AVR單片機(jī)串口多機(jī)通訊程序

時(shí)間：2019-01-15 14:40:01

關(guān)鍵字：串口單片機(jī) 多機(jī) 通訊

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[導(dǎo)讀] 在多機(jī)通信過程中，所有設(shè)備的RS232接口是并在通信線上的，其中只能有一個(gè)設(shè)備為主機(jī)，其他為從機(jī)，通信由主機(jī)發(fā)起。數(shù)據(jù)幀一般采用1位起始位、9位數(shù)據(jù)位，其中第9位（RXB8）被用作為表征該幀是地址幀還

在多機(jī)通信過程中，所有設(shè)備的RS232接口是并在通信線上的，其中只能有一個(gè)設(shè)備為主機(jī)，其他為從機(jī)，通信由主機(jī)發(fā)起。數(shù)據(jù)幀一般采用1位起始位、9位數(shù)據(jù)位，其中第9位（RXB8）被用作為表征該幀是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。當(dāng)幀類型表征位為“1”時(shí)，表示該幀數(shù)據(jù)為一個(gè)地址幀；當(dāng)幀類型表征位為“0”時(shí)，表示這個(gè)幀為一個(gè)數(shù)據(jù)幀。
　　在AVR中，通過設(shè)置從機(jī)的UCSRA寄存器中標(biāo)志位MPCM，可以使能USART接收器對(duì)接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾的功能。如果使能了過濾功能，從機(jī)接收器對(duì)接收到的那些不是地址信息幀的數(shù)據(jù)幀將進(jìn)行過濾，不將其放入接收緩沖器中，這在多機(jī)通信中有效的方便了從機(jī)MCU處理數(shù)據(jù)幀程序的編寫（同標(biāo)準(zhǔn)51結(jié)構(gòu)相比）。而發(fā)送器則不受MPCM位設(shè)置的影響。

　　多機(jī)通信模式允許多個(gè)從機(jī)并在通信線路上，接收一個(gè)主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)。通過對(duì)接收到的地址幀中的地址進(jìn)行解碼，確定哪個(gè)從機(jī)被主機(jī)尋址。如果某個(gè)從機(jī)被主機(jī)尋址，它將接收接下來主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀，而其它的從機(jī)將忽略數(shù)據(jù)幀，直到再次接收到一個(gè)地址幀。（從機(jī)地址是由各個(gè)從機(jī)自己的軟件決定的）。
　　對(duì)于在多機(jī)通信系統(tǒng)中的主機(jī)MCU，可以設(shè)置使用9位數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（UCSZ=7）。當(dāng)發(fā)送地址幀時(shí)，置第9位為“1”；發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，置第9位為“0”。在這種情況下，從機(jī)也必須設(shè)置成接收9位數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。
　　多機(jī)通信方式的數(shù)據(jù)交換過程如下：
1)設(shè)置所有從機(jī)工作在多機(jī)通信模式（MPCM=1）。
2)通信開始是由主機(jī)先發(fā)送一個(gè)地址幀，如8位數(shù)據(jù)為0X01（1號(hào)從機(jī)地址），第9位=“1”，呼叫1號(hào)從機(jī)。
3)所有從機(jī)都接收和讀取該主機(jī)發(fā)出的地址幀。在所有從機(jī)的MCU中，RXC標(biāo)志位被置位，表示接收到地址幀。
4)每一個(gè)從機(jī)MCU讀UDR寄存器，并判斷自己是否被主機(jī)尋址。如果被尋址，清UCSAR寄存器中的MPCM位，等待接收數(shù)據(jù)；否則保持MPCM為“1”，等待下一個(gè)地址幀的接收（該步應(yīng)由用戶軟件處理實(shí)現(xiàn)）：
A)作為1號(hào)從機(jī)的MCU處理過程為：收到地址幀后，判定讀取UDR數(shù)據(jù)0X01為自己的地址，將MPCM位置“0”，接收之后所有主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)幀，直到下一個(gè)地址幀為止。
B)其它從機(jī)MCU的處理過程：收到地址幀后，判定讀取UDR數(shù)據(jù)0X01不是自己的地址，將MPCM位置“1”，這樣他們將忽略主機(jī)隨后發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，直到主機(jī)再次發(fā)送地址幀。
5)當(dāng)被尋址的從機(jī)MCU接收完最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，將MPCM位置位，等待下一個(gè)地址幀的出現(xiàn)（該步也應(yīng)由用戶軟件處理實(shí)現(xiàn)），然后從步驟2開始重復(fù)。

[轉(zhuǎn)]例子；

通訊規(guī)則:
1:時(shí)鐘7.3728MHz/波特率9600/9個(gè)數(shù)據(jù)位/奇校驗(yàn)/1個(gè)停止位/硬件多機(jī)通訊功能/
2:通訊連接采用硬件MAX485,雙向單工
3:每個(gè)上行/下行的數(shù)據(jù)包的字節(jié)個(gè)數(shù)都是一樣的(通訊數(shù)據(jù)量)
4:每個(gè)上行/下行的數(shù)據(jù)包都采用CRC8校驗(yàn)
5:數(shù)據(jù)接收采用中斷+查詢的方式
6:總是由主機(jī)向從機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包,從機(jī)收到數(shù)據(jù)包后向主機(jī)回復(fù)一個(gè)數(shù)據(jù)包
7:不管是主機(jī)還是從機(jī),如果收到的數(shù)據(jù)包有任何錯(cuò)誤,都將丟棄該數(shù)據(jù)包,等效于沒有接收
8:從機(jī)之間不能相互通訊,必須通過主機(jī)才能交換數(shù)據(jù)
9:無效地址是0,主機(jī)地址是1,從機(jī)地址是2.3.4......廣播地址是255
*/
#include
#include
#include
#include//CRC校驗(yàn)函數(shù)就在這個(gè)文件里面

#defineamount10//設(shè)定通訊數(shù)據(jù)量(包括1個(gè)地址幀,n個(gè)數(shù)據(jù)幀,1個(gè)校驗(yàn)幀)

unsignedcharsend[amount];//發(fā)件箱
unsignedcharinbox[amount];//收件箱
unsignedcharn=0;//記憶中斷次數(shù)

//--------------------------------------------------------------------
interrupt[12]Rxd_isr(void)//接收中斷
{
unsignedcharERROR=0;
if(UCSRA&4||UCSRA&16)ERROR=1;//奇偶效驗(yàn)錯(cuò)誤或者幀錯(cuò)誤就記錄下來
inbox[n]=UDR;//保存到收件箱
n++;//記憶中斷次數(shù)
if(ERROR)inbox[0]=0;//如果通訊有錯(cuò),收件箱的地址幀就標(biāo)記成無效地址0
}

//---------------------------------------------------------------------
voidmain(void)
{
usart_init();//串口初始化
UCSRA=0;//主機(jī)關(guān)閉地址篩選功能(多機(jī)通訊功能)
#asm("sei")//打開全局中斷
while(1)
{
//-------------與從機(jī)2對(duì)話,與其他從機(jī)對(duì)話與下面的程序類似-------------------
n=0;//中斷次數(shù)清0
inbox[0]=0;//收件箱地址清0
//請(qǐng)更新準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)
//send[1]=?
//......
//send[n]=?
send[0]=2;//改變這個(gè)地址就可以實(shí)現(xiàn)與某個(gè)從機(jī)對(duì)話
send[amount-1]=crc8(send,amount-1);//計(jì)算發(fā)件箱的crc8校驗(yàn)碼
usart_out(send,amount);//將發(fā)件箱的數(shù)據(jù)send[]發(fā)送出去;

//等待,從機(jī)接收到數(shù)據(jù)后會(huì)回復(fù)數(shù)據(jù)的,如果是10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)量,不能少于13ms!!!
//這個(gè)時(shí)間由人工計(jì)算，要考慮從機(jī)由于各種中斷延長回復(fù)時(shí)間的可能

delay_ms(15);

//if(n<3)如果接收到的數(shù)據(jù)還不到3個(gè)，那么就是通訊線路故障

//如果收件箱已經(jīng)收到amount個(gè)數(shù)據(jù),并且crc8校驗(yàn)成功就...
if(n==amount&&inbox[amount-1]==crc8(inbox,amount-1))
{
if(inbox[0]==1)//如果收件箱地址幀屬于本機(jī)就運(yùn)行下面的測(cè)試代碼
{
DDRD.3=1;
PORTD.3=1;delay_ms(10);
PORTD.3=0;delay_ms(990);
}

if(inbox[0]==255)
{
//請(qǐng)?jiān)谶@里添加收到廣播數(shù)據(jù)的處理程序
}
}
}
}//end

------------------------------------------------------------
從機(jī)
------------------------------------------------------------
#include
#include
#include

#defineamount10//設(shè)定通訊數(shù)據(jù)量(包括1個(gè)地址幀,n個(gè)數(shù)據(jù)幀,1個(gè)校驗(yàn)幀)
#defineaddress2//請(qǐng)?jiān)谶@里設(shè)定本機(jī)地址

unsignedcharsend[amount];//發(fā)件箱
unsignedcharinbox[amount];//收件箱
unsignedcharn=0;//記憶中斷次數(shù)

interrupt[12]Rxd_isr(void)//接收中斷
{
unsignedcharERROR=0;
if(UCSRA&4||UCSRA&16)ERROR=1;//記錄奇偶效驗(yàn)錯(cuò)誤或者幀錯(cuò)誤
inbox[n]=UDR;//把接收到的數(shù)據(jù)保存到收件箱
n++;//記憶接收的次數(shù)
if(ERROR)//如果通訊有錯(cuò)....
{
n=0;//接收計(jì)數(shù)清0
inbox[0]=0;//把地址改為無效地址0
UCSRA|=0x01;//重新打開接收器的地址幀篩選功能
}

//如果地址匹配本機(jī)或者是廣播地址就關(guān)閉地址篩選(多機(jī)通訊)功能
if(inbox[0]==address||inbox[0]==255)UCSRA&=254;

if(n==amount)//接收到amount個(gè)數(shù)據(jù)以后...
{
n=0;//接收計(jì)數(shù)清0
UCSRA|=0x01;//重新打開接收器的地址幀篩選功能
if(inbox[amount-1]==crc8(inbox,amount-1))//如果crc8校驗(yàn)正確就...
{
if(inbox[0]==address)//如果地址匹配本機(jī)就回復(fù)數(shù)據(jù)
{
send[0]=1;//發(fā)件箱地址指向主機(jī)
send[amount-1]=crc8(send,amount-1);//產(chǎn)生發(fā)件箱的crc8校驗(yàn)碼
usart_out(send,amount);//發(fā)送發(fā)件箱的數(shù)據(jù)包send[]
//請(qǐng)?jiān)谶@里備份你的收件箱信息
}
if(inbox[0]==255)//如果是廣播地址就...
{
//請(qǐng)?jiān)谶@里添加你的代碼
//收到廣播數(shù)據(jù)請(qǐng)不要回復(fù)
}
}
}
}

voidmain(void)
{
usart_init();
#asm("sei")

while(1)
{
//send[1]=?
//......
//send[n]=?
};
}

---------------------------------------------------------------------------------
usart.h文件
---------------------------------------------------------------------------------
//波特率9600/9個(gè)數(shù)據(jù)位/1個(gè)停止位/奇校驗(yàn)/收發(fā)開啟/接收中斷
voidusart_init(void)
{
UCSRA=0x01;
UCSRB=0x9C;
UCSRC=http://www.pICavr.com/0xB6;
UBRRH=0x00;
UBRRL=47;

PORTD.4=0;//MAX485平時(shí)工作在接收狀態(tài)
DDRD.4=1;
}

//-----------------------------------------------------------
//從數(shù)組datas[]的首地址開始發(fā)送amount個(gè)數(shù)據(jù),其中第0個(gè)數(shù)據(jù)是地址幀,其他是數(shù)據(jù)幀
voidusart_out(unsignedchar*datas,unsignedcharn)
{
unsignedchari=0;
PORTD.4=1;//使MAX485處于發(fā)送狀態(tài)
while(i{
if(i==0)UCSRB|=1;elseUCSRB&=254;
UDR=*(datas+i);//裝載數(shù)據(jù)開始發(fā)送
while((UCSRA&64)==0);//等待發(fā)送結(jié)束
UCSRA|=64;//清除發(fā)送結(jié)束標(biāo)志
i++;//發(fā)送次數(shù)統(tǒng)計(jì)
}
PORTD.4=0;//使MAX485處于接收狀態(tài)
}

---------------------------------------------------------------------------------
crc8校驗(yàn)程序
---------------------------------------------------------------------------------
unsignedcharcrc8(unsignedchar*ptr,unsignedcharlen)
{
unsignedchari;
unsignedcharcrc=0;
while(len--!=0)
{
for(i=1;i!=0;i*=2)
{
if((crc&1)!=0){crc/=2;crc^=0x8C;}
elsecrc/=2;
if((*ptr&i)!=0)crc^=0x8C;
}
ptr++;
}
return(crc);
}