1 傳統(tǒng)的多機通信方式

在實際工業(yè)應用中，經常遇到需要多臺計算機配合才能完成的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的任務，而多臺計算機配合主要是通過多臺計算機之間的通信來實現(xiàn)的。為此必須將它們按實際需要組成一定形式的網絡。多機通信網絡通常有5種網絡形式：星型、樹型、總線型、環(huán)型、分散型網絡結構。它們各有優(yōu)缺點，其中總線型網絡結構以可靠性好、接口簡單、組成靈活和控制簡單等優(yōu)勢，在實際應用中使用最多。

總線型網絡結構中主機與分機進行串行通信可以利用查詢方式或中斷方式。用查詢方式工作時，所有分機只能處于監(jiān)聽或通訊狀態(tài)，資源比較浪費。實際使用時大都采用中斷方式。圖1是采用中斷方式，利用單片機的串行口方式3及SM2和RB8的配合完成主從式的多機通信的網絡結構圖。從圖中可以看出，原則上主機可以管理N臺分機，但考慮到各機的發(fā)送端的驅動能力，一臺主機一般可以管理8臺分機。對于串行口方式2和3，每幀11位，其中第9位是可編程的，利用它的奇偶校驗，也可以進行多機通信。用作多機通信時，對于方式2和3，若SM2=1，且接收的第9位RB8=0，則RI不啟動，即接收到的全幀作廢，當接收到的RB8=1時，接收有效；而當SM2=0時，無論接收到的RB8是什么，接收都有效。

與查詢方式不同，采用中斷方式時，分機不必一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，而可以進行相應的數(shù)據(jù)采集或控制等其他工作。當主機有通訊要求時，可通過P1?0向各分機發(fā)送中斷請求（要求通訊）信號；而從機在工作時，如果允許主機與之通訊，則可開外部中斷及總中斷1，否則關閉中斷1。

這種中斷方法解決了分機盲目等待的問題，分機也能立即響應主機的通訊請求，但在某些應用場合有相當?shù)木窒扌浴?

（1）當分機通信波特率要求不一樣時；?

（2）主機（或分機）還要通過串行口與別的設備進行數(shù)據(jù)交換時。?

以上介紹的方法就難以實現(xiàn)。這是因為：不管是主機還是從機它們的串行口已被使用，跟遠程計算機或串行設備進行通信已沒有串口用。下面介紹的方法就很好地解決了這些問題。

2  利用單片機的P1口進行串行通信

為實現(xiàn)單片機之間的串行通訊，同時主機、分機還與其他串行設備進行通信，作者利用AT89C51的P1口中的3條普通I/O線來模擬進行異步串行數(shù)據(jù)通信，取得了很好的效果，串行通信網絡結構見圖2。

其中：主單片機的P1.0作為發(fā)送端，P1.1作為接收端，P1.2作為中斷請求端，而各分機也以P1.0作為發(fā)送端，P1.1作為接收端；并事先為每一個分機確定一個地址編碼信息。當主機要與某一個分機進行通信時，主機通過P1.2發(fā)出一個中斷請求信號，延時相應的時間后，向P1.0發(fā)送模擬的數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中包含要進行通訊的分機地址編碼信息。各分機接收了來自INT1的中斷請求信號后，進入中斷服務程序，分機檢測P1.1端，當P1.1端由高變低時，說明主機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的起始位開始，分機模擬異步接收方式跳過起始位依次接收各數(shù)據(jù)位。接收完來自主機的地址信息后，與本機地址信息比較，如果與本機地址相同，則等待準備接收數(shù)據(jù)或命令；如果接收到的地址與本機地址不符，則跳出中斷服務程序，返回到主程序繼續(xù)原來的工作。

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這種方式特別適用于主單片機要循環(huán)與各個分機進行數(shù)據(jù)通信的場合。這樣就解決了波特率不能隨意設置的問題，同時各單片機的串口可以當作它用。其中波特率可以隨意設定包含下面三重含義：

(1)主機可以利用RXD、TXD同遠程PC機或數(shù)傳電臺等進行通信，波特率可任意設置；

(2)分機也可與其他的串行設備進行通訊，波特率也可以隨意設置；

(3)主機和分機之間的波特率可以任意設置。

3  具體編程實現(xiàn)

下面給出通過P1.0發(fā)送一幀和通過P1.1接收一幀數(shù)據(jù)的子程序，供參考。

4  使用中應注意的一些問題

（1）延時時間的長短是根據(jù)波特率的變化而變化的，延時子程序的循環(huán)次數(shù)與單片機所采用的晶振頻率有關。?

（2）以上提供的程序是針對12 MHz晶振、9600 b/s通訊的。DELA子程序延時時間為50 μs 。實際應用時，可以根據(jù)不同波特率和不同的晶振選擇不同的延時時間來模擬異步串行通訊。<!--[endif]-->

（3）上面的多機通信是利用P1口來模擬異步串行通信，每一幀都有起始位，同時數(shù)據(jù)采集在一位的中間進行的，所以延時時間允許有一定的誤差，而不影響接收數(shù)據(jù)的準確性。工程上常用波特率傳送一個二進制數(shù)據(jù)位所需要的時間見下表。

5  結語

SOC開發(fā)平臺360元 豪華單片機開發(fā)系統(tǒng)498元 單片機學習板138 無線nRF-9E5模塊100元 S3C44B0 ARM7開發(fā)板398元 Genius NSP通用編程器260元 Mini ARM Debugger330元 LABTOOL-48UXP2800元       該項技術已經成功應用于海洋領域深海數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，不同的分機連接了不同的進口儀器設備，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)采集，取得了滿意的效果。

參考文獻?
1 陳汝全，等.單片機實用技術.北京：電子工業(yè)出版社，1993
2 陳粵初，等.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐.北京：航空航天大學出版社，1993