基于MCU的多機并行通信

摘要：單片機的多機串行通信應用十分廣泛，但在串行口被占用又要進行多機通信時就要采取其它措施。本文介紹了一種使用并口進行多機通信的方法，在實踐中已得到驗證。
關鍵詞：MCU，并口通信

1. 問題的提出
    某系統(tǒng)中使用了三路串行接口的傳感器（GPS、壓力和風向）及三路模擬電流（4～20mA）接口的傳感器（濕度、溫度和水位）?，F(xiàn)需要將這些數(shù)據(jù)匯總后通過串口上傳給PC機，并且要求每路信號數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r獨立的接收。

2.系統(tǒng)設計
    經(jīng)過分析，我們分別使用一塊2051單片機接收各路串口傳感器的數(shù)據(jù)，同時使用一塊多路高精度ADC對轉(zhuǎn)換成電壓的溫度等信號采樣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。主從機之間的具體管腳連接參見圖2。



    圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    系統(tǒng)中51單片機作為主機控制著整個系統(tǒng)的動作并發(fā)起每次通信，每塊2051作為實時從傳感器獲取數(shù)據(jù)并在主機控制下完成通信。主機和各從機之間通過并口連接通信。主從機工作流程如下：

·   主機上電初始化后，通過P0口發(fā)送從機地址選中一路從機并等待應答。
·   各從機上電初始化后接收傳感器串行數(shù)據(jù)，然后通過P1口接收主機地址，當?shù)刂放c自己相符后，調(diào)整245方向并由245向主機發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)，此過程由握手線負責控制。
·   從機發(fā)送完所有數(shù)據(jù)后再次將245方向改為接收，重新開始接收傳感器數(shù)據(jù)和主機發(fā)送的地址。
·   主機按照同樣方式接收所有各路2051數(shù)據(jù)。
·   串口數(shù)據(jù)接收完畢后，主機控制AD轉(zhuǎn)換并獲取三路信號數(shù)據(jù)。
·   主機將所有數(shù)據(jù)集合成規(guī)定格式后通過232發(fā)送給PC機。

     主從機的工作流程圖如圖3所示：

                     圖2 主從機間的管腳連接

           圖3 主從機工作流程圖

主要程序代碼分別如下，主機為：
 
……
sbit adc_busy=P3^2;
sbit adc_hben=P3^3;
sbit hand1=P2^0;//GPS
sbit hand2=P2^1;//PRESSURE
sbit hand3=P2^2;//WIND
sbit hand4=P2^3;//BAK1

uchar idata gps[96];
uchar idata pressure[9];
uchar idata wind[26];
uchar idata tem[6];
uchar idata hum[6];
uchar idata water_tem[7];
……
P1=0x01;
for(i=0;i<96;i++){
    while(hand1!=0);
    gps[i]=P1;
    while(hand1==0);
}
sendbyte2pc(’#’);
sendbyte2pc(’#’);
sendbyte2pc(’1’);
sendbyte2pc(’ ’);
sendbyte2pc(’ ’);
send2pc(gps,96);
……
從機為：
……
sbit dir=P3^2;
sbit en=P3^3;
sbit hand=P3^4;
……
loop:
    RI=0;i=0;
    while(!RI);//wait for receiving ready
    if (SBUF!=0x40)//data head
        goto loop;
    data_str[i]=0x40;i++;

    RI=0;
    while(!RI);//wait for receiving ready
    if (SBUF!=0x40)//data head
        goto loop;
    data_str[i]=0x40;i++;
    do{
        RI=0;
        while(!RI);
        data_str[i]=SBUF;
        i++;
    }
    while(i!=96);

    dir=0;en=0;//enable data receiving    P1=0xff;
    for(i=0;i<100;i++){
        if(P1==0x01)
            goto send;
    }
    en=1;
    goto loop;
send:
    for(i=0;i<96;i++){
        dir=1;
        P1=data_str[i];
        hand=0;
        for(j=0;j<5;j++){;}
        hand=1;
    }
    en=1;dir=0;
    goto loop;
……
 
3.結(jié)語
    本文中提出的并行通信方法具有電路結(jié)構(gòu)簡單清晰、程序容易實現(xiàn)等特點，已經(jīng)在實際中證明可行。在調(diào)試過程中可以借用串口助手等軟件接收數(shù)據(jù)來驗證通信的可靠性。

參考文獻
[1]    王建校，王建國.51系列單片機及C51程序設計[M].北京：科學出版社，2002.
[2]    徐維祥，劉旭敏.單片機微型計算機原理及應用[M].大連：大連理工大學出版社，2002.7.