单片机多机通信实现

//主机等待从机返回其地址作为应答信号
{
TI=0; //发送从机地址
TB8=1; //发送地址帧
SBUF=addr;
while(!TI);
TI=0;
RI=0;
while(!RI);
temp=SBUF;
RI=0;
}
temp=_ERR_;
//主机等待从机数据接收成功信号
while(temp!=_SUCC_)
D、系统整体图：
程序：
主机
#include<reg51.h>
#include<string.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define _SUCC_ 0x0f//数据传送成功
#define _ERR_ 0xf0//数据传送失败
图3－4 排阻符号
排阻具有九个引脚，一个公共端，另外八个脚分别接到需要接上拉电阻的单片机的P0口。排阻相当于8个大小均为10K的电阻，在电路中主要其电平转化作用，通过的电流很小，每只电阻的功耗也很小。如接5V电源，每只电阻的电流约为0.5mA，很小，但是由于P0口是接液晶，不用接排阻也能实现，本着节约的原则在本设计中没有接排阻。
单片机多机通信实现
1、设计要求
三片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率为9600bit/s。串行口工作方式为方式1的单工串行通信。
2、设计方案
一个主机和两个从机，主机通过按键选择要通信的从机，按键确认后通过矩阵键盘输入要传输的信息，从机接收主机发送的信息并发回长度校验码给主机，主机确认校验信息是否正确，若正确，主机液晶显示“send:信息”和从机数，从机液晶显示所接收的信息；若错误则主机从发信息，重复前面的步骤。
//将table[]中的数据依次写入1602显示
{
lcd_wdat(Table[m]);
delay(4);
}
if(add!=0)
{
lcd_wcom(0x80+40);
//显示地址设为80H（即00H，）上排第一位
for(m=0;m<sizeof(Table1)-1;m++)
//将table[]中的数据依次写入1602显示
TH1=0xfd;
TL1=0xfd; //波特率为9600
PCON=0;
SCON=0xd0; //串口工作于方式3
TR1=1; //开启定时器
TI=0;
RI=0;
}
//发送数据函数
void SEND_data(unsigned char *Buff)
{
unsigned char i;
unsigned char lenth;
en=0;
}
void lcd_init()
//1602初始化函数
{
lcd_wcom(0x38);
//8位数据，双列，5*7字形
lcd_wcom(0x0c);
//开启显示屏，关光标，光标不闪烁
lcd_wcom(0x06);
//显示地址递增，即写一个数据后，
显示位置右移一位
lcd_wcom(0x01); //清屏
按键处理为多分支结构，每个分支完成一种功能。具体流程如下：
图4－1按键处理流程图
通信方向设置流程如下：
图4－2通信方向设置流程图
从机选择流程如下：
图4－3从机选择流程图
5.3系统初始化程序设计
系统初始化程序包括定时器初始化、串口初始化、发送数据初始化和全局变量初始化。初始化步骤如下：
图4－4系统初始化步骤
复位电路也可以换成看门狗电路实现，可使单片机可靠的复位。为了简化电路设计，本系统采用简单方法，可使单片机上电复位，此外可以通过按键手动复位。单片机上电即可复位，R1与C3的充电时间大于两倍的机器周期，使RST引脚有足够长的时间保存高电平，使单片机可靠的复位。正常工作时，按下按键SW1就可以使单片机复位。
unsigned char check;
lenth=strlen(Buff); //计算数据长度
check=lenth;
TI=0; //发送数据长度
TB8=0; //发送数据帧
SBUF=lenth; //发送长度
while(!TI);
TI=0;
for(i=0;i<lenth;i++) //发送数据
{
}
//缓冲区初始化
void Buff_init()
{
unsigned char i;
//将Table里的数据放到缓冲区里
for(i=0;i<9;i++)
{
Buff[i]= Table[i];
delay_1ms(100);
}
}
//串口初始化函数
void serial_init()
{
TMOD=0x20; //定时器1工作于方式2
3.2矩阵键盘电路设计
图3－2 矩阵键盘电路
P1口接4×4的矩阵键盘，共16个按键，分别为0～C及“开始通信”，“选择从机”和“输入信息”键。P1.0～P1.3接矩阵键盘的行，P1.4～P1.7接矩阵键盘的列。
3.3液晶显示电路设计
液晶显示电路如下图：
图3－3 液晶LCD1602显示电路
P0口上拉10K×8的排阻，自己画的排阻符号如下：
液晶显示程序只许根据需要调用液晶模块内的函数即可，显示以字符形式输出。输出字符的ASCII码，液晶显示对应的字符。用指向code区的指针访问待显示的字符数据串来显示。
6结论
本设计解决了多单片机的串行通信问题，通信速度较快并具有一定的检错能力。但检错机制不够精确，难以保证很高的正确率，还需进一步完善。扩展功能：平权式多机通信协议，这样就可解决通信过程中，争用主机权问题，采用优先编码器为核心的主机权分配电路，可以使电路工作可靠稳定。
对于1号单片机，还有液晶屏初始化这一步。1号单片机的主程序执行顺序：
图4－51号单片机主程序
定时器初始化使定时器一工作在方式二，波特率设置为9600b/s，并开中断。串口初始化使串口工作在方式三，9位数据位。发送与接收数据区的开始地址被已经被指定，用指针常量表示。发送数据初始化在发送数据区存放待发送的数据串，以空字符作为结束符。全局变量初始化只需根据需要设置即可。
图3－9按键控制流程图
按键扫描采用行扫描法，先输出全零行，再读看是否有按键按下，如有按键，则先消抖动，然后再次确认是否有按键，如果确有按键，再逐行置低电平扫描按下的键的行列位置，最后将按键对应位置的8位二进制码（即低四位表示行号，高四位表示列号）返回；若无按键，则返回0。
获取键值函数为Switch结构的散转程序，根据按键的行与列得到按键的键值，这里预先定义按键的键值为字符‘0’～‘C’、‘E’,‘C’’S’。以字符形式表示键值利于液晶直接显示。
主机整体原理图如下：
图3—5主机原理图
两从机的原理图与主机的原理图仅仅的区别就是没有外接矩阵键盘，其他的都一样。
4电源电路设计
本系统主要供电为5V直流电，为了获得5V的直流电压和足够大的电流，并能提供两种接口，交流与直流输入都能通用，将电源电路设计成如下形式。
图3－6电源电路原理图
交流输入用15V的变压器，将变压器通过接口插到板子上。直流输入与交流输入类似，都要经过整流桥，确保电解电容C4不会反接，稳压电路公用，用MC7805实现5V直流稳压，最大可输出1A的电流，足以为整个系统供电。C5与C6用于防止稳压块产生自激振荡。C4用于滤波，使输入纹波很小，输出端接电容C7，用于防止输出电压突变。
3、硬件电路设计
3.1单片机最小系统的设计
本系统共用三块单片机，每块单片机均选用AT89S52，最小系统也都一样。由于三块单片机的主要任务是通信，为了得到准确的波特率，采用振荡频率为11.0592MHz的晶振，再接两个30pF的瓷片电容即可构成单片机的时钟电路。
单片机最小系统电路如下：
图3－1单片机最小系统电路
5多机通信协议的算法设计
5.1主从机程序设计
主机模式流程如下：
图3－7 主机模式通信流程图
从机模式通信流程如下：
图3－8从机模式通信流程图
5.2键盘程序设计
1号单片机的按键采用矩阵形式，4×4的行列矩阵，共16个按键，可以完成多种控制功能。1号单片机的键盘程序包括：按键扫描、获取键值与按键处理几部分。按键处理又包括实现各种功能的函数。由键盘程序负责调度。键盘控制流程如下：
check=check^Buff[i];
TB8=0;
SBUF=Buff[i];
while(!TI);
TI=0;
}
TB8=0; //发送校验字节
SBUF=check;
while(!TI);
TI=0;
}
//向指定从机地址发送数据
void ADDR_data(unsigned addr)
{
while(temp!=addr)
//将table[]中的数据依次写入1602显示
{
lcd_wdat(Table4[m]);
delay(4);
}
delay_1ms(3000);
serial_init();
while(1)
{
jian();
lcd_wcom(0x80);
//显示地址设为80H（即00H，）上排第一位
for(m=0;m<sizeof(Table)-1;m++)
[5] 林雪每,彭佳红,姚志成.单片机多机通信协议的设计[J].单片机开发与应用，2006.2.
[6] 戴仙金.51单片机及其C语言程序开发实例[M].北京：清华大学出版社.2008.
7、完成效果