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51单片机多机通信
一、多机通信原理
在多机通信中，主机必须要能对各个从机进行识别，在51系列单片机中可以通过SCON寄存器的SM2位来实现。当串口以方式2或方式3发送数据时，每一帧信息都是11位，第9位是数据可编程位，通过给TB8置1或置0来区别地址帧和数据帧，当该位为1时，发送地址帧；该位为0时，发送数据帧。
在多机通信过程中，主机先发送某一从机的地址，等待从机的应答，所有的从机接收到地址帧后与本机地址进行比较，若相同，则将SM2置0准备接收数据；若不同，则丢弃当前数据，SM2位不变。
二、多机通信电路图
此处，U1作为主机，U2为从机1，U3为从机2。
三、C语言程序
(1)主机程序
#include<reg51.h>
#include<string.h>
#define _SUCC_ 0x0f//数据传送成功
#define _ERR_ 0xf0//数据传送失败
unsigned charTable[9]={0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};
unsigned char Buff[20]; //数据缓冲区
unsigned char temp=0xff;
sbit KEY1=P1^6;
sbit KEY2=P1^7;
//unsigned char addr;
//延时1ms函数
void delay_1ms(unsigned int t)
{
unsigned int x,y;
for(x=t;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
//缓冲区初始化
void Buff_init()
{
unsigned chari; //将Table里的数据放到缓冲区里
for(i=0;i<9;i++)
{
Buff[i]= Table[i];
delay_1ms(100);
}
}
//串口初始化函数
void serial_init()
{
TMOD=0x20; //定时器1工作于方式2
TH1=0xfd;
TL1=0xfd; //波特率为9600
PCON=0;
SCON=0xd0; //串口工作于方式3
TR1=1; //开启定时器
TI=0;
RI=0;
}
//发送数据函数
void SEND_data(unsigned char *Buff)
{
unsigned char i;
unsigned char lenth;
unsigned char check;
lenth=strlen(Buff); //计算数据长度
check=lenth;
TI=0; //发送数据长度
TB8=0; //发送数据帧
SBUF=lenth;
while(!TI);
TI=0;
for(i=0;i<lenth;i++) //发送数据
{
check=check^Buff[i];
TB8=0;
SBUF=Buff[i];
while(!TI);
TI=0;
}
TB8=0; //发送校验字节
SBUF=check;
while(!TI);
TI=0;
}
//向指定从机地址发送数据
void ADDR_data(unsigned addr)
{
while(temp!=addr) //主机等待从机返回其地址作为应答信号
{
TI=0; //发送从机地址
TB8=1; //发送地址帧
SBUF=addr;
while(!TI);
TI=0;
RI=0;
while(!RI);
temp=SBUF;
RI=0;
}
temp=_ERR_; //主机等待从机数据接收成功信号
while(temp!=_SUCC_)
{
SEND_data(Buff);
RI=0;
while(!RI);
temp=SBUF;
RI=0;
}
}
void main()
{
Buff_init();
serial_init();
while(1)
{
if(KEY1==0)
{
delay_1ms(5);
if(KEY1==0)
{
while(!KEY1);
ADDR_data(0x01);
}
}
if(KEY2==0)
{
delay_1ms(5);
if(KEY2==0)
{
while(!KEY2);
ADDR_data(0x02);
}
}
}
}
(2)从机1程序
#include<reg51.h>
#include<string.h>
#defineaddr 0x01//从机1的地址
#define _SUCC_ 0x0f//数据传送成功
#define _ERR_ 0xf0//数据传送失败
unsigned char aa=0xff;//主机与从机之间通信标志
unsigned char Buff[20];//数据缓冲区
//串口初始化函数
void serial_init()
{
TMOD=0x20; //定时器1工作于方式2
TH1=0xfd;
TL1=0xfd; //波特率为9600
PCON=0;
SCON=0xd0; //串口工作于方式3
TR1=1; //开启定时器
TI=0;
RI=0;
}
//接收数据函数
unsigned char RECE_data(unsigned char *Buff)
{
unsigned char i,temp;
unsigned char lenth;
unsigned char check;
RI=0; //接收数据长度
while(!RI);
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return 0xfe;
lenth=SBUF;
RI=0;
check=lenth;
for(i=0;i<lenth;i++) //接收数据
{
while(!RI);
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return0xfe;
Buff[i]=SBUF;
check=check^(Buff[i]);
RI=0;
}
while(!RI); //接收校验字节
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return 0xfe;
temp=SBUF;
RI=0;
check=temp^check; //将从主机接收到的校验码与自己计算的校验码比对
if(check!=0) //校验码不一致，表明数据接收错误，向主机发送错误信号，函数返回0xff
{
TI=0;
TB8=0;
SBUF=_ERR_;
while(!TI);
TI=0;
return 0xff;
}
TI=0; //校验码一致，表明数据接收正确，向主机发送成功信号，函数返回0x00
TB8=0;
SBUF=_SUCC_;
while(!TI);
TI=0;
return 0;
}
void main()
{
serial_init();
while(1)
{
SM2=1; //接收地址帧
while(aa!=addr) //从机等待主机请求自己的地址
{
RI=0;
while(!RI);
aa=SBUF;
RI=0;
}
TI=0; //一旦被请求，从机返回自己的地址作为应答，等待接收数据
TB8=0;
SBUF=addr;
while(!TI);
TI=0;
SM2=0; //接收数据帧
aa=0xff; //从机接收数据，并将数据保存到数据缓冲区
while(aa==0xff)
{
aa=RECE_data(Buff);
}
if(aa==0xfe)
continue;
P1=Buff[1]; //查看接收到的数据
}
}
(3)从机2程序
#include<reg51.h>
#include<string.h>
#defineaddr 0x02//从机2的地址
#define _SUCC_ 0x0f//数据传送成功
#define _ERR_ 0xf0//数据传送失败
unsigned char aa=0xff;//主机与从机之间通信标志
unsigned char Buff[20];//数据缓冲区
//串口初始化函数
void serial_init()
{
TMOD=0x20; //定时器1工作于方式2
TH1=0xfd;
TL1=0xfd; //波特率为9600
PCON=0;
SCON=0xd0; //串口工作于方式3
TR1=1; //开启定时器
TI=0;
RI=0;
}
//接收数据函数
unsigned char RECE_data(unsigned char *Buff)
{
unsigned char i,temp;
unsigned char lenth;
unsigned char check;
RI=0; //接收数据长度
while(!RI);
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return 0xfe;
lenth=SBUF;
RI=0;
check=lenth;
for(i=0;i<lenth;i++) //接收数据
{
while(!RI);
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return0xfe;
Buff[i]=SBUF;
check=check^(Buff[i]);
RI=0;
}
while(!RI); //接收校验字节
if(RB8==1) //若接收到地址帧，则返回0xfe
return 0xfe;
temp=SBUF;
RI=0;
check=temp^check; //将从主机接收到的校验码与自己计算的校验码比对
if(check!=0) //校验码不一致，表明数据接收错误，向主机发送错误信号，函数返回0xff
{
TI=0;
TB8=0;
SBUF=_ERR_;
while(!TI);
TI=0;
return 0xff;
}
TI=0; //校验码一致，表明数据接收正确，向主机发送成功信号，函数返回0x00
TB8=0;
SBUF=_SUCC_;
while(!TI);
TI=0;
return 0;
}
void main()
{
serial_init();
while(1)
{
SM2=1; //接收地址帧
while(aa!=addr) //从机等待主机请求自己的地址
{
RI=0;
while(!RI);
aa=SBUF;
RI=0;
}
TI=0; //一旦被请求，从机返回自己地址作为应答，等待接收数据
TB8=0;
SBUF=addr;
while(!TI);
TI=0;
SM2=0; //接收数据帧
aa=0xff; //从机接收数据，并将数据保存到数据缓冲区
while(aa==0xff)
{
aa=RECE_data(Buff);
}
if(aa==0xfe)
continue;
P1=Buff[2]; //查看接收到的数据
}
}
51单片机多机通信系统实现方法
单片机构成的多机通信系统中常采用总线型主从式结构。在多个单片机组成的系统中，只允许存在一个主机，其他的就是从机，从机要服从主机的控制，这就是总线型主从式结构。
当51单片机进行多机通信时，串口要工作在方式2和方式3。假设当前多机通信系统有1个主机和3个从机，从机地址分别是00H、01H、02H。如果距离很近它们直接可以以TTL电平通信，一旦距离较远的时候，常采用RS-485串行标准总线进行数据传输。
为了区分是数据信息还是地址信息，主机用第九位数据TB8作为地址/数据的识别位，地址帧的TB8=1，数据帧的TB8=0。各从机的SM2必须置1。
在主机与某一从机通信前，先将该从机的地址发送给各从机。由于各从机SM2=1，接收到的地址帧RB8=1，所以各从机的接收信息都有效，送入各自的接收缓冲器SBUF，并置RI=1。各从机CPU响应中断后，通过软件判断主机送来的是不是本从机地址，如是本从机地址，就使SM2=0，否则保持SM2=1。
接着主机发送数据帧，因数据帧的第九位数据RB8=0，只有地址相符的从机其SM2=0，才能将8位数据装入接收缓冲区SBUF，其他从机因SM2=1，数据将丢失，从而实现主机与从机的一对一通信。
串口工作方式2、3也可以用于多机通信，此时第九位数据可作为奇偶校验位，但必须使SM2=0。
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