基于51單片機多機通信的交通燈控制網(wǎng)絡(luò )設計

在多機通信中，可充分利用MCS-51單片機的多機通信控制位SM2。用作主機的單片機的SM2應設定為0，作從機的SM2設定為1。主機發(fā)送并為從機接收的數據有兩類(lèi)：一類(lèi)是地址，用于指示需要和主機通信的從機的地址，由串行數據第9位為“1”標志；另一類(lèi)是數據，由串行數據第9位為“0”標志。由于所有從機的SM2=1，故每個(gè)從機總能在RI=0時(shí)收到主機發(fā)來(lái)的地址(因為串行數據第9位為“1”)，并進(jìn)入各自的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，每臺從機把接收到的從機地址和它的本機地址(系統設計時(shí)分配)進(jìn)行比較。所有比較不相等的從機均從各自的中斷服務(wù)程序中退出(SM2仍為1)，只有比較地址相等的從機才是被主機尋址通信的從機。被尋址從機在程序中使SM2=0，以便接收隨之而來(lái)的數據或命令(RB8=0)。上述過(guò)程進(jìn)一步歸結如下：
(1)主機的SM2=0，所有從機的SM2=1，都處于監聽(tīng)狀態(tài)(只能接收地址幀)，以便接收主機發(fā)來(lái)的地址。
(2)主機給從機發(fā)送一幀地址信息時(shí)，其中的8位是地址，第9位為1表示是地址幀。
(3)所有從機在SM2=1、RB8=1且RI=0時(shí)，接收到主機發(fā)來(lái)的從機地址幀后，進(jìn)行中斷處理，進(jìn)入相應的中斷服務(wù)程序，并和本機地址進(jìn)行比較以確認是否為被尋址從機。
(4)被尋址的從機通過(guò)指令清除SM2，使SM2=0進(jìn)入接收數據狀態(tài)，可以接收主機隨后發(fā)送的數據(包括命令)，并向主機發(fā)回接收到的從機地址作為響應信號，供主機核對，實(shí)現主機與被尋址從機的雙機通信；未被尋址從機保持SM2=1，并退出中斷服務(wù)程序。
(5)完成主機和被尋址從機之間的數據通信，被尋址從機在通信完成后重新使SM2=1，并退出中斷服務(wù)程序，恢復到監聽(tīng)狀態(tài)，等待下次通信。

2 交通燈控制網(wǎng)絡(luò )硬件電路設計
2．1 硬件電路
城市交通控制系統是一個(gè)聯(lián)動(dòng)的系統，所有路口的交通燈控制系統由一臺中心主機控制，當某一路口將出現緊急情況時(shí)(如交通管制、交通堵塞、路段維修等)，單擊中心主機的對應按鈕即可使該路口的所有紅燈亮，禁止所有普通車(chē)輛通行。本文利用Proteus軟件仿真設計了
一臺主機控制兩臺從機的主從式多機系統，實(shí)施時(shí)可以擴展到253臺主機，硬件電路如圖2所示。單片機U1為主機，U2、U3為從機，代表兩個(gè)路口的控制機，S1、S2為按鈕，分別與U1的P1．1、P1．0連接，當按下時(shí)分別控制兩個(gè)路口的交通信號燈為所有紅燈亮，表示該路口出現緊急情況。與主機U1相連的兩個(gè)BCD數碼管用于顯示從機接收到的響應幀，即出現緊急情況的路口地址號，如果接收到的響應幀傳送出現錯誤，與主機發(fā)出的地址號不同時(shí)，這兩個(gè)數碼管顯示FF，當S1和S2沒(méi)有按下時(shí)，這兩個(gè)數碼管也顯示FF。

由于串行口通信時(shí)傳輸的“0”或者“1”是通過(guò)相對于“地”的電壓區分的，因此使用串行口通信時(shí)，必須將主、從機的“地”線(xiàn)相連以使其具有相同的電壓參考點(diǎn)。