防止竞争的通信程序 - 多单片机共用RS232通信的防竞争电路与程序设计

3 防止竞争的通信程序

　　3.1 多机通信协议.

　　多机通信协议是为了使单片机分时占用RS 232发送通道，在防竞争控制电路的配合下，使得任一时刻PC机仅与1个单片机进行通信，保证通信的顺利进行。通信采用握手通信方式，通信协议如下：

　　

 

　　每一帧信息为8个字节。其中，第一字节为特征字(这里为字符“L”)，第二字节为地址码，第三字节为命令码，第四～七字节为数据字节，第八字节为校验和(从地址码开始计算字节的异或和)。

　　如PC机向单片机系统发出呼叫：“L”、“A”、01H、00H、00H、00H、00H、40H，其中的“A”(41H)表示呼叫单片机A，01H是命令，4个00H是命令的参数，40H为校验和。

　　单片机接收到特征码“L”后，开始接收后续的7字节信息，并对这7个字节计算校验和，完整的一帧呼叫码校验无误后，核对地址码。单片机A核对地址码为“A”，确认是对本机呼叫，立即响应，拉低P10(信号A)，本机即可独占RS 232总线发送通道，按照通信协议与PC机进行串行通信，通信完毕恢复P10(信号A)使RS 232总线发送通道恢复空闲状态。而单片机B、单片机C校对地址码不是本机地址后则退出，保持接收状态。

　　3.2 上位机通信程序

　　上位机与下位机采用应答式通信方式，上位机向某一下位机发送呼叫码后启动定时查询串口定时器，等待下位机执行命令并按命令要求返回信息，若定时时间到后能查询到该单片机返回的信息，则取出信息进行处理，否则认为该单片机出错。上位机通信流程如图3所示。

　　

 

　　图4为上位机与3个单片机通信的时序图。

　　

 

　　3.3 下位机通信程序

　　下位机接收到命令后，执行命令与返回信息的时间必须小于上位机的等待查询时间，否则将被当作出错处理。下位机通信流程如图5所示。

　　

 

　　4 结语

　　采用防止竞争控制电路和应答式编程，使得多单片机共用RS 232接口时，每个单片机分时占用RS 232总线发送通道，有效地避免了串行总线的竞争。控制电路采用普通的74HC系列芯片构成，电路简单、实现容易、通信可靠。笔者在研制“信号微机监测系统板卡故障定位仪”项目中采用了这一电路，3个下位机(51系列单片机)控制板安装在同一个机箱中，嵌入式平板电脑作为上位机与3个下位机进行串行通信，实践证明该电路可以稳定可靠的工作。