51單片機的RS-485/422多機通信方案

時間：2020-01-05作者：武漢波仕卡科技有限公司瀏覽：1011

                                 51單片機的RS-485/422多機通信方案

                                                 武漢波仕電子公司  向媛

8051單片機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。不過若連接的對象是PC機時，（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現(xiàn)多個8051單片機與PC機的連接實例，因為PC機身我們身邊較常用且較方便**外部設備，當然你也可以用兩塊8051單片機做串口通信實驗。

     8051單片機串行傳輸模式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的一對一通信的較大的差異就是多了一個地址傳輸碼。一對一通信時，我送數(shù)據(jù)就輪到你接收，而你送數(shù)據(jù)時就換成為我接收，完全沒有商量的余地。但是多處理器通信時，主CPU發(fā)出的信息如何正確地傳到某個從CPU呢？針對這個問題，在多處理器系統(tǒng)中每一個從CPU都有其特定的編號（也有人稱為ID），在數(shù)據(jù)傳輸**個從CPU都處于待命的狀態(tài)，當主CPU*到某個特定的從CPU時，改從CPU才開始接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，而這項*特定從CPU的操作，實際上就是送出地址ID值，每個從CPU上的程序收到地址后，會先判斷一下是否叫到要啟動，若屬實則開始執(zhí)行啟動的所有程序。接下來我們用一步一步說明的方式，詳細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，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8051工作在以上兩個模式時，除了數(shù)據(jù)占8位外，傳輸時多了一個TB8位，接收時則多了一個RB8位。在多處理器通信時，當TB8=1代表正傳輸一個地址值，該地址值有8位寬，所以理論上可以連接256個CPU在同一個系統(tǒng)中。TB=0代表正在傳輸一個數(shù)據(jù)值，在此串行傳輸線上，每筆串行數(shù)據(jù)共有11個位，但其中以*10個位的狀態(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待進來的數(shù)據(jù)，若把SCON寄存器的SM2位設置成為1時，即允許8051的串行接口做多處理器的地址判斷，在這個模式下：

    CPU只在接收地址值（其RB8=1）時才產(chǎn)生中斷要求。

    在串行中斷的服務程序上，只要由SBUF內(nèi)讀回地址值，再做一個判斷是否被調(diào)用。若YES時則跳去執(zhí)行程序設置的操作，若NO時則不做任何操作，隨即結束此中斷服務程序回主程序，被*到的從CPU先設置成為SM2，然后開始發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，而其他的從CPU并未啟動傳輸，所以此瞬間仍然是一對一的通信，當主CPU在較初的發(fā)送地址階段卻是一對多的通信。圖1的連接方式是否可以用RS-232呢？答案是否定的。

    當主CPU傳送數(shù)據(jù)給各從CPU時，如果只有發(fā)送其他都是接收的情況下是可以使用RS-232的構架，可是當主CPU欲收數(shù)據(jù)而其中只有一個從CPU發(fā)送時，會造成數(shù)據(jù)電平?jīng)_突，使得主CPU無法由RXD腳上得到正確值。因此，在實際應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?，軟件上的串行通信程序?做任何修改。波仕電子的H485C型號的轉換器可以實現(xiàn)單片機TTL電平的串口與RS-422之間的相互轉換。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轉換器還具有將PC機的RS-232轉換為RS-422/485的功能，所以如果上位機的接口上計算機的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，請看圖3的RS-485連線圖。波仕電子的H485C型號的轉換器還可以實現(xiàn)單片機TTL電平的串口與RS-422之間的相互轉換，。當多處理器以RS-422接口連接時，一定有一個主CPU和多個從CPU，若想作從CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸時，所傳輸?shù)穆窂绞菑?/span>CPU到主CPU ，然后由主CPU再送給另外一個從CPU。若采用圖3的RS-485構架時，只要傳輸線空閑，任意兩個CPU，無論主從，都可以相互傳輸數(shù)據(jù)，完全沒有主從之分。若以此構架再做發(fā)展時，就形成了現(xiàn)在我們常用的ARCNET或ETHERNET的LAN網(wǎng)絡了。

    為什么要將8051的串行口抓換為RS-485呢？首先可以方便地實現(xiàn)多機通信。另外通信距離也有TTL的幾米延長到了1200米！雖然波仕的H485C也可以將PC機的RS-232口轉換為RS-485或者RS-422，但是現(xiàn)在許多新的計算機都已經(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的轉換器。由于USB的驅(qū)動程序幾乎都是WINDOWS版的，所以你只能夠在WINDOWS下與從單片機進行通信。波仕的USB1485型號的轉換器提供了USB與RS-485或者RS-422的轉換。

 

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