单片机通信技术

信息与控制工程学院

计算机控制技术

第七章网络集成式分散控制系统

本章介绍网络控制系统有以下内容：§7.1数据通信与工业网络§7.2集散控制系统§7.3现场总线控制系统§7.4单片机通信技术第七章网络集成式分散控制系统§７.4单片机通信技术一、单片机串行通信二、常用接口芯片结构和工作原理三、单片机点对点通信四、单片机多机通信五、单片机与PC机通信六、单片机无线通信§7.4单片机通信技术一、单片机串行通信

单片机之间串行通信用于双机冗余控制单片机与单片机之间交换信息。MCS-51单片机本身具有串行接口，为机间通信提供了极为便利的条件。

单片机串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方式。串行通信按传输方向又分为单工、半双工、全双工通信。

单片机串行口输出的是TTL电平，要想实现串行通讯，常将其转换成常用的串行通信总线标准接口电平，常用的串行通信由两种RS-232串行通信和RS-485串行通信。§7.4单片机通信技术二、常用接口芯片结构和工作原理

单片机机间串行通信常用MAX232芯片和MAX485芯片，分别介绍如下：１.MAX232芯片介绍MAX232芯片是MAXIM公司生产的、两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA-232C和V.28/V.24的通信接口。

MAX232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5V电源电压变换成RS-232C输出电平所需的±10V电压。所以,采用此芯片接口的串行通信系统只需+5V的电源就可以了,硬件接口简单,所以被广泛使用。§7.4单片机通信技术二、常用接口芯片结构和工作原理MAX232芯片内部电路

§7.4单片机通信技术二、常用接口芯片结构和工作原理2.RS-232-C 标准

RS-232-C是一种串行通信总线标准，是数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准。一个完整的RS-232-C接口有22根线，采用一种标准的“Ｄ”型保护壳的25针插头座，或采用有９根引脚用一个九芯连接器连接。基本的数据传送引脚包括RXD、TXD、SG；Modem的控制和引脚状态包括DTR、RTS、DSR、CTS、DCD和RI。其中DTR和RTS是计算机通过RS-232-C接口送给Modem的控制引脚；DSR、CTS、DCD和RI是Modem通过RS-232-C接口送给计算机的状态信息引脚。§7.4单片机通信技术二、常用接口芯片结构和工作原理RS-232总线的收发时序：§7.4单片机通信技术二、常用接口芯片结构和工作原理３.MAX485芯片

Maxim公司提供了一系列的电平转换芯片。其中，不仅有TTL电平到RS-232电平的转换芯片，还有RS-485和TTL电平之间的转换芯片MAX485。MAX485芯片管脚及内部结构：

RO：接收其输出端。DI：驱动器输入端。DE：驱动器输入使能端。Vcc：电源正极4.75～5.25V。GND：接地B：反相接收器输入和反相驱动器输出。A：同相接收器输入和同相驱动器输出。§7将.4单片俗机通喊信技苹术二、常用载接口棉芯片与结构址和工堵作原节理4.耐RS慕-4爆85接口丈标准RS普-4牺85是一零种基亿于差估分信润号传令送的盆串行灵通信椅链路秤层协诵议。充它解柜决了RS誓-2妥32协议晌传输袭距离井太近橡的缺钩陷，辆是工摔业上网广泛以采用的的较溜长距迁离数掌据通友信链迎路层洲协议往。RS暂-4差85支持录半双笼工或庙全双症工模霜式网购络拓反扑，场一般窑采用芹终端惩匹配哭的总鸽线型孝结构巷。RS响-4志85接口凯采用击差分抚方式径传输芽信号域，只宇需要股检测叔两线净之间通的电百位差棍就可握以。§7读.4单片维机通嗓信技圈术三、唐单片堪机点袋对点尾通信MC躁S-湿51单片殖机一执般采舌用RS扎-2凯32株C标准虫进行殖点对戏点的旁通信馒连接哀。如富果采眉用单吸片机律自身肉的TT歼L电平邀直接凯传输牺信息月，其担传输叫距离批较近别，一远般不格超过1.域5m，因托此常浑采用MA伶X2咬32芯片案进行伸电平涌转换或。硬件舰电路桶如下框。§7虫.4单片央机通此信技苹术三、毯单片岩机点眉对点矮通信查询置方式绵双机衰通信潜软件奸设计通信仁协议怎：采鸡用24奥00波特焰率、6M晶振唐，两最机编芽号分览别为柴：05贯,0壁6号，丈工作执在方哈式1。05发、06收的嚼工作漂过程锁为：1、05发呼隶叫信雁号“06炒”，06收到些后，嘉在可刚以接镇收数锋据时凭应答茅“00雅”，否蛮则发谅“0F挣”。2、05收到汤“00快”后，工先发絮数据草字节滤数N，再晋发N字节厅数据辨及校污验码歪。3、06收完邪数据筋后，辱进行顺校验敏，成松功向05发“F0鹿”，否态则发卖“OF芬”。§7哈.4单片鞠机通眼信技脖术三、秀单片宫机点属对点史通信发送检端软覆件流否程图接收霉端软眯件流理程图设定波特率启动定时器1设定串行口工作方式发送请求信号指针初始化校验和清零发送一个字节数据求校验和发送检查和返回B机允许发送？NY数据发送完毕？NYB机正确接收？NY设定波特率启动定时器1设定串行口工作方式等待A机发送信号指针初始化校验和清零接收一个字节数据求校验和接收A机校验和比较检查和返回A机允许发送？NY数据接收完毕？NY发送应答信号BB正确接收？YN发送错误标志FFTX略0:留M逝OV蒙D贱PH据,3构1HMO椒V肚DP酬L,黄30商H赢;数据宪首地泪址MO雄V原R7俱,3嚷2H眠;长度MO异V资R6竿,#湖00同H荣;累加门和清呼零TX备1:阿M蝇OV定A毁,#遍06驻H等;呼叫MO炎V浇SB影UF掌,ATX苗2:概J约NB云T总I,遥TX反2拘;等待论发送CL俗R假TITX相3:殿J须BC带R趴I,摩TX此4胳;等待造应答SJ雀MP拦T下X3§7鱼.4单片旁机通盘信技瞧术三、让单片竿机点炼对点单通信查询年方式退双机描通信序发送乓程序不：TX统:灭MO比V蚂TM仓OD弃,#腊20何H戏;T杠1模式2MO混V塔TH傲1,享#0寺F3澡H涌;2疲40怪0常数MO狮V粮TL租1,眯#0辜F3乱HSE挖TB径T厚R1拆;起动T1定时MO斯V尼PC冶ON蒜,#握80滚H清;S隶MO滴D=单1MO质V税SC竭ON嗽,#艺50笑H主;串口芝方式1TX栗4:猫M莫OV瓦A尼,S傅BU量FXR业L识A,被#0丸0H尘;判“0炮0”JZ考T院X5SJ嚷MP稍T若X1TX笋5:沈M匹OV丈A上,R榴7MO阵V安SB恩UF谜,A溪;发送寺长度NTX乏6:友J傻NB建T务I,妹TX串6CL兰R恶TITX鄙7:俱M秀OV菊X全A,苍@D翠PT秋RMO世V馅SU呈BF委,A邮;发1字节迫数据TX常8:扫J激NB奋T斤I,搏TX谈8CL雾R护TITX愈9:船I榆NC裹D谅PT害R换;调整置指针AD当D巷A,航R6MO米V时R6斜,A禾;求累触加和DJ芝NZ辫R糠7,哗TX妈7TX较B:染J扑NB战T顶I,槽TX浪BCL录R违TITX劝C:音M谅OV烂X扁AS英BU吸F滚;判成羞功否CJ孔NE糠A劝,#陷0F恶H,甜TX厕0RE宜TMO覆V韵A,茧R6MO盏V汗SB方UF阴,A乌;发累翻加和TX货A:午J鱼NB娘T置I,治TX滋ACL姜R司TI§7菠.4单片奴机通哈信技盈术四、蚕单片坚机多身机通订信单片院机多穗机系较统中下常采鞭用的贞总线缴型主疤从式氏多机权系统酱。所谓卖主从臂式，屯即在型数个歇单片变机中艇，有义一个岗是主课机，勾其余酿的为仁从机板，从池机要春服从礼主机老的调爪度、宏支配驻。在见采用腰不同五的通飞信标钢准通餐信时坐，还蚂需进赶行相户应的百电平船转换袜，也剖可以炮对传飞输信菌号进叉行光眨电隔山离。狐在多币机系鹿统中垮，通肾常采业用RS疫-4乒22或RS窑-4衡85串行惜标准典总线劳进行泄数据当传输哄。硬件徒电路五如下峡。TXDRXD主机TXDRXD1号从机

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TXDRXDn号从机

§7竟.4单片肠机通回信技夺术四、伶单片厅机多戚机通稠信主机步程序迎流程乳图命令分类N命令从机复位入口从机应答？NY串口初始化发送地址Y应答地址相符？发送命令字N从机应答？N命令正确？YY从机就绪？从机就绪？Y发送数据块接收数据块返回NYN发命令01收命令02§7五.4单片政机通奖信技蜓术四、佳单片循机多蜜机通馋信多机语通信风的从机逼中断程序栗流程前图YY接收数据发命令02命令分类接收下一个字符中断入口地址符合？保护现场发回地址Y是命令？NY接收完毕？从机接收就绪？送RRDY=1N返回Y非法命令NN送RRDY=0送TRDU=0恢复现场从机发送就绪？发送完毕？发送数据送TRDU=1YNN命令01§7载.4单片周机通宗信技宇术五、剧单片若机与PC机通张信１.R偿S-慌23胳2的硬阴件握符手协页议以RS世-2狸32来说宰，硬默件握臭手使栗用DS尾R（第6引脚捡）、CT马S（第8引脚父）、DT煌R（第4引脚牲）和RT社S（第7引脚袭）4条硬衣件线热路，拉通过智计算交机上RS岗-2减32端口熔的DT专R和RT狂S端口照及被委控设瞒备端黎的DS曲R和CT菜S端口泊这4个端粮口的掩交互租作用数。计算日机主须控端测与被豆控的淋设备铜端可设以进帜行数朗据的惹交流庭，而焦在数贡据块椅无法别处理申时，次可以有通过4条握迁手线牲的高惹地电鼠位的锈变化旨来控述制数草据是盒继续白发送脉或是懂暂停呢发送霉。§7茅.4单片调机通尼信技际术五、灾单片袖机与PC机通曾信１.R歪S-减23斯2的硬与件握眠手协虏议设备粪端要嚼求的庭握手§7接.4单片所机通禁信技格术五、捎单片稍机与PC机通窜信２软楼件握半手协捆议软件韵握手朽中最模常用探的就竖是XO充N/备XO防FF协议鹊。设备学要求汉的软早件握逝手步华骤§7羽.4单片滑机通娇信技水术五、铲单片律机与PC机通烛信３.单片乞机与PC机点对嚷点通但信点对剖点通本信采狂用MA惯X2听32连接PC机和帖单片披机，学硬件霉接口钻电路亏如图替所示及。C81uFP3.1/TXDP3.0/RXD89C52C1+C1-C2+VDDC2-VCCT1INT1OUTT2INT2OUTR1OUTR1INR2OUTR2INMAX232AGND+C61uF+C71uF+C41uF+5V+C51uF+5V+§7澡.4单片绩机通碎信技子术五、派单片汤机与PC机通日信３.单片神机与PC机点对旱点通冈信PC机与醋单片房诚机串计行通信荡流程司图初始化是否发送数据？NY开始开启串行中断PC机向单片机发数据关闭串行中断将数据返发给PC机§7红.4单片菊机通享信技忧术五、愈单片默机与PC机通新信３.单片讨机与PC机多机莲通信本系晒统采祖用的裂是总纽奉线型激连接侨方式仍，如惹下图悲所示旅。在控总线吴的末移端加秒入了逼两个12爽0的电都阻，粮以实筑现通鼻信线济路的汤阻抗魂匹配化，从碗而消馋除反迟射、竖吸收谅噪声脉。在总挽线连趟接时励，上位奏机的碰输出绘对应茂所有恐下位坑机的酱输入供，下位罩机的底输出杏对应院上位犁机的垫输入塞。§7瓜.4单片姥机通眨信技苦术五、福单片龄机与PC机通皂信３.单片差机与PC机多机趁通信上位失机和板下位成机的丧通信阳接口伐电路着完全壳相同腹，采门用MA习X4娘85作为糊收发检器，雄接口闪电路辩如下想图所魔示。§7让.4单片反机通劈燕信技率术六、理单片快机无树线通昌信１.智能罪建筑壁中主厘干网燃结构办体系券图§7选.4单片奶机通证信技令术六、易单片吹机无展线通喜信２.智能杂建筑事中家疑庭内眠部网梁结构蜓体系壶图§7简.4单片吃机通影信技取术六、滤单片姐机无辉线通钉信３.甘2.轿4G无线俘通信虎芯片nR传F2狮40亲1的特则点工作克在2.雾4G绕Hz免费IS虏M频段感；GF呢SK调制商技术拒；传输贝速率烛为0—领1M摘bp泡s；跳频然技术塞，跳阶频信母道12雷5个，孟信道离跳变每时间<2乐00乓us；CR齿C纠错厅；工作咬电压沈为1.晃9－3.露6V；发射层时峰陵值电辣流为10斗.5租mA；接收灶时峰堆值电鞭流为18祝mA；静态旁功耗皂为1u包A。§7偶.4单片焦机通匪信技年术六、艘单片甘机无激线通猛信家庭虏内部添网2.直4G无线征通信共芯片nR农F2恐40银1原理§7简.4单片良机通拼信技涌术六、加单片谎机无沈线通雅信2.易4G无线晃通信挣芯片nR保F2某40洒1的工捕作模谷式工作模式PWR_UPCECS收发模式110配置模式101空闲模式100关机模式0XX§7伴.4单片杰机通委信技雅术六、林单片珍机无烛线通抬信4.主干亦网无头线通趁信芯暮片nR崇F9掀05的特抛点工作蒜在43忍3／86眨8／91与5G舒Hz免费IS末M频段孔；GF乐SK调制肉技术形；传输虹速率浑为0—旁10筒0K执bp价s；跳频密技术战，信觉道跳帆变时屯间<6谷50特us；CR冶C纠错渐；载波宜监听洽；工作恐电压问为1.锡9－3.阅6V；发射粮时峰叙值电涉流为11扇mA；接收梨时峰赌值电扇流为12慕.5典mA；静态障功耗仿为2.额5u的A。§7零.4单片李机通妨信技打术六、袍单片猫机无网线通宅信主干搂网无拍线通绕信芯快片nR千F9盘05原理§7尘.4单片程机通睬信技池术六、被单片锄机无里线通故信无线县通信思芯片nR能F9摔05的工存