单片机总线通信原理 -回复

CAN总线单片机实现通信网络设计

1 概述

电流环形式因较RS-485/RS-422总线形式连线复杂等原因已基本退出历史舞台。而RS-485总线接线形式较RS-422总线接线形式少了二极通信线且抗干扰能力增强，从而使接线形式更为简单、造价更低，因此，RS-485总线基本上独霸了以单片机为核心的分布式多机测控系统通信物理层的应用。但随着科技的发展，RS-485总线的总线效率低、系统实时性差、通讯可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接节点少、应用不灵活等缺点慢慢地暴露出来，因此，迫切需要寻找一种新型、简单有效的通信物理层接口芯片来替代RS-485总线物理层接口电路进行网络通信，这对提高多机互连的分布式测控系统的可靠性具有重大意义。

与其他现场总线相比，CAN部迟疑不决在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离和成本等方面有着明显的优势，成为控制等领域最有前途的现场总线之一。对于CAN总线的物理层接口，现有大多是CAN总线物理层接口电路与CAN总线控制器连接构成的CAN总线通信网络。经笔者的深入分析和实践证明：CAN总线物理层接口电路(符合ISO11898标准)也可与单片机直接连接构成一个高可靠、低成本、简单实用、多机互连的分布式测控系统。

2 CAN与RS-485物理层特性比较

CAN总线在物理层个有专用接口电路，该类接口电路具有特色。

CAN总线与RS-485总线物理层特性的相同点有：

·二线制、半双工串行通信;

·差分传送、平衡接收;

·传输介质为双绞线;

·需终端匹配电阻器;

·通信电路可在5V电源条件下工作。

CAN总线与RS-485总线相比，CAN总线通信物理层接口电路(以PCA82C250为例)具有如下优点：

·完全符合ISO11898国际标准;

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51单片机的多机通信

[摘要] 目前,在通信领域里,一对一的通信方式已经远远不能满足人们设计的需要,多机通信已经成为通信控制领域的主流通信形式．通过它对ＭＣＳ－５１系列单片机多机通信的研究，阐述了单片机多机通信方式及iic接口的原理，介绍了单片机iic接口多机通信的应用．

［关键词］ 51单片机；iic总线；多机通信；at24c02存储器； rtx51多任务操作系统

1引言

单片机从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，以前必须由模拟电路和数字电路实现的大部分功能，现在已经用单片机通过软件方法实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称控制技术，是对传统控制技术的一次革命。矚慫润厲钐瘗睞枥。

在实际应用系统中，经常需要多个微处理机协调工作才能完成某个过程或任务。本次使用rtx51多任务操作系统进行研究，能方便地实现多机通讯功能，利用它构成各种分布式系统。由于单片机具有体积、成本低、运用灵活、易于产品化、它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化，面向控制、能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，能获得最佳工作性能价格比，抗干扰能力强、适用温度范围特别广、在各种恶劣的环境下都能可靠的工作，这是其他类似计算机无法比拟的，可以方便地实现多机和分布式控制，使整个系统的效率和可靠性大为提高。所以单片机及其多机通信技术在现实生活中发挥着重要作用，研究它具有重要的意义。聞創沟燴鐺險爱氇。

本课程设计论文对51系列单片机的多机通信原理作了全面介绍，详细论证单片机多机通信系统的相关技术。Rtx51操作系统在51系列单片机上的使用，并对其相应的软件编程技术进行了详细的论述。研究了查询通信方式，并对其相应的软件编程技术进行了详细的论述。残骛楼諍锩瀨濟溆。

我所做的单片机多机通信，主要在电脑上仿真完成，个人完成电路的设计、连接、检查、调试，再根据自己的电路和通信协议用c语言写发送和显示程序，然后加电调试，最终达到了准确无误的发送和显示。在这个过程中需要选择适当的元件，合理的电路图，基本的故障排除和纠正能力，会用相关的软件对自己的程序进行编译酽锕极額閉镇桧猪。 2.1 查询方式研究

单片机串口收发时序

引言

单片机串口通信是一种常用的通信方式。在这种通信方式中，通过发送和接收串口数据，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。而正确的串口收发时序是保证通信正常进行的关键。

串口通信原理

串口通信是通过发送和接收电平变化来传输数据的。一般使用的是异步串口通信方式，其中包括发送端和接收端，发送端将数据进行序列化，并通过串口线发送给接收端，接收端将接收到的数据进行反序列化，得到原始数据。

串口收发时序

串口收发时序是指在通信过程中各个时钟信号的变化情况。下面详细介绍串口收发时序的每个步骤。

时钟信号

串口通信中最重要的时钟信号是波特率，即每秒钟发送的比特数。波特率决定了串口数据传输的速度。一般常用的波特率有9600、115200等。

发送端时序

发送端的时序可以分为以下几个步骤： 1. 准备数据：发送端首先要准备要发送的数据。 2. 数据序列化：发送端将准备好的数据进行序列化，转换成电平变化的串口信号。 3. 起始位：发送端在数据序列前加上一个起始位，用来标识数据的开始。

4. 数据位：发送端按照波特率将数据位一个一个发送出去。 5. 奇偶校验位：发送端可以选择是否加入奇偶校验位，用来检测数据是否传输出错。 6. 停止位：发送端在数据序列后加上一个或多个停止位，用来标识数据的结束。 7. 等待确认：发送端在发送完一个字节的数据后，等待接收端的确认信号，确保数据已经正确接收。 接收端时序

接收端的时序可以分为以下几个步骤： 1. 等待起始位：接收端在接收数据前，等待起始位的到来，用来标识数据的开始。 2. 数据位：接收端按照波特率开始接收数据位。 3. 奇偶校验位：如果发送端加入了奇偶校验位，接收端会检测数据是否传输出错。 4. 停止位：接收端在接收完所有数据位后，等待停止位的到来，用来标识数据的结束。 5. 确认信号：接收端在接收完一个字节的数据后，发送确认信号给发送端，表示数据已经正确接收。

RS485通信原理图及程序实例详解

RS232 标准是诞⽣于 RS485 之前的，但是 RS232 有⼏处不⾜的地⽅：

接⼝的信号电平值较⾼，达到⼗⼏ V，使⽤不当容易损坏接⼝芯⽚，电平标准也与TTL 电平不兼容。

传输速率有局限，不可以过⾼，⼀般到⼀两百千⽐特每秒(Kb/s)就到极限了。

接⼝使⽤信号线和 GND 与其它设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产⽣⼲扰，并且抗⼲扰性能也⽐较弱。

传输距离有限，最多只能通信⼏⼗⽶。

通信的时候只能两点之间进⾏通信，不能够实现多机联⽹通信。

针对 RS232 接⼝的不⾜，就不断出现了⼀些新的接⼝标准，RS485 就是其中之⼀，它具备以下的特点：

采⽤差分信号。我们在讲 A/D 的时候，讲过差分信号输⼊的概念，同时也介绍了差分输⼊的好处，最⼤的优势是可以抑制共模⼲扰。尤其当⼯业现场环境⽐较复杂，⼲扰⽐较多时，采⽤差分⽅式可以有效的提⾼通信可靠性。RS485 采⽤两根通信线，通常⽤ A 和 B 或者 D+和D-来表⽰。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V 表⽰，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V 来表⽰，是⼀种典型的差分通信。

RS485 通信速率快，最⼤传输速度可以达到 10Mb/s 以上。

RS485 内部的物理结构，采⽤的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗⼲扰能⼒也⼤⼤增加。

传输距离最远可以达到 1200 ⽶左右，但是它的传输速率和传输距离是成反⽐的，只有在 100Kb/s 以下的传输速度，才能达到最⼤的通信距离，如果需要传输更远距离可以使⽤中继。

可以在总线上进⾏联⽹实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的 RS485芯⽚来看，有可以挂 32、64、128、256 等不同个设备的驱动器。

RS485 的接⼝⾮常简单，与 RS232 所使⽤的 MAX232 是类似的，只需要⼀个 RS485转换器，就可以直接与单⽚机的 UART 串⼝连接起来，并且使⽤完全相同的异步串⾏通信协议。但是由于 RS485 是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进⾏的，也就是说它是⼀种半双⼯通信。那我们如何判断什么时候发送，什么时候接收呢？RS485 转换芯⽚很多，这节课我们以典型的 MAX485 为例讲解 RS485 通信，如图 18-1所⽰。