淺談單片機(jī)多機(jī)通信的設(shè)計

1、◇高教論述◇科技圈向?qū)?011年第20期淺談單片機(jī)多機(jī)通信的設(shè)計陳婷(西安歐亞學(xué)院信息工程學(xué)院陜西西安710065)【摘要】隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在通信領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，其中許多應(yīng)用都涉及到單片機(jī)多機(jī)通信。本文通過對系統(tǒng)的分析，采用了單片機(jī)串行異步全雙工通信方式，實現(xiàn)了單片機(jī)的多機(jī)互聯(lián)與通信?！娟P(guān)鍵詞】單片機(jī)；串行異步；多機(jī)通信O背景單片機(jī)亦稱為單機(jī)微電腦或單片微型計算機(jī)。近2O年來，單片機(jī)因其價格日益低廉，功能日益豐富

2、功耗日益低微，開發(fā)日益容易，加上片內(nèi)配置外設(shè)模塊的不斷增多。以及新型外圍接口的不斷擴(kuò)充，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、交通、金融、儀器儀表等領(lǐng)域的自動控制、機(jī)械制造和測量等中國內(nèi)單片機(jī)多機(jī)通信方向的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用已有相當(dāng)長的時間在智能化儀器、工業(yè)自動控制、家用電器和機(jī)電一體化等方面的應(yīng)用成果尤為顯著。‘隨著單片機(jī)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展單片機(jī)的應(yīng)用也從獨立的單向網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為多向網(wǎng)絡(luò)。由計算機(jī)和單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)成為單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個方向。二

3、者的結(jié)合，充分發(fā)揮了單片機(jī)在實時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理上的優(yōu)點單片機(jī)在計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理等方面都有廣泛地應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域在通信領(lǐng)域的應(yīng)用也很多，許多應(yīng)用都涉及到單片機(jī)多機(jī)通信我們的日常生活中也無處不在。如在程控電話交換、數(shù)據(jù)通信、無線調(diào)頻通信和保密通信等系統(tǒng)和設(shè)備中。單片機(jī)多機(jī)通信的方式有很多種廣泛的應(yīng)用與各個領(lǐng)域許多應(yīng)用都涉及到單片機(jī)多機(jī)通信利用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊在通訊領(lǐng)域中占有著

4、重要的地位串口通訊在通訊軟件中也有著十分廣泛的應(yīng)用。1系統(tǒng)分析多機(jī)通信的方式有很多種有并行與串行之分它們又分為同步傳送與異步傳送由于并行方式傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)受硬件限制，故本次系統(tǒng)設(shè)計選擇了串行方式11通信方式的選擇串行通信是指數(shù)據(jù)在單條一位寬的傳輸線上一比特接1：1~特地按順序傳送。串行通信的優(yōu)點是收、發(fā)雙方只需要一條傳輸信道，易于實現(xiàn)，成本低。串行通信通過計算機(jī)的串行口得到廣泛的應(yīng)用，而且在遠(yuǎn)程通信中一般采用串行通信方式并行通信是指數(shù)據(jù)

5、以成組的方式在多個并行信道上同時進(jìn)行傳輸。并行通信的優(yōu)點是速度快，但發(fā)送端與接收端之間有若干條線路，費用高，僅適合于近距離和高速率的通信。并行通信在計算機(jī)內(nèi)部總線以及并行口通信中己得到廣泛的應(yīng)用由于本系統(tǒng)對速率要求不高在串行方式下完全可以達(dá)到要求。同時串行方式不僅易于實現(xiàn)而且成本低所以在設(shè)計本系統(tǒng)時將采用串行通信來實現(xiàn)。12通信模式的確定串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以通信，但速度慢。在實際應(yīng)

6、用中，串行通信又分為同步傳送和異步傳送兩種方式。同步傳送是指在一個數(shù)據(jù)塊的開頭使用同步字符。數(shù)據(jù)傳送時使用同一頻率的時鐘脈沖來實現(xiàn)發(fā)送端與接收端的嚴(yán)格時問同步。這種時鐘脈沖稱為同步脈沖。數(shù)據(jù)傳送時，數(shù)據(jù)與同步脈沖同時發(fā)出。在數(shù)據(jù)塊中首先發(fā)同步字符。一般為1至2個。接受端首先接收同步字符，確認(rèn)同步后開始接收數(shù)據(jù)。采用同步方式傳送，硬件設(shè)備較復(fù)雜，因為對同步脈沖相位的一致性要求嚴(yán)格。與異步傳送相比，同步傳送速率高。同步傳送軟件設(shè)計簡單，但硬

7、件連接十分復(fù)雜相比之下，異步通信硬件連接簡單軟件的設(shè)計則相對困難。2系統(tǒng)設(shè)計多機(jī)互聯(lián)與通信的方式有很多種，這里采用的是主從式的多機(jī)通信下面簡要闡述設(shè)計思想并對系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計。21設(shè)計思想多機(jī)要能正確的通信。首先應(yīng)該有完整的通信協(xié)議，如確定地址選擇信號、傳送數(shù)據(jù)的長度、控制命令信號、波特率等等。其次主機(jī)與從機(jī)要通過有效的“握手”來保證通信的完整。22模塊設(shè)計這里將系統(tǒng)分為四個模塊：地址判斷模塊、命令判斷模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、出錯處理模塊

8、。各個模塊完成相應(yīng)的功能來保證通信完整。221地址判斷模塊主機(jī)首先要與從機(jī)通信，首先要知道是與“誰”通信，所以要通過地址判斷知道。這里將從機(jī)地址先編好(如通信協(xié)議中編址)，主機(jī)通過MOVA，30H；MOVSBUF，A；向從機(jī)發(fā)送地址從機(jī)將收到的地址與本地地址判斷：，MOVA，SBUF；XRLA，#ADDR；地址相同則繼續(xù)通信不同則進(jìn)人出錯處理模塊。222命令判斷模塊主機(jī)發(fā)送命令給從機(jī)從機(jī)對命令進(jìn)行判斷，通過接收到的信號的各個位來判斷：M

9、OVA，SBUF；JBACC7，LLP3；JBACC6，LLP6；JBACC5，RETURN；其中各個位的含義在通信協(xié)議中規(guī)定好。223數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，關(guān)鍵在于發(fā)送的位數(shù)，如主機(jī)發(fā)送，從機(jī)接收時：主機(jī)：MOVA，31H；LA，#40H；MOVSBUF，A；MOVA，@RO；MOVSBUF，A從機(jī)：MOVA，SBUF；MOVR4，A；MOVA，SBUF；MOV@R1，A；INCR1；DJNZR4，LⅡy7；224出錯處理模塊當(dāng)

10、地址不正確或命令不正確時，進(jìn)人出錯處理模塊，該模塊主要起到中斷程序執(zhí)行的作用3仿真驗證本系統(tǒng)的仿真驗證，主要借助周立功DP一51PROC(下轉(zhuǎn)第71頁)作者簡介：陳婷(1979一)，女，新疆鳥市人，現(xiàn)為西安歐亞學(xué)院教師，從事計算機(jī)教育研究。47◇高教論述◇科技嗣向?qū)?011年第20期新能源開發(fā)的現(xiàn)狀與存在的問題探究劉小旭，王勝權(quán)2張勁z(1中國礦業(yè)大學(xué)孫越崎學(xué)院江蘇徐州221116；2中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院江蘇徐州221116)【摘要】隨

11、著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會對能源的需求與日俱增。但是我國消費的能源是以煤炭資源為主的化石燃料，資源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。為了解決能源短缺和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，全社會開始關(guān)注新能源的開發(fā)。新能源固然能夠作為化石燃料的替代品，而且已經(jīng)顯示出良好的發(fā)展前景，但是在開發(fā)新能源過程中也存在一定的問題應(yīng)該引起我們足夠的重視?！娟P(guān)鍵詞】新能源；太陽能I風(fēng)力發(fā)電1當(dāng)前的能源組成及影響目前，中國消費的能源主要還是來自煤炭、石油等化石燃料尤其是煤炭。這主

12、要是由國情決定的——我國的煤炭資源豐富，而石油資源比較短缺，主要依靠進(jìn)口。我國的水能資源、煤炭資源、石油資源、天然氣資源分別居世界第1位、第2位、第12位、第24位。我國煤炭資源總量為56萬億噸其中已探明儲量為1萬億噸占世界總儲量的11％，(石油占24％天然氣占12％)?？偟膩砜?，煤炭是保證我國能源安全的重要資源。長期以來煤炭一直是我國的主要能源隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展社會對能源的需求越來越大加之我國粗放型的發(fā)展模式和低效的能源利用方式我

13、國目前煤炭生產(chǎn)與消費量均居世界首位，C02排放居世界第二并且產(chǎn)生了大量的s0、氮氧化合物、粉塵等嚴(yán)重的污染了生態(tài)環(huán)境造成了人們身體健康的損害。為了保護(hù)自然環(huán)境、節(jié)約資源，政府和社會一直在倡導(dǎo)發(fā)展清潔能源。2能源問題的應(yīng)對措施為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的能源問題和環(huán)境問題十二五規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)要做到以下幾點：1必須從偏重保障供給向科學(xué)調(diào)控能源生產(chǎn)和消費總量方式轉(zhuǎn)變；2必須從嚴(yán)重依賴煤炭資源，向綠色、多元、低碳化能源發(fā)展：3必須從過度依賴國內(nèi)能源供應(yīng)轉(zhuǎn)向于

14、立足國內(nèi)和加強(qiáng)國際合作并舉；4必須從生態(tài)環(huán)境保護(hù)滯后于能源發(fā)展模式向生態(tài)環(huán)境保護(hù)和能源協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變：5必須從資源依賴性的發(fā)展模式向科技創(chuàng)新驅(qū)動型的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變：6必須從能源品種獨立發(fā)展，向多種能源互補(bǔ)與系統(tǒng)的融合協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變總的來說國家很重視能源的安全問題和可持續(xù)發(fā)展問題要求全社會節(jié)約化石燃料開發(fā)可再生的綠色替代能源。當(dāng)前，我們能夠加以利用的新能源主要有風(fēng)電、核電、太陽能、生物能等。這些能源不僅能減輕我國對石油的過度依賴，保護(hù)我國的能源安全

15、，而且能應(yīng)對全球氣候變暖問題、保護(hù)環(huán)境、減少碳排放。3新能源技術(shù)的優(yōu)點環(huán)境污染和能源短缺是困擾世界的主要難題現(xiàn)實的壓力使我們開始關(guān)注新能源來作為代替能源同時克服化石燃料燃燒帶來的各種污染問題。開發(fā)新能源涉及到各種技術(shù)手段的應(yīng)用是對國家科技進(jìn)步的一種推動。在應(yīng)對能源問題上各國都投入了巨大的人力物力以期掌握核心技術(shù)。這樣不僅能保證在今后的競爭中獲得更多的優(yōu)勢更能從中獲得更多的商業(yè)利益與發(fā)達(dá)國家相比我國在新能源技術(shù)上還存在一定的差距，但差距要

16、小于其他工業(yè)領(lǐng)域因此通過加強(qiáng)對外合作和自主創(chuàng)新我國有望在新能源領(lǐng)域走在國際前列此外，新能源技術(shù)具有廣泛的滲透性和其他產(chǎn)業(yè)的具有千絲萬縷的聯(lián)系。新能源的興起必將帶動電力鋼鐵建筑交通新材料等相關(guān)一些列下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。與此同時新能源技術(shù)的發(fā)展能夠調(diào)整我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是我國的經(jīng)濟(jì)模式更加合理新能源開發(fā)是一個資金密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)需要更多的資金支持和智力保障但是這個領(lǐng)域同時也是不斷創(chuàng)性的行業(yè)能夠帶來更多的科技進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展4面臨的問題41

17、新能源開發(fā)需要大量的能源這里以目前的光伏產(chǎn)業(yè)為例。我們知道太陽能取之不盡、用之不竭，如果能夠通過太陽能發(fā)電，我們的能源問題就能得到根本的解決。但是我們用來將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的多晶硅在制造的過程中需要耗費很大的能量，而且會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染有人就提出質(zhì)疑：利用太陽能發(fā)電，我們究竟是在保護(hù)環(huán)境還是在破壞環(huán)境此外以目前的技術(shù)水平，我們不能獲得較高的太陽能發(fā)電的轉(zhuǎn)換率據(jù)統(tǒng)計國際上的最高轉(zhuǎn)換率也不超過20％。此外，由于我國整體的科技力量不夠強(qiáng)大許多核

18、心技術(shù)受制于人制造太陽能電池板的組件的98％都需要進(jìn)口發(fā)達(dá)國家為了保護(hù)自己的生態(tài)環(huán)境，將一些污染高、耗能嚴(yán)重、技術(shù)水平低的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，使我國的生態(tài)環(huán)境受到進(jìn)一步的威脅。42風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電裝置具有一定壽命太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電裝置都有一定的使用壽命最長的設(shè)計壽命只有20年在此期間因為環(huán)境的變化會對發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，最終減少使用壽命43新能源開發(fā)應(yīng)用與市場發(fā)育滯后由于新能源開發(fā)需要投人大量的資金和智力資源成本高而且規(guī)模小、生產(chǎn)

19、不連續(xù)，目前大多數(shù)新能源普遍存在價格偏高問題。加之是新開發(fā)出來的技術(shù)在實際應(yīng)用過程中難以做到很強(qiáng)的穩(wěn)定性因而很少有人愿意購買使用因而開發(fā)出來的新能源在市場上難以與化石燃料競爭。5發(fā)展前景隨著政府對新能源的日益重視和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步新能源一定會迎來高速發(fā)展的春天化石燃料作為不可再生資源必將逐漸淡出歷史舞臺而只有加大對新能源技術(shù)的開發(fā)才能彌補(bǔ)我們對能源的需求的增長。盡管現(xiàn)在還處于摸索階段各方面的知識脈絡(luò)還不清晰所作出來的產(chǎn)品還不具有較高的

20、穩(wěn)定性但是這絕對不會阻擋歷史的前進(jìn)方向?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]金樂琴后危機(jī)時代中國新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的思考『J]經(jīng)濟(jì)問題探，2010[2]張一鵬低碳經(jīng)濟(jì)背景下的新能源開發(fā)和利用fJ1l中外能源，2010(上接第47頁)單片機(jī)綜合仿真實驗儀，具體實現(xiàn)方式是通過KeilC5將程序編譯好，分別下載到主機(jī)實驗箱和多個從機(jī)實驗箱中，調(diào)試程序，使其能夠互相通信?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]單片機(jī)原理與應(yīng)用／陳建鐸編北京：科學(xué)出版社，2005，2[2]單片機(jī)基礎(chǔ)

21、篇／李學(xué)海編著北京：北京航空航天出版社，200510[3]潘超群編著單片機(jī)控制技術(shù)在通信中的應(yīng)用：Mc一51系列北京電子工業(yè)出版社20083[4]李朝青，劉艷玲，沈怡麟。等編單片機(jī)與Pc機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)北京：北京航空航天出版社2007[5]張大明編著單片機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2006[6]梅麗鳳，等編著單片機(jī)原理及接口技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社：北京交通大學(xué)出版社20042[7]張洪潤，張亞凡編著單片機(jī)原理及應(yīng)用北京：清華大學(xué)出