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摘要
在要监控的范围较大或监控点数较多的情况下,就需要把监控工作分散进行,而把监控结果集中管理。这就是所谓的分布式监控。而分布式监控比较常用的一种通信方式就是主从式通信了。本文介绍了一个单片机做主机,两个单片机做从机的小型主从式总线通信系统的设计与实现。系统不仅实现了主从机之间的通信,而且实现了从机之间的通信。
本文以主从式通信系统的分析与设计为主线,首先了解串行通信理论的有关概念,由此引出了多台设备间的串行通信模式,并提出了一个按总线方式将多个RS-232的发送端并联的可行方案。同时也介绍了单片机之间的串行通信设计。主从式通信的程序由两部分组成,一部分是主机的串行通信程序,别一部分是从机的串行通信程序。因此要设计一个协议管理主从机之间的通信。
通信协议的设计主要解决了以下几个问题:1.对于主从式通信系统的设计通过通信协议进行管理,可以对主从机之间的通信进行规范化管理,使整个系统不会陷入混乱通信之中。2.设计了主机向从机发送通信方式的命令格式,从机向主机发送反馈命令的格式,以及通讯握手和发送/接收的具体处理流程
关键字:主从式;多机通信;RS-232串行数据通信
目录
摘要 1
1 绪论 4
1.1本课题选取的目的及意义 4
1.2 目前国内外本课题研究状况 5
1.3 本文的主要工作 7
2串行通信理论的有关概念 9
2.1 通信 9
2.2 通信参数 10
2.3工作模式 12
2.4 同步通信与异步通信 13
3 几种常用串行总线协议及方案选取 14
3.1 IIC总线传输协议 14
3.2 SPI总线传输协议 17
3.3 串口通信传输协议 20
3.3.1 80C51单片机的串行口的结构 20
3.3.2 80C51串行口的控制寄存器 21
3.3.3 80C51单片机串行口的工作方式 23
3.4 方案选取 26
4 主从通信系统设计 27
4.1 硬件原理图设计 27
4.2 软件的编写 28
5主从式总线通信系统仿真 32
6 论文总结 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
为了提高系统管理的先进性和安全性,计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统。较为常见的形式是由一台作管理用的上位主计算机(主机)和多台直接参与控制检测的下位从计算机(从机)构成的主从式多机系统,主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数;二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据,供进一步决策和报表。从机被动地接收、执行主机发来的命令,并且根据主机的要求向主机回传相应的实时数据,报告其运行状态[1]。
1.1本课题选取的目的及意义
由于计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统,而主从式是其中最为普遍的一种方式。51单片机由于其出色的性能和便宜的价格,目前仍然是国内用的最为广泛的8位单片机类型,因此选取基于51单片机的主从通信系统的设计与实现这个课题是十分有意义的。通过这个课题,不仅对51单片机有了一个比较系统的认识与了解,还可以将所学习的单片机和C语言的有关知识应用到具体的实际中去。同时,通过本次课题,还可以对主从通信有一个大体上的认识了解。通过查找资料,可以学习到各种各样的主从通信的方法,也可以通过对比学习到具体实际情况下各种方法的具体应用。
随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要。通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传输.对于那些与计算机相距不远的人-机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等,采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各 CPU 之间的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。本次课题的设计所采用的方法是用串口通信的方法来实现主从式总线通信系统的。这是因为用串行总线技术可以使集总分散系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时,系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机,由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的串行通讯接口,因此可以很方便地构成一个主从式多机系统。
1.2 目前国内外本课题研究状况
由于计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统,而主从式是其中最为普遍的一种方式,因此各种各样主从式总线通信系统的方法不断涌现。目前比较常用的有利用IIC总线传输协议设计的主从式总线通信系统,还有的是利用SPI总线传输协议和USB协议以及串口通信等设计的主从式总线通信系统。
由于主从式总线通信系统采用的的方法众多,因此目前国内外一般是根据实际情况而采用不同的方法去
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