制作單片機(jī)之間通信系統(tǒng)-制作雙機(jī)通信系統(tǒng)

任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)三、任務(wù)實(shí)施（一）任務(wù)描述本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)MCS-51單片機(jī)之間的串行通信，甲、乙機(jī)均采用查詢工作方式。(1)利用方式1實(shí)現(xiàn)單片機(jī)雙機(jī)通信，主頻為6MHz，波特率為2400b／s。(2)兩個(gè)單片機(jī)距離較近，甲、乙兩機(jī)的發(fā)送端與接收端分別直接相連，兩機(jī)共地，由于8051串行口的輸出是TTL電平，兩片相連所允許的距離極短。(3)執(zhí)行程序，甲機(jī)將亮燈信號(hào)發(fā)送給乙機(jī)，若通信正常，乙機(jī)接收到信號(hào)后點(diǎn)亮8個(gè)發(fā)光二極管。(4)甲、乙機(jī)均采用查詢工作方式。(5)串口初始化。需要注意的是：主頻為6MHz，波特率為2400b/s時(shí)，若設(shè)置波特率不加倍，則定時(shí)器初始值為F9H，但此時(shí)計(jì)算得到的實(shí)際波特率為2232b/s，誤差高達(dá)6.99%。因此，設(shè)置波特率加倍，即SMOD=1，此時(shí)，定時(shí)器初始值為F3H，計(jì)算得到的實(shí)際波特率誤差僅為0.16%。讀者可根據(jù)前面的計(jì)算公式自行計(jì)算。(6)約定通信雙方協(xié)議。甲機(jī)（主機(jī)）發(fā)送AAH，請求發(fā)送信號(hào)，乙機(jī)（從機(jī)）應(yīng)答B(yǎng)BH，表示同意接收。甲機(jī)接到應(yīng)答信號(hào)后，發(fā)送數(shù)據(jù)，并發(fā)送和校驗(yàn)。乙機(jī)接收數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)、校驗(yàn)，接收正確則回復(fù)00H；否則，回復(fù)FFH，請求甲機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)，并等待再次接收。甲機(jī)接到回復(fù)00H后結(jié)束通信，否則，重發(fā)數(shù)據(jù)。(7)根據(jù)雙方通信協(xié)議，繪制雙方的通信控制流程圖，并編寫控制代碼。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)（二）硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)的雙機(jī)通信采用三線零調(diào)制解調(diào)方式連接，兩臺(tái)單片機(jī)的發(fā)送端的TXD與RXD交錯(cuò)相連，即完成硬件的連接，在Proteus中繪制電路原理圖如圖5-21所示。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)（三）軟件設(shè)計(jì)1.甲機(jī)（主機(jī)）控制程序/************************************************************甲機(jī)串口初始化程序(查詢方式)晶振6MHz，波特率2400bps************************************************************/voidinit_UART(void){SCON=0x50;//串口方式1，允許接收PCON=0x80;//波特率加倍TMOD=0x20;//T1工作方式2TH1=0xF3;//波特率2400bpsTL1=TH1;TR1=1;//啟動(dòng)T1}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)/************************************************************甲機(jī)通信子程序************************************************************/

voidsend_jia(void)

{unsignedchari;unsignedcharsum=0;//累加和while(!send_ready){SBUF=0xaa;//請求發(fā)送信號(hào)AAwhile(!TI);TI=0;while(!RI);//等待應(yīng)答信號(hào)BBRI=0;if(SBUF==0xBB)send_ready=1;}while(!send_ok){for(i=0;i<8;i++)//發(fā)送數(shù)據(jù){SBUF=fabuf［i］; sum+=fabuf［i］;//計(jì)算累加校驗(yàn)和while(!TI);TI=0;}SBUF=sum;//發(fā)送累加校驗(yàn)和while(!TI);TI=0;while(!RI);//等待成功接收信號(hào)00RI=0;if(SBUF==0x00)send_ok=1;}}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)#include<reg51.h>

sbitkey=P1^7;//定義發(fā)送控制按鍵

unsignedcharfabuf［8］={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

bitsend_ready=0;//定義發(fā)送就緒標(biāo)志位，=1可以發(fā)送

bitsend_ok=0; //定義發(fā)送成功標(biāo)志位，=1成功

voidinit_UART(void)；

voidsend_jia(void)；/************************************************************甲機(jī)主程序,按鍵按下，則進(jìn)行一次完整的通信過程************************************************************/

voidmain()

{init_UART();while(1){if(!key)//判斷按鍵{while(!key);send_ready=0;//清標(biāo)志位send_ok=0;send_jia();//執(zhí)行甲機(jī)通信過程}}

}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)2.乙機(jī)（從機(jī)）控制程序/************************************************************乙機(jī)通信控制子程序************************************************************/voidreceive_yi(void){unsignedchari;unsignedcharsum=0;//本地校驗(yàn)和bitask_ok=0;//定義甲機(jī)請求標(biāo)志位，=1有通信請求bitreceive_ok=0;//定義乙機(jī)成功接收標(biāo)志位，=1正確接收while(!ask_ok)//等待請求信號(hào)AAH{while(!RI);RI=0;if(SBUF==0xAA)ask_ok=1;}SBUF=0xBB;//發(fā)送應(yīng)答信號(hào)BBHwhile(!TI);TI=0;while(!receive_ok){for(i=0;i<8;i++)//接收數(shù)據(jù)，并求和校驗(yàn){while(!RI);RI=0;shoubuf［i］=SBUF;sum+=SBUF;}while(!RI);//接收和校驗(yàn)，并判斷RI=0;if(sum==SBUF){SBUF=0x0;//校驗(yàn)正確，發(fā)送00hwhile(!TI);TI=0;receive_ok=1;}else{SBUF=0xFF;//校驗(yàn)正確，發(fā)送FFhwhile(!TI);TI=0;}}}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)

#include<reg51.h>

unsignedcharshoubuf［8］;//定義接收數(shù)據(jù)區(qū)

voidinit_UART(void)；//串口初始化子程序

voidreceive_yi(void)；//乙機(jī)通信控制子程序

voiddelay1s(void)；//延時(shí)1s子程序/************************************************************乙機(jī)主程序************************************************************/

voidmain()

{ unsignedchari;init_UART();while(1){receive_yi();for(i=0;i<8;i++){P1=shoubuf［i］;delay1s();} }}/************************************************************延時(shí)1s子程序************************************************************/

voiddelay1s(void)

{unsignedchara,b,c;for(c=23;c>0;c--)for(b=152;b>0;b--)for(a=70;a>0;a--);}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)（四）程序調(diào)試1.在keil中分別編譯甲機(jī)發(fā)送程序和乙機(jī)接收程序，分別生成hex文件，分別命名和保存。2.在Proteus仿真軟件中，調(diào)用虛擬終端儀器，并將虛擬終端的接收端RXD分別連與甲機(jī)和乙機(jī)的TXD端口，用于調(diào)試過程中監(jiān)測甲乙機(jī)雙方發(fā)出的信號(hào)。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)二、了解多機(jī)通信MCS-51串行口的方式2和方式3有一個(gè)專門的應(yīng)用領(lǐng)域，即多機(jī)通信。MC-51單片機(jī)的多機(jī)通信是指一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間的通信。。圖5-16為MCS51單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)邏輯連接圖。主機(jī)的RXD端與所有從機(jī)的TXD端相連，主機(jī)的TXD端與所有從機(jī)的RXD端相連。在這種方式中主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到各個(gè)從機(jī)或指定的從機(jī)，各從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收，從機(jī)與從機(jī)之間不能進(jìn)行通信。在編程前，首先要給各從機(jī)定義地址編號(hào)，如分別為00H、01H、02H等。在主機(jī)想發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)塊給某個(gè)從機(jī)時(shí)，它必須先送出一個(gè)地址字節(jié)，以辨認(rèn)從機(jī)。編程實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信的過程如下。(1)主機(jī)發(fā)送一幀地址信息，與所需的從機(jī)聯(lián)絡(luò)。主機(jī)應(yīng)置TB8為1，表示發(fā)送的是地址幀。(2)所有從機(jī)初始化設(shè)置SM2=1，處于準(zhǔn)備接收一幀地址信息的狀態(tài)。(3)各從機(jī)接收到地址信息，因?yàn)镽B8=1，則置中斷標(biāo)志RI。中斷后，首先判斷主機(jī)送過來的地址信息與自己的地址是否相符。對(duì)于地址相符的從機(jī)，置SM2=0，以接收主機(jī)隨后發(fā)來的所有信息；對(duì)于地址不相符的從機(jī)，保持SM2=1的狀態(tài)，對(duì)主機(jī)隨后發(fā)來的信息不予理睬，直到發(fā)送新的一幀地址信息。(4)主機(jī)發(fā)送控制指令和數(shù)據(jù)信息給被尋址的從機(jī)。其中主機(jī)置TB8為0，表示發(fā)送的是數(shù)據(jù)或控制指令。對(duì)于未選中的從機(jī)，因?yàn)镾M2=1，RB8=0，所以不會(huì)產(chǎn)生中斷，對(duì)主機(jī)發(fā)送的信息不接收。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)【例5-5】設(shè)有一臺(tái)主機(jī)，兩臺(tái)從機(jī)，主機(jī)呼叫從機(jī)，若聯(lián)系成功則主機(jī)向從機(jī)發(fā)送指令，從機(jī)利用P1口所接發(fā)光二極管顯示從機(jī)機(jī)號(hào)。主頻為6MHz，波特率為1200b/s。主機(jī)采用查詢工作方式，從機(jī)采用中斷方式。原理圖如圖5-17所示。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)一、雙機(jī)通信MCS-51單片機(jī)串行口工作方式1只能用于雙機(jī)通信，不能用于多機(jī)通信?！纠?-4】編程實(shí)現(xiàn)兩MCS-51單片機(jī)的短距離串行通信，功能為：將甲機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)塊從串行口發(fā)送到乙機(jī)，甲機(jī)采用查詢方式，乙機(jī)采用中斷方式。分析：(1)通信雙方的硬件連接如圖5.15所示。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)(2)通信雙方的軟件協(xié)議。為實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信，規(guī)定如下：①假定甲機(jī)為發(fā)送機(jī)，乙機(jī)為接收機(jī)。②當(dāng)甲機(jī)發(fā)送時(shí)，先送一個(gè)“AA”信號(hào)，乙機(jī)收到后回答一個(gè)“BB”信號(hào)，表示同意接收。③當(dāng)甲機(jī)接收到“BB”信號(hào)后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)塊發(fā)送完后再發(fā)出和校驗(yàn)信號(hào)。④乙機(jī)接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)區(qū)，起始地址也為30H，同時(shí)每接收一次也計(jì)算一次“檢查和”。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)塊收齊后，再接收甲機(jī)發(fā)來的和校驗(yàn)信號(hào)，并將它與乙機(jī)的“檢查和”進(jìn)行比較。若兩者相等，說明接收正確，乙機(jī)回答一個(gè)00；若兩者不相等，說明接收不正確，乙機(jī)回答一個(gè)FF，請求重發(fā)。⑤甲機(jī)收到00的答復(fù)后，結(jié)束發(fā)送；若收到的答復(fù)非0，則重新將數(shù)據(jù)發(fā)送一次。(3)雙方均以1200b／s的速率傳送。假設(shè)晶振頻率為6MHz，計(jì)算定時(shí)器1的計(jì)數(shù)初值：X=256-6×106×1384×1200=256-13=243=0F3H為使波特率不倍增，設(shè)定PCON寄存器的SMOD=0，則PCON=00H。任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)(4)編寫甲、乙兩機(jī)通信程序。①甲機(jī)發(fā)送甲機(jī)采用查詢方式發(fā)送，主頻6MHz，波特率1200b/s，初始化子程序如下：/************************************************************甲機(jī)串口初始化程序(查詢方式)************************************************************/voidinit_UART(void){SCON=0x50;//串口方式1，允許接收TMOD=0x20;//T1工作方式2TH1=0xF3;//波特率1200b/sTL1=TH1;TR1=1;//啟動(dòng)T1}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)/************************************************************甲機(jī)發(fā)送子程序************************************************************/voidsend_jia(void){unsignedchari;unsignedcharsum=0;//累加和SBUF=10;//發(fā)送數(shù)據(jù)塊長度while(!TI);TI=0;for(i=0;i<10;i++)//發(fā)送數(shù)據(jù){SBUF=fabuf［i］;//將發(fā)數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)依次發(fā)送sum+=fabuf［i］;//計(jì)算累加校驗(yàn)和while(!TI);TI=0;}SBUF=sum;//發(fā)送累加校驗(yàn)和while(!TI);TI=0;}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)/************************************************************甲機(jī)主程序************************************************************/voidmain(){bitfa_ok=0;//定義發(fā)送成功標(biāo)志位，發(fā)送成功為1init_UART();//串口初始化while(!fa_ok){send_jia();//發(fā)送數(shù)據(jù)及校驗(yàn)while(!RI);//等待乙機(jī)回復(fù)RI=0;if(SBUF==0)fa_ok=1;//回復(fù)00，則發(fā)送成功}}任務(wù)二制作雙機(jī)通信系統(tǒng)②乙機(jī)接收乙機(jī)采用中斷方式接收，主頻6MHz，波特率1200b/s，初始化子程序如下：/************************************************************乙機(jī)串口初始化程序(中斷方式)************************************************************/voidinit_UART(void){