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

}

}

基于proteus的51单片机开发实例24-矩阵键盘（行列式键盘）

1. 基于proteus的51单片机开发实例24-矩阵键盘

1.1. 实验目的

图1 矩阵键盘电路

本实例我们来学习矩阵键盘（行列式键盘）的电路设计、编程实现。目的是通过较少的I/O口来识别多个按键。

1.2. 设计思路

我们在前面已经学习过独立按键，在独立按键电路中，一个按键连接单片机的一位I/O端口。这样通过检测I/O的状态就能很方便的识别该按键是否按下。这种电路的优点是：电路简单，程序简单，缺点是一个按键就要占用一个I/O口。我们知道，51单片机总共只有4个8位I/O口，如果外部电路功能较多，I/O口就会不够用，例如如果电路中接了一个8位数码管，又接了16个按键，那么即使数码管采用动态扫描法 也需要占用16个I/O口（8位I/O口用于连接数码管8个段，另8位I/O口用于控制8位数码管的每一位），这时如果按键还是采用独立按键的接法，每个按键接一位I/O口，那么又要占用16个I/O口，这样就把单片机的I/O口全部占完了，如果这时候想加一个蜂鸣器，就没有多余的I/O口了。所以很与必要考虑如何用较少的I/O口实现更多的功能。

矩阵键盘就是基于用较少I/O口连接更多按键的思路实现的。通常将多个按键排列成矩阵形式，这也是矩阵键盘名称的由来，编程时，是按照矩阵的行、列组合判断是那个按键被按下的，因此又称为行列式键盘。

1.3. 基础知识

最常见的矩阵键盘是4*4键盘，其实现方法是将16个按键按照4x4矩阵方式连接，如下图所示。从连接方式来看，有4根行线和4根列线。每个行线和列线的交汇处就是一个按键位。这样总共有8根线就可以实现16个按键的检测，比一个按键连接一个I/O口节省了一半的I/O端口。

图2 矩阵键盘结构

矩阵键盘的工作原理

一般矩阵键盘都会将按键按照一定的规律赋予不同的标号（例如按照从左到右的顺序，或者从上到下的顺序），当检测到有按键按下后，根据被按下的按键序号赋予一定的键值。程序中就可以根据键值进行相应的处理。

在51单片机中，对于矩阵键盘的处理方法是：使用行列扫描法，将键盘的行线和列线分别连接到单片机的I/O口线上，然后按照如下步骤操作：

第一步：判断是否有按键按下

将行线全部输出低电平，全部列线输出高电平，然后将列线置为输入状态，检测列线的状态，只要有一根列线为低电平 ，就表示矩阵键盘中有按键被按下了。

第二步：按键消除抖动

在第一步中如果检测到有按键按下，则使用软件消抖的方法延时20ms左右，再次判断是否有列线为低电平，如果仍有列线为低电平，则认为确实有按键被按下，则进入到第三步处理，否则，认为是抖动，不予识别，继续回到第一步重新开始按键检测。

第三步：按键识别

确认有按键被按下后，接下来就是最关键的内容：确定那个按键被按下。这需要用逐行扫描的方法来确定。先扫描第一行，即将第一行对应的端口输出低电平，然后读每一列的电平，当出现某一列为低电平，说明该列与第一行的交叉点的按键被按下，如果所有列都是高电平，说明第一行的按键都未被按下，那么开始扫描第二行，以此类推，直到找到被按下的键所在的行与列的交叉点。

第四步：键值确定

在第三步中，当确定有按键被按下，则按照事先确定好的按键序号，根据行与列的交叉位置确定键值。简直一般按照一定的规律排列，例如1,2,3,4....。例如确定第一行第一列的交叉点按键为1号按键，第一行与第二列交叉点的按键为2号按键....第四行与第四列的交叉点的按键为16号按键。

1.4. 电路设计

本实例电路图如图1所示。矩阵键盘电路与单片机的P3口的8额I/O连接，P0口连接一个共阳极数码管，用于演示按键序号，指示那个按键被按下。

1.5. 程序设计

本实例程序代码如下。

为了能让大家更为直观的理解矩阵键盘的扫描原理，本例的代码非常详细的列出了整个矩阵键盘的行列扫描过程，没有采用更简洁的编程方法。

#include<AT89X51.h> //

sbit P34=P3^4; //端口引脚定义

sbit P35=P3^5; //

sbit P36=P3^6; //

sbit P37=P3^7; //

//共阳极数码管段码表，0~9,A,b,c,d,E,F,H,P

unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,

0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x89}; //

//定义键值的全局变量

unsigned char keyval;

//延时函数

void led_delay(void)

{

unsigned char j;

for(j=0;j<200;j++)

;

}

//数码管显示键值

void display(unsigned char k)

{

P0=Tab[k]; //键值送数码管显示

led_delay(); //延时

}

// void delay20ms(void)

{

unsigned char i,j;

for(i=0;i<100;i++)

for(j=0;j<60;j++)

;

}

void main(void)

{

EA=1; //总中断开启

ET0=1; //定时器T0中断开启

TMOD=0x01; //定时器T0工作方式1

TH0=(65536-500)/256; //定时器初值

TL0=(65536-500)%256; //定时器初值

TR0=1; //开启定时器

keyval=0x00; //键值初始化为0

P2=0xFC;//数码管公共端打开，允许显示

while(1)

{

display(keyval); //数码管显示键值

}

}

//定时器T0中断服务程序

void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1

{

TR0=0; //进中断后，先关闭定时器

P3=0xf0; //行线电平全部置低电平，列线全部置高电平

if((P3&0xf0)!=0xf0) //如果列线中有低电平，说明有键被按下

delay20ms(); //延时，消除按键抖动

if((P3&0xf0)!=0xf0) //消抖后仍有列线为低电平，则认为确实有按键按下

{

//扫描第一行

P3=0xfe; //行线第一行置低电平，

if(P34==0) //第一列为低电平，则第一行第一列的按键按下

keyval=1; //按下的按键的键值

if(P35==0) //第二列为低电平，则第一行第二列按键按下

keyval=2; //键值

if(P36==0) //第三列为低电平，则第一行第三列按键按下

keyval=3;

if(P37==0) //第四列为低电平，则第一行第四列按键按下

keyval=4; //

//扫描第二行

P3=0xfd;

if(P34==0)

keyval=5;

if(P35==0)

keyval=6;

if(P36==0)

keyval=7;

if(P37==0)

keyval=8;

//扫描第三行

P3=0xfb;

if(P34==0)

keyval=9;

if(P35==0)

keyval=10;

if(P36==0)

keyval=11;

if(P37==0)

keyval=12;

//扫描第四行

P3=0xf7;

if(P34==0)

keyval=13;

if(P35==0)

keyval=14;

if(P36==0)

keyval=15;

if(P37==0)

keyval=16;

}

TR0=1; //重启定时器

TH0=(65536-500)/256; //定时器赋初值

TL0=(65536-500)%256; //

}

1.6. 实例仿真

编写程序代码，编译生成HEX文件，将HEX文件装载到proteus电路的单片机中，开始仿真，通过按下不同的按键观察数码管显示的键值。

1.7. 总结

通过本实例，我们了解了如何用较少的按键实现矩阵键盘的按键识别。这为我们以后学习如何节约I/O端口打下了基础。

相关问答

[最佳回答]我这又一个参考程序,是用郭天祥的TX-1C开发板写的,有3个按键,调节光标,时间加,时间减.引脚方便可以根据自己的开发板更改,其他程序内容不变.希望我...

[最佳回答]voidTimer2()interrupt3//3为定时器1溢出;{TH1=(65536-1000)/256;TL1=(65536-1000)%256;//减多少就是定时多出时间。T...

这就要看你想要初始化的数值是多少了。如果是0x00,就不用初始化了,因为复位后,TMOD的内容就是00。51系列单片机TMOD复位时值为:00H所以作为定时器...

TR0是51单片机定时器T0的定时器启动位。TR0=1表示开启定时器(在EA打开的前提下)。EA是51单片机的总中断开关,所有中断都必须先使EA=1。51单片机中的定...

T=1/f=50USvoidTimer0Init(void)//100微秒@12MHz{AUXR&=0x7F;//定时器时钟12T模式TMOD&=0xF0;//设置...

51单片机th1和tl1是专用寄存器因为16位的定时/计数器分别由两个8位专用寄存器组成,即:T0由TH0和TL0构成;T1由TH1和TL1构成。其访问地址依次为8AH-8DH。每个寄...

TMOD是MCS51单片机用来设定内部定时/计数器的工作方式的特殊功能寄存器。TMOD=0x16,意思是:T1设定为定时方式1,T0设定为计数方式2。TMOD是MCS51单片机用来设...

先说下定时器使用方法:定时器使用方法:设置工作模式(设置特殊功能寄存器TMOD)设置计数寄存器处置设置TCON,通过TR0置1使计时器开始计数判断TCON寄存器T...

[最佳回答]太多了,建议看书去.----2.简述标志CY与OV的意义.为什么会发生溢出?溢出的本质是什么?--51系列单片机,是八位机,每次计算操作都是针对八位数进行的...

mcs-51单片机内部有2个定时/计数器,即定时/计数器0和1,52系列有3个。功能比0,1强。在专用寄存器TMOD(定时器方式)中,各有一个控制位(C/T反),分别用于控制定...