工控机与单片机主从分布式控制系统串行通信

硬件接口设计本文所述控制系统由工控机和多台AT89C2051单片机组成，主从机之间数据传输采用异步串行通讯方式。由于工控机的串行通讯口是RS―232C接口，其逻辑电平对地是对称的，与AT89C2051单片机串行口输出的TTL电平不同，因此要保证两者之间可靠地进行数据传输，应在通讯线路中接电平转换器，常用的电平转换芯片有ICL232、MAX232芯片等。本文采用MAX232电平转换芯片。

　　多个单片机pc机通信电路2软件设计2.1AT89C2051单片机多机通讯功能AT89C2051单片机串行口具有：串行发送缓冲器/接收缓冲器（SBUF），串行口控制寄存器（SCON），特殊功能寄存器（PCON）。通过设置SCON可以有4种工作方式，其中工作方式2、3适用于多机通讯。AT89C2051单片机的串行通信方式3是波特率可变的9位为数据异步通信方式，也是目前多机通讯中应用最多的方式。在此方，AT89C2051传送一巾贞信息共11位：1位起始位，8位数据位，1位可程序控制为“1”或“0”的第9位数据和1位停止位，其中的第9位数据可作奇偶校验位，也可作“地址帧”和“数据帧”的识别标志位。

　　工控机通讯功能工控机配有串行异步通讯端口（COM1端口地址为3f8H，CM2端口地址为2f8H），接口板上的通用异步接收/发送器（UART），是一片8250或一片结构、编程方法与8250相同的芯片，内部有10个寄存器。PC机串行通讯程序设计，程序员只要应用输入/输出命令对UART内的寄存器进行输入/输出操作，从而设定串行通讯的波特率、数据传送格式、是否允许中断、发送或接收数据等。

　　种新的多机通讯方法在常规的多机通讯方法中，奇偶校验位已用作发送地址码（通道号）或数据的特征位，而数据通信的校核则采用累加和校验方法。采用这种方法不但软件开销和进行通信的数据量增加了，而且实时性也受到影2.3.1通信的基本原理上位机发送数据给下位机，下位机要产生接收中断必须同时符合两个条件。

　　数据为5 2―直置为“0”，并使+，清零，则不论第9位数据（+9 8）为何值，下位机均可产生串行接收中断，这样第9位就可作为差错检测的奇偶校验位了。如上位机与某下位机通信时，先发送地址码，待握手成功后再发送数据命令，此时该下位机的FLAG被置为“1”，相当于该机的“口袋”已打开，上位机不断从该下位机中取数据，取完无误后发出一命令使该下位机中的FLAG复原为“0”，实现“关口袋”。

　　下位机向上位机发送数据时，先发送要传送数据的长度，然后才开始发送有效数据。

　　约定00H为取数命令，0FFH为复位命令，通信采用偶校验，波特率设为2400b/s.上面给出PC机主函数的流程图，如所示。PC机通信程序采用VC++6.0语言编写。下位单片机的通信模块，包括主程序和中断服务程序，其程序流程图分别如和所示。何实现上位机与相应发送地址相符的下位机之间一对一通信呢，可采用软件方法。具体方法如下：在下位机程序中设立一个标志变量FLAG，初始化时FLAG置为“0”，当上位机发送数据时，各下位机均会产生接收中断，中断服务程序先判断本机FLAG的值。若FLAG为“0”，则把接收的数据与本机地址比较，如果一致，则置FLAG为6“，并发回本机地址码作为应答，否则马上跳出中断服务程序；如果FLAG是”1“，说明上位机发送来的是控制命令，则转相应命令处理程序，最后才跳出中断服务程序，返回主程序。上位机与该下位机通信完毕后，再令该下位机的FLAG为”0“。如果握手失败，则上位机发送复位命令给下位机，然后重新开始握手，三次都不成功则转出错处理。

　 工控机软件实现方法及可靠性措施①对各下位机进行编号，并将其作为该机地址码。

　结束语本文只概述了一种分布式控制系统串行接口方法，但各机之间的通讯接口方法较多，如：串口的直接连接（距离较近时）、通过调制解调器连接等。在软件编程方面，从机直接用单片机的汇编语言编写；而工控机的通讯子程序模块，同样可以采用多种语言实现。因此，在具体的系统设计时，可根据实际情况，选择其中的一种方法，并在编程时考虑错误检测和纠错技术，就能完成可靠的通讯。