī)的電路原理圖基本一致，都是由單片機(jī)電路和接口電平轉(zhuǎn)換電路，只是從機(jī)電路中需要增加有關(guān)本機(jī)地址的設(shè)置電路。主機(jī)的電路的搭建采用主CPU板、鍵盤顯示接口板各一塊。照實(shí)驗(yàn)原理圖將主CPU板的P0口接到鍵盤顯示接口板的位碼接口，P1口接到鍵盤顯示接口板的段碼的接口。從機(jī)的電路由CPU板和ADDA轉(zhuǎn)換板構(gòu)成。其次是電平轉(zhuǎn)換電路的焊接。電平轉(zhuǎn)換的路的實(shí)現(xiàn)是通過自己搭建電路完成。電平轉(zhuǎn)換的電路主要有四塊MAX485和兩個(gè)100電阻構(gòu)成。四塊MAX485采用總線方式連接，每個(gè)芯片分

12、別引出三個(gè)引腳用于單片的連接。最后將各個(gè)模塊的按照原理圖連接起來。圖3 多機(jī)通信整體模塊電路連接圖3.2.1 主機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)如圖所示，U1為單片機(jī)芯片AT89S51，它工作于11.0592MHz時(shí)鐘，此時(shí)鐘決定了串口傳輸波特率的設(shè)置。單片機(jī)的Rxd（P3.0）和TxD（P3.1）和電平轉(zhuǎn)換芯片MAX485，他們是單片機(jī)的串行輸入、輸出信號(hào)。其中P0的作用如下：對(duì)于發(fā)端，P0口用于主機(jī)的數(shù)據(jù)采集，通過讀取P0口的內(nèi)容完成對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的初始化，每隔定時(shí)讀取一次，如果讀到00H，則表明數(shù)據(jù)讀取完畢。對(duì)于收端，P0口用于判斷從機(jī)是否處于忙狀態(tài)。當(dāng)讀到P0口為BBH時(shí)，認(rèn)為當(dāng)前從機(jī)忙，需要向主機(jī)發(fā)送忙

13、應(yīng)答。主機(jī)部分的連接示意圖：PORT端口部分為與從機(jī)的串行接口MAX485對(duì)應(yīng)的A、B相連。圖4 多機(jī)通信的主機(jī)部分電路設(shè)計(jì)MAX485串口電平轉(zhuǎn)換電路： 串口電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖如圖所示：本實(shí)驗(yàn)中采用MAX485的電平轉(zhuǎn)換芯片。MAX485是一種RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口的電平轉(zhuǎn)換芯片。RS-485采用差分式半雙工通信方式，真正實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)總線連接，具有傳輸距離遠(yuǎn)可靠性高的特點(diǎn)。圖 5 電平轉(zhuǎn)換電路MAX485接口芯片采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 A，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO

14、和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端,當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100的電阻。如下圖是其芯片資料數(shù)據(jù)手冊(cè)中的典型連接圖：圖 6

15、MAX485接口芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的典型連接圖LED數(shù)碼管顯示電路：LED數(shù)碼管顯示電路如圖2所示顯示子模塊由六個(gè)數(shù)碼管和相應(yīng)的啟動(dòng)芯片構(gòu)成。其中每路通道的采集值用量為數(shù)碼管顯示。為了節(jié)約單片機(jī)的I/O口本題的數(shù)碼管采用MAX7219芯片。給芯片的優(yōu)點(diǎn)在于可完成電路的刷新。MAX7219芯片的SEG A-SEG DP為數(shù)碼管段碼接口，DIG0-DIG7為位碼接口，CLK、DIN、LOAD分別與單片機(jī)P1.0、P1.1、P1.2連接。單片機(jī)通過串行的方式將要顯示的數(shù)據(jù)通過CLK、DIN、LOAD三個(gè)接口送入相應(yīng)的顯示寄存器內(nèi)，MAX7219將自動(dòng)完成對(duì)數(shù)碼管的刷新工作。具體的電路如圖所示。圖 7 LE

16、D顯示電路3.2.2 從機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)從機(jī)AT89S51的P1口的低四位用于本機(jī)的地址設(shè)定，其他的設(shè)置基本與主機(jī)相似。通過跳線開關(guān)的閉合與打開的組合可以最多設(shè)定16種地址。比如，四位開關(guān)全部斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)的P0為1111，此時(shí)本機(jī)的地址即為1111H。從機(jī)在開始加電工作前需要根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的要求設(shè)定自己的地址，也就是將開關(guān)狀態(tài)設(shè)置好。這樣從機(jī)在開機(jī)自檢時(shí)就可以獲得本機(jī)的地址。其中將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的連接如圖中，將數(shù)據(jù)選擇三個(gè)控制端都設(shè)為低電平，即選擇輸入通道IN-0；然后將8位數(shù)據(jù)輸出口D0-D8與從機(jī)8051的P2口相連，將ADC0809的CLOCK端與從機(jī)8

17、051的ALE相連，將ADC0809的STATRT、ENABLE、ALE端分別與從機(jī)8051的P0口的P0-3相連；并加入設(shè)置參考電壓。從機(jī)部分的連接示意圖：兩個(gè)PORT端口部分為與主機(jī)的串行接口MAX485對(duì)應(yīng)的A、B相連，另一個(gè)PORT端U0為采集轉(zhuǎn)變的電壓信號(hào)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制從機(jī)模塊電路圖如圖所示。圖8 多機(jī)通信的從機(jī)部分電路設(shè)計(jì)其中AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809與從機(jī)8051的連接具體如下：圖9 ADC0809與8051連接圖ADC0809芯片為8位A/D轉(zhuǎn)換器（28PIN） IN0IN7：8個(gè)模擬通道輸入端。 ADDC、ADDB、 ADDA：通道地址線（000111對(duì)應(yīng)了8個(gè)通道） A

18、LE：地址鎖存允許信號(hào)。 START：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。OE：輸出允許信號(hào)（允許讀）。CLK：外部時(shí)鐘脈沖輸入端，典型值640K。VREF(+)、VREF(-)：參考電壓輸入端。Vcc：5V電源。GND：地。轉(zhuǎn)換公式為： D=AIN*/Vref*（281）3.3軟件電路設(shè)計(jì)3.3.1 協(xié)議設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p方均使用9600kbps的數(shù)率進(jìn)行傳輸，使用主從式通行，主、從機(jī)相互發(fā)送或接受數(shù)據(jù)，首先使所有從機(jī)的SM2位置1處于只接收地址幀的狀態(tài)。主機(jī)先發(fā)送一幀地址信息，從機(jī)接收到地址幀后，各自將接收的地址與本機(jī)的地址比較。對(duì)于地址相符的那個(gè)從機(jī)，使SM2位清零，以接收主機(jī)隨后發(fā)來的所

19、有信息；對(duì)于地址不符的從機(jī)，仍保持SM2=1，對(duì)主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)不予理睬，直至發(fā)送新的地址幀。當(dāng)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并置第9位(TB8)為1，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束標(biāo)志。主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)先判斷數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志，若RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，并比較此幀校驗(yàn)和，若正確，則會(huì)送正確信號(hào)00H，此信號(hào)令該從機(jī)復(fù)位(即重新等待地址幀)；若校驗(yàn)和出錯(cuò)，則發(fā)送0FFH，令該從機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。若接收幀的RB8=0，則原數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。若主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)令SM2=0，同時(shí)把本站地址發(fā)回主機(jī)。作為應(yīng)答之后才能收到主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。其它從機(jī)(SM2=1)，無法收到數(shù)據(jù)。主機(jī)收到從機(jī)

20、的應(yīng)答地址后，確認(rèn)地址是否相符。如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號(hào)；如果地址相符，則清TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。從機(jī)接收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。設(shè)主機(jī)發(fā)送的地址聯(lián)絡(luò)信號(hào)00H，01H，02H為從機(jī)設(shè)備地址；通常從機(jī)以中斷方式控制和主機(jī)的通信。程序可分成主機(jī)程序和從機(jī)程序，約定一次傳送的數(shù)據(jù)為16個(gè)字節(jié).33.3.2 主機(jī)程序流程圖設(shè)計(jì)依據(jù)試驗(yàn)要求及相應(yīng)的通信協(xié)議現(xiàn)繪制如下的主機(jī)程序流程圖：圖10 主機(jī)的程序流程圖主機(jī)的程序流程大致如上，首先將串口初始化，設(shè)置TMOD、PCON、SCON、TH1、TL1等參數(shù)；然后主機(jī)通過串口發(fā)送一個(gè)呼叫地址，等待并接收從機(jī)回答；若地址錯(cuò)，則發(fā)送

21、發(fā)復(fù)位信號(hào)給從機(jī)。如果地址相符，則清地址標(biāo)志。然后通過發(fā)命令來控制是主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)給從機(jī)還是主機(jī)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，等待從機(jī)的回復(fù)來確定接收狀態(tài)。如果是發(fā)送命令并且從機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好接收，清校驗(yàn)和，主機(jī)發(fā)送一數(shù)據(jù)給從機(jī)。主機(jī)發(fā)送校驗(yàn)和，從機(jī)根據(jù)校驗(yàn)和后回復(fù)接收是否正確 ，若接收不正確，則要求主機(jī)重新發(fā)送，并置地址標(biāo)志。3.3.3 從機(jī)程序流程圖設(shè)計(jì)圖11 從機(jī)的程序流程圖從機(jī)的程序流程有很大一部分是和主機(jī)的流程一樣的，從機(jī)首先再開機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過P1口讀取從機(jī)的本機(jī)地址，串口初始化:TMOD、PCON、SCON等參數(shù)的設(shè)置和主機(jī)相同，首先將SM2設(shè)為1，只接收地址幀。假定準(zhǔn)備好發(fā)送和接收,當(dāng)接收到本機(jī)發(fā)過來的

22、地址時(shí)，如果非本機(jī)地址,繼續(xù)等待；如果是本機(jī)地址則把本地址發(fā)回給主機(jī)。如果是復(fù)位信號(hào)，則恢復(fù)SM2置一。如果是接收命令，則是等待主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，從機(jī)接收準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)的狀態(tài)，然后清校驗(yàn)和，開始從主機(jī)接收數(shù)據(jù)，校驗(yàn)和相同發(fā)00，校驗(yàn)和不同發(fā)0FF，重新接收，接收數(shù)據(jù)完畢；如果是接收命令，則從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待發(fā)送，從機(jī)準(zhǔn)備好發(fā)狀態(tài)后，先清校驗(yàn)和，開始向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后向主機(jī)發(fā)送校驗(yàn)和，等待主機(jī)回復(fù)，若主機(jī)接收不正確，則從機(jī)重新發(fā)送數(shù)據(jù)給主機(jī)，一直等到發(fā)送數(shù)據(jù)成功；如果主機(jī)判斷命令非法 ，并回復(fù)從機(jī)重新回到發(fā)狀態(tài)，最后從機(jī)恢復(fù)監(jiān)聽將SM2位置一。本從機(jī)設(shè)計(jì)為首先通過將其轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，再通

23、過AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量傳送給從機(jī)。從機(jī)在收到發(fā)送命令后，將此數(shù)據(jù)通過串口再發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)根據(jù)判斷后，給從機(jī)發(fā)送控制命令。四 系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)現(xiàn)對(duì)本課題的設(shè)計(jì)思路清晰之后，我們接下來所需要做的工作就是依據(jù)我們的方案編程實(shí)現(xiàn)功能。本過程可以分為五個(gè)部分：從機(jī)模塊調(diào)試、 LED顯示模塊調(diào)試、電平轉(zhuǎn)換模塊功能調(diào)試、主機(jī)模塊功能調(diào)試、整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試。4.1主機(jī)模塊功能調(diào)試當(dāng)主機(jī)發(fā)送地址幀呼叫從機(jī)時(shí)從機(jī)將接收到的內(nèi)容與自己的地址比較，如若相同從機(jī)會(huì)向主機(jī)發(fā)送主機(jī)所需要的數(shù)據(jù)。而主機(jī)接收到正確的數(shù)據(jù)，便會(huì)通過LED數(shù)碼管顯示出來，這樣便會(huì)實(shí)現(xiàn)我們預(yù)想的主機(jī)模塊功能。當(dāng)然主機(jī)部分程序包

24、含上面調(diào)試好的LED顯示模塊程序。此處將從機(jī)送來的數(shù)值通過調(diào)用LED顯示模塊子程序顯示出來。LED顯示模塊分為三個(gè)區(qū)域，從機(jī)0、從機(jī)1、從機(jī)2分別占用2個(gè)顯示管。4.2從機(jī)模塊調(diào)試從機(jī)部分實(shí)現(xiàn)的功能是針對(duì)主機(jī)發(fā)送來的地址進(jìn)行對(duì)照，如果是自己的從機(jī)地址，就會(huì)發(fā)送AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。為了檢測(cè)此部分的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)，我們借助串口測(cè)試軟件，發(fā)送預(yù)設(shè)的從機(jī)地址看看該從機(jī)是否會(huì)把AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果發(fā)送來。此從機(jī)調(diào)試模塊分為兩個(gè)層次：1、用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序測(cè)試從機(jī)硬件部分是否能正常運(yùn)行；2、在硬件良好的情況下測(cè)試編寫的從機(jī)部分代碼能否順利實(shí)現(xiàn)功能。該部分相比較而言簡(jiǎn)單一點(diǎn)，其實(shí)也可以歸為主機(jī)模塊調(diào)試的一部分。LED功

25、能就是用來顯示DA轉(zhuǎn)換的結(jié)果。連接好電路之后，用個(gè)小程序測(cè)試LED顯示功能良好的情況下顯示從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。4.3整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試各個(gè)模塊程序功能調(diào)試好之后，將他們各就各位。但此時(shí)我們又遇到一個(gè)難題：從機(jī)送給主機(jī)的數(shù)據(jù)在經(jīng)MAX485傳遞給主機(jī)時(shí)讀出來的不是理想的結(jié)果，后經(jīng)過示波器查看輸出波形，經(jīng)多次調(diào)試，將主機(jī)與從機(jī)時(shí)序調(diào)整一致才得以在主機(jī)收到從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。圖12 系統(tǒng)的調(diào)試示意圖五 總結(jié)與體會(huì)參考文獻(xiàn)1 蔡美琴，張為民等.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用M2版.北京：高等教育出版社，200462 于永，戴加，劉波等.51單片機(jī)C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)實(shí)例精講M2版.北京：電子工業(yè)出版

26、社，2008103 楊家新，李華軍等.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用-從基礎(chǔ)到實(shí)踐M北京：電子工業(yè)出版社，20063附 錄程序設(shè)計(jì)全部代碼如下：1. 主機(jī)部分程序代碼：#include#includeunsigned char LED_seg10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,;unsigned char LED_bit6=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20;unsigned char LED_buf6=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;sbit EN=P34;void delay(

27、unsigned long n) unsigned int i; for(i=1;in;i+) ;void convert(unsigned char a ,unsigned char j) unsigned char m,n,i; unsigned char b=0; for(i=0;ia)break; m=i/10; n=i%10; /j=j*2; LED_bufj=LED_segn; LED_bufj+1=LED_segm+0x80; void sbuf_init(void)SCON=0xd0; /工作方式3PCON=0x00;TMOD=(TMOD&0xf)|0x20;TH1=0xfd;TL