单片机应用技术项目教程（C语言版）（第3版）课件 项目四任务4.2 双机通信系统设计

项目四通信系统设计任务4.2双机通信系统设计“十四五”职业教育国家规划教材单片机应用技术项目教程/learn/NTVU-1206695819?tid=1474236512#/learn/content项目导读随着物联网技术的发展，常常将传感器节点的数据发送到汇聚节点进行汇总。那么它们之间是如何实现信息交互的？学海领航

[自主创新—探索未知]自首次实施“神舟五号”载人飞行任务以来，我国载人航天工程实现了从一人一天到多人多天、从舱内工作到太空行走、从短期停留到中期驻留的不断跨越。每一步跨越，都凝聚着航天员们飞天逐梦的勇敢与执着，为人类和平利用太空贡献了中国智慧和力量。任务内容组装一个双机通信系统，由主机和从机构成。主机外接两个按键作为输入，选择不同协议内容发送给从机。从机接收协议，并按照对应的协议，控制两个不同的信号灯点亮。/previewIndex/1060563学习目标素养目标

感受我国航天事业取得的巨大发展，增强民族自豪感。知识目标掌握单片机双机串行通信系统的组成、通信实现方法和步骤；了解多机通信的实现方法和步骤。技能目标能够设计并制作简单的双机通信系统，完成通信过程知识点知识

多机通信51系列单片机串口工作在方式1、方式2或方式3时，可实现多机通信功能，即一台主机和多台从机通信。知识

多机通信/previewIndex/1060556在方式1中，首先要给从机定义一个地址字节即地址编号，用来区分从机，然后将从机的地址编号和数据一起组成通信协议，接收方接收到该协议后，根据地址编号决定是否要对数据进行处理。一般情况下，建议采用方式1。知识

多机通信串口工作在方式2或方式3时，多机通信还可以通过设置通信控制位SM2和传送数据帧的第9数据位TB8来实现。通信编程前，首先要给从机定义一个地址字节，用来区分从机。主机和从机之间传送的信息分为地址和数据两类，以第9数据位作为区分标志，第9数据位为l时表示地址，为0时表示数据。知识

多机通信当主机向从机发送信息时，主机首先发送一个地址帧，此帧数据的第9数据位TB8应设置为1，以表示是地址帧，8位数据位是某台从机的地址。在从机方面，为了接收信息，初始化时应将SCON的SM2设置为1，REN设置为1表示允许接收。每台从机都接收到主机发来的地址帧信息后，因第9数据位RB8为1（主机发出的第9数据位为TB8=l），且SM2=l，则置位中断标志位RI并申请中断，从机响应中断后判断主机发来的地址与本机地址是否一致，若一致，则被寻址的从机清除其SM2标志（SM2=0），准备接收将要从主机送来的数据帧，而地址不一致的其他从机仍保持SM2=l的状态。知识

多机通信此后主机发送数据帧，由于TB8被设置为0（表示发送数据），因此虽然每台从机都能够收到该数据，但只有SM2=0的那台被寻址的从机才把数据送入缓冲器，并置位RI=l，申请中断，该从机响应中断后读入该数据并置SM2=l，RI=0，准备下一次通信。其余从机皆因SM2=l和RB8=0而舍弃该数据，等待主机的下一次寻址。这样就实现了主机与从机之间的通信。知识

多机通信串口工作在方式2或方式3时，多机通信的过程可总结如下。（1）主机、从机均初始化为方式2或方式3，且置SM2=1、REN=1，打开串口中断。（2）主机置位TB8=1，向从机发送寻址地址帧，各台从机因满足接收条件（SM2=1、RB8=1），从而接收到主机发来的地址，并与本机地址比较。（3）本机地址与主机发送的地址一致的从机将SM2清零，并向主机返回地址，供主机核对，不一致的恢复初始状态。（4）主机核对返回的地址，若与前面发出的地址一致则准备发送数据，若不一致则返回步骤（1）重新开始。（5）主机向从机发送数据，此时主机TB8=0，只有被选中的那台从机能接收到该数据，其他从机则舍弃该数据。（6）本次通信结束后，从机重新置SM2=l，可进行下一次的通信。知识

多机通信任务实施/previewIndex/1060558硬件设计2通讯协议的约定（1）固定长度：引导位+数据/命令+校验码，其中：引导位：标识协议开始数据/命令：每个字节根据需要规定固定的含义校验码：异或校验、和校验、CRC校验。本方法的优点：数据/命令的各字节含义明确，可根据字节位置直接找到所需的数据，处理数据速度快。

例如：FE

A1温度高字节温度低字节湿度高字节湿度低字节异或校验。其中：FE为引导位,不参加校验，A1是协议1的标识，其余是温度、湿度的数值以及校验码，这样一目了然。

任务实施（2）变长度：引导位+地址+数据长度+数据+校验码+结束符，各部分按需要可进行调整，其中：引导位：标识协议开始

地址：多机通讯时的从机号

数据长度：确定本协议的字节数，便于接收方知道。数据：几个字节构成1个参数的数据，其中采用1个或几个字节表示参数的代号，再跟几个字节表示具体数据和单位。校验码：异或校验、和校验、CRC校验。

结束符：一般采用回车换行（0xOD0x0A），表示本协议结束。本方法的优点：可根实际情况增减参数个数。

例如：国标HJ/T212协议。任务实施本设计中采用定长协议：（1）甲机按下K1键，发送数据协议0xA0

0x01

0x02

1字节异或校验码；（2）甲机按下K2键，发送数据协议0xA1

0x03

0x04

1字节异或校验码

；（3）乙机接收第一条数据协议，则点亮D1信号灯；若收到第二条数据协议，则点亮D2信号灯。（4）双方波特率为2400bps。任务实施3软件设计（1）主机（本任务的甲机）发送时可以采用查询方式，也可以采用中断方式。一般情况下建议采用中断方式。

任务实施/previewIndex/10605603软件设计（2）从机（本任务的乙机）负责接收数据，一般采用中断方式，避免查询等待造成的资源浪费或通讯数据丢失。任务实施/previewIndex/1060561任务小结（1）发送程序既可用查询的方式也可用中断的方式实现，建议采用中断的方式。结合本任务的发送程序，熟练掌握中断方式发送程序的编写。（2）本任务中，接收程序主要用中断方式实现，在初始化中通过SCON=0x50设置串口工作在方式1，允许接收。（3）掌握通信协议的约定，本任务中，协议的引导位用不同的字节表示，代表不同的协议，例如扩展为3个协议，可用0xA0、0xA1、0xA2作为引导位，代表3个协议的开始。