河南理工大学毕业设计（论文）说明书
摘 要
在多机通信领域．由于单片机具有灵活高效的多机通信功能和价格优势，应用越来越广泛，但由于单片机的收发信号都是TTI 电平，驱动能力和抗干扰性有限，实用中常配合其它总线实现互联，RS-485总线就是其中之一。RS-485总线是平衡差分传输，抗干扰性好，最远可传输4000 m，可互联多达128个单片机，非常适台组成多机通信系统。
在多机通信中，最重要的是保证通信有条不紊地进行，因此需要严格的通信协议和完善的通信软件，本文将重点介绍应用于某大型工程的单片机多机通信协 议和通信软件的设计方法。
本文介绍一种利用单片机本身所提供的串行通讯口，采用自定义串行通信协议，加上总线驱动器如MAX481、MAX483、MAX485、MAX487等组合成简单的RS－485通讯网络，完成单片机间的多机通讯。
关键词: 单片机；串行通信；RS－485总线： 多机通信协议
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Abstract
In computer communication field. Because of the single chip microcomputer has flexible and efficient computer communication function and price advantage, used more and more widely, but because of the single chip microcomputer to send and receive signals are TTI level, drive and anti-interference ability is limited, practical cooperation with other bus realize in Internet, RS-485 bus is one of them. RS-485 bus is a balanced differential transmission, anti-jamming of the good and as far as 4000 m could be transmitted, interconnected as many as 128 single chip microcomputer, very comfortable a composition computer communication system.
In computer communication, the most important is to ensure that communications in an orderly way, and therefore need to strict communication protocol and perfect communication software, this paper will focus on introduces applied in a large project single-chip computer communication association Put the communication software design method.
This paper introduces a microcontroller itself provide the serial communication mouth, use custom serial communication protocol, plus the bus drives as MAX481, MAX483, MAX485, MAX487 combined into simple RS-485 communication network, finish between the single chip computer communication.
Keywords: SCM; Serial communication; RS-485 bus: computer
communication agreement
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目 录
第1章 绪论 ....................................................... 1
1.1 课题研究背景与意义 ...................................................................................................... 1
1.2 单片机多机通信发展 ...................................................................................................... 1
第2章 总体介绍.................................................... 3
2.1 系统组成 .......................................................................................................................... 3
2.2 RS-485 ............................................................................................................................. 3 2.3 多机通信原理 .................................................................................................................. 4
第3章 硬件设计及原理.............................................. 6
3.1 80C51单片机硬件结构 .................................................................................................. 6 3.2 最小应用系统设计 .......................................................................................................... 7
3.2.1 时钟电路 ............................................................................................................... 7 3.2.2 复位电路 ............................................................................................................... 8 3.3 总线驱动芯片 .................................................................................................................. 9
第4章 系统问题及其解决........................................... 12
4.1 通信规则 ........................................................................................................................ 12 4.2 总线匹配 ........................................................................................................................ 13 4.3 硬件抗干扰措施 ............................................................................................................ 13
4.3.1 RO及DI端配置上拉电阻 ................................................................................ 13 4.3.2 地线与接地 ......................................................................................................... 14 4.3.3 电磁干扰（EMI）问题 ..................................................................................... 14 4.3.4 瞬态保护 ............................................................................................................. 15 4.3.5 总线隔离 ............................................................................................................. 16 4.4 软件抗干扰措施 ............................................................................................................ 16
4.4.1 指令冗余 ............................................................................................................. 16 4.4.2 拦截技术 ............................................................................................................. 16 4.4.3 软件“看门狗”技术 ......................................................................................... 17
第5章 软件设计................................................... 19
5.1 系统结构 ........................................................................................................................ 19
5.2 通信协议 ........................................................................................................................ 19
5.2.1 信息格式 ............................................................................................................. 19 5.2.2 定时与重发 ......................................................................................................... 20 5.2.3 通信过程 ............................................................................................................. 20 5.3 通信软件设计 ................................................................................................................ 21
5.3.1 从机通信软件设计 ............................................................................................. 21 5.3.2 主机通信软件设计 ............................................................................................. 23
第6章 程序设计................................................... 24
6.1 主机程序如下： ............................................................................................................ 24
6.2 从机1程序如下： ........................................................................................................ 26 6.3 从机2程序如下： ........................................................................................................ 27
第7章 系统仿真................................................... 29
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结束语............................................................. 31 致 谢............................................................. 32 参考文献........................................................... 33
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第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高, 在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。
构成较大规模的检测、控制系统，经常要采用多个单片机，组成可以通信的多机系统。Mcs一51系列单片机为实现多机通信联网设计了方便的串行通信接口功能。将多个Mcs一51单片机组成串行总线形式的相互通道，通过写单片机的串行控制方式寄存器，将串行口置成方式2或方式3，就可以实现主机与分机之间的串行通信。这种多机系统结构简单，应用广泛，但它只能实现由主机呼叫分机，然后实现主机与分机之间的全双工串行通信。我们在监控系统中要求既有主机与分机主动通信，又有分机与主机主动通信，这种结构的多机系统就无法满足要求。
多机协同工作已是单片机发展的一个重要趋势，目前单片机多机通信的主要方式仍然是主从式多机通信系统。
单片机多机通信的目的是实现分布式处理系统，单片机多机通信的方式有很多种，应用前景广阔，非常具有研究意义！
1.2 单片机多机通信发展
随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和
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