基于RS485單片機多機串行通信的電子開(kāi)關(guān)設計

2．1．5 主從機之間地址確認

主從機在進(jìn)行數據通信之前，首先進(jìn)行地址確認，其目的就是讓主機知道哪號從機向主機發(fā)送數據。主機首先發(fā)送n號從機地址編號#0FFH，所有從機接收到主機發(fā)送的地址后與各自的地址進(jìn)行核對，地址不是#OFFH的從機將繼續等待主機的呼叫，核對正確的從機向主機發(fā)送本機的應答地址，主機收到從機的應答地址后進(jìn)一步做出判斷，確認是否是n號從機的地址。地址確認正確之后，主機與n號從機進(jìn)行數據通信，直到數據通信完畢，主機將呼叫下一號從機。

2．1．6 避免多從機與主機通信產(chǎn)生數據沖突

一個(gè)主機與多個(gè)從機進(jìn)行串行通信的時(shí)候，如果當某一從機有數據時(shí)向主機發(fā)送，這時(shí)可能出現兩個(gè)，三個(gè)或者更多從機同時(shí)產(chǎn)生數據，需要同時(shí)向主機發(fā)送，這樣就會(huì )導致數據通信的沖突問(wèn)題。該電子開(kāi)關(guān)的設計采用主機輪詢(xún)從機的方式，從而有效避免了主從機數據通信沖突的問(wèn)題，主機先呼叫n號從機，地址確認之后，是n號的從機應答并與主機進(jìn)行通信，其余從機處于等待狀態(tài)，主機接收n號從機數據，并判斷該從機是否繼續有數據發(fā)送，此時(shí)其他從機若有數據只能處于排隊等待中，不會(huì )對主機產(chǎn)生干擾，主機接收完畢后將n號從機地址減1，呼叫n-1號從機，如此反復輪詢(xún)各個(gè)從機。主機輪詢(xún)的過(guò)程是很快的，從機檢測到被測信號的時(shí)候也能得到及時(shí)的處理。如圖2所示。

2．2 多RS 485串行通信模塊

RS 485采用平衡發(fā)送和差分接收方式來(lái)實(shí)現通信：在發(fā)送端TXD將串行口的TTL電平信號轉換成差分信號A，B兩路輸出，經(jīng)傳輸后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號。兩條傳輸線(xiàn)通常使用雙絞線(xiàn)，又是差分傳輸，因此有極強的抗共模干擾的能力，接收靈敏度也相當高。如果以10 Kb/s速率傳輸數據時(shí)傳輸距離可達12 m，而用100 Kb/s速率傳輸數據時(shí)傳輸距離可達1．2 km。如果降低波特率，傳輸距離還可進(jìn)一步提高。

實(shí)現RS 485串行通信只需給主機和每個(gè)從機接各接一片MAX485芯片，其接收器的輸出端RO和驅動(dòng)器的輸入端DI，只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可；和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；在主機電子開(kāi)關(guān)中使用單片機的P3．4引腳控制MAX485的和DE兩端，如圖3所示。

A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端，當A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數據為1；當A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數據為0。在與單片機連接時(shí)接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單。只需要一個(gè)信號控制MAX485的接收和發(fā)送即可。

可靠性措施如下：

復位時(shí)，主從機都應該處于接收狀態(tài)。

控制端，DE的信號的有效脈寬應該大于發(fā)送或接收一幀信號的寬度。

同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選120 Ω的電阻，吸收總線(xiàn)上的反射信號，保證正常傳輸信號干凈、無(wú)毛刺。匹配電阻的取值應與總線(xiàn)的特性阻抗相當。

接收和發(fā)送的使能端和DE的引腳控制在程序中的實(shí)現，主機部分程序如下：
　　

2．3 液晶顯示模塊

液晶顯示模塊選用1602液晶，1602液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應用系統中得到越來(lái)越廣泛的應用。電子開(kāi)關(guān)上使用1602液晶顯示，是用來(lái)顯示發(fā)送信號數據的從機編號，某一從機檢測到信號時(shí)將會(huì )顯示：