基于RS485單片機多機串行通信的電子開關(guān)設(shè)計

2．1．5 主從機之間地址確認

主從機在進行數(shù)據(jù)通信之前，首先進行地址確認，其目的就是讓主機知道哪號從機向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。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行核對，地址不是#OFFH的從機將繼續(xù)等待主機的呼叫，核對正確的從機向主機發(fā)送本機的應(yīng)答地址，主機收到從機的應(yīng)答地址后進一步做出判斷，確認是否是n號從機的地址。地址確認正確之后，主機與n號從機進行數(shù)據(jù)通信，直到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)沖突

一個主機與多個從機進行串行通信的時候，如果當某一從機有數(shù)據(jù)時向主機發(fā)送，這時可能出現(xiàn)兩個，三個或者更多從機同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)，需要同時向主機發(fā)送，這樣就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信的沖突問題。該電子開關(guān)的設(shè)計采用主機輪詢從機的方式，從而有效避免了主從機數(shù)據(jù)通信沖突的問題，主機先呼叫n號從機，地址確認之后，是n號的從機應(yīng)答并與主機進行通信，其余從機處于等待狀態(tài)，主機接收n號從機數(shù)據(jù)，并判斷該從機是否繼續(xù)有數(shù)據(jù)發(fā)送，此時其他從機若有數(shù)據(jù)只能處于排隊等待中，不會對主機產(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(fù)輪詢各個從機。主機輪詢的過程是很快的，從機檢測到被測信號的時候也能得到及時的處理。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實現(xiàn)通信：在發(fā)送端TXD將串行口的TTL電平信號轉(zhuǎn)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。兩條傳輸線通常使用雙絞線，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(shù)據(jù)時傳輸距離可達12 m，而用100 Kb/s速率傳輸數(shù)據(jù)時傳輸距離可達1．2 km。如果降低波特率，傳輸距離還可進一步提高。

實現(xiàn)RS 485串行通信只需給主機和每個從機接各接一片MAX485芯片，其接收器的輸出端RO和驅(qū)動器的輸入端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，器件處于接收狀態(tài)；當DE為邏輯1時，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管腳控制這兩個引腳即可；在主機電子開關(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，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當A的電平低于B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機連接時接線非常簡單。只需要一個信號控制MAX485的接收和發(fā)送即可。

可靠性措施如下：

復(fù)位時，主從機都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。

控制端，DE的信號的有效脈寬應(yīng)該大于發(fā)送或接收一幀信號的寬度。

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

接收和發(fā)送的使能端和DE的引腳控制在程序中的實現(xiàn)，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(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。電子開關(guān)上使用1602液晶顯示，是用來顯示發(fā)送信號數(shù)據(jù)的從機編號，某一從機檢測到信號時將會顯示：