内容发布更新时间 : 2024/12/23 9:13:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1设计任务

多机串行通信的设计基本任务

1.设计三个以上单片机实现主从式串行通信的系统，主机发送数据到指定站号的从机端，也可以群发到所有从机端，并在LED数码管上显示。

2.可通过接在主机上的键盘输入数据，通过主机发送到从机。 3.从机也可输入数据，并可在查询到主机空闲时将数据发送给主机。

4*.从机间可相互通信（从机—）主机?另一从机），通信协议遵从modbus规范。 @

4. 其他功能（创新部分） 仿真模块例

2设计方案

2.1设计任务

本文在参考了现在普遍的多机通信系统的基础上，设计了一种基于51单片机STC89C51的多机通信系统。在proteus上设计并仿真电路图。进入proteus程序仿真，启动程序系统，首先主机通过按键选择准备通信的从机，接通后，主机通过矩阵键盘上的数字按键与从机通信，使从机上的数码管显示对应的数字，以此实现多机通信。如，与2号机通信并传输“8”这个数字。首先主机从选择从机按键上按“2号机”键，与2号机连通后按下主机矩阵键盘上的“8”键，对应的2号机数码管上会显示数字“8”，证明通信成功。

2.2串行通信简介

串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。

异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑\（即字符帧起始位）时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。

串口通信最重要的参数是波特率、起始位、数据位、停止位和奇偶校验。 波特率：是一个衡量通信速度的参数，表示每秒钟传送的bit的个数。

起始位：当通信线上没有数据被传送时处于逻辑“1”状态，当发送设备要发送一个数据时，先发送一个逻辑“0”信号，这个低电平就是起始位，起始位通过通信线传向接收设备，接收端检测到这个低电平后，就确认开始接收数据了。起始位的作用是使通信双方在传送数据前协调同步。

数据位：是衡量通信中实际数据位的参数，当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7或8位，如何设置取决于要传送的信息。每个包是指一个字节，包括开始/停止位、数据位和奇偶校验位，由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。

停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1、1.5和2位，它是一个数据的结束标志，接收端接收到停止位后，通信线路上会回复逻辑“1”的状态，知道下一个起始位的到来。

奇偶校验位：在串行通信中一种简单的检错方式，有四种方式：偶、奇、高和低。对于偶和检验的情况，串口会设置检验位，用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验，这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。

3.系统硬件设计

3.1接口设计

MCS-51单片机具有多机通信功能，利用它可以构成分布式系统，电路结构如图3.1所示

图3.1电路结构

本设计单片机之间通过串口进行通信，主机通过按键来选择要进行通信的从机，进而通过按键控制从机的数码管显示数字。 数码管与单片机的连接方式采用并行连接方式。系统设计框图如图3.2所示：