基于单片机的多机并行通信设计

　　1. 问题的提出

　　某系统中使用了三路串行接口的传感器（GPS、压力和风向）及三路模拟电流（4～20mA）接口的传感器（湿度、温度和水位）。现需要将这些数据汇总后通过串口上传给PC机，并且要求每路信号数据都能够实时独立的接收。

　　2.系统设计

　　经过分析，我们分别使用一块2051单片机接收各路串口传感器的数据，同时使用一块多路高精度ADC对转换成电压的温度等信号采样，系统结构图如图1所示。主从机之间的具体管脚连接参见图2。

 

图1 系统结构框图

　　系统中51单片机作为主机控制着整个系统的动作并发起每次通信，每块2051作为实时从传感器获取数据并在主机控制下完成通信。主机和各从机之间通过并口连接通信。主从机工作流程如下：

主机上电初始化后，通过P0口发送从机地址选中一路从机并等待应答。
各从机上电初始化后接收传感器串行数据，然后通过P1口接收主机地址，当地址与自己相符后，调整245方向并由245向主机发送传感器数据，此过程由握手线负责控制。
从机发送完所有数据后再次将245方向改为接收，重新开始接收传感器数据和主机发送的地址。
主机按照同样方式接收所有各路2051数据。
串口数据接收完毕后，主机控制AD转换并获取三路信号数据。
主机将所有数据集合成规定格式后通过232发送给PC机。
　　主从机的工作流程图如图3所示：

 

 图2 主从机间的管脚连接

 

图3 主从机工作流程图