控制室屏柜物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)護系統(tǒng)

1、 PAGE 66控制室屏柜物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)護系統(tǒng)提醒：垃圾文章，請勿抄襲摘要為了提高系統(tǒng)管管理的先進性性和安全性，在在工業(yè)自動控控制中需要實實現(xiàn)控制室屏屏柜的遠程控控制。本文研研究通過物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)對多個屏柜柜的遠程開關(guān)關(guān)控制，并將將當前狀態(tài)反反應給控制端端。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新新一代信息技技術(shù)，是在互互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基基礎(chǔ)上的延伸伸和擴展的一一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)，其用戶端延延伸和擴展到到了任何物品品和物品之間間，進行信息息交換和通訊訊以實現(xiàn)智能能化識別、定定位、追蹤、監(jiān)監(jiān)控和管理。本文通過多臺551單片機實實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)，由一臺臺作管理用的的上位主計算算機（主機）和和多臺直接參參與控制檢測測的下位從計計算機（從

2、機機）構(gòu)成的主主從式多機系系統(tǒng)，利用單單片機間串口口通信實現(xiàn)主主機與從機間間通信。同時時設(shè)計了從機機對屏柜的門門控電路，從從而實現(xiàn)在主主機端即可控控制多個屏柜柜。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)，單片機，串串行通信，控控制室屏柜，門門控系統(tǒng)TOC o 1-3 h uABSTRACCT目錄摘要IABSTRACCTII前言1 HYPERLINK l _Toc15578 1.本課題選取取的目的及意意義 PAGEREF _Toc15578 1 HYPERLINK l _Toc15578 2.本文主要工工作 PAGEREF _Toc15578 1第一章 串行通通信部分11. 串行通信信原理1 HYPERLINK l _

3、Toc9065 1.1 通信的的種類 PAGEREF _Toc9065 9 HYPERLINK l _Toc9065 1.2 通信參參數(shù) PAGEREF _Toc9065 9 HYPERLINK l _Toc7241 1.3工作模式式 PAGEREF _Toc7241 3 HYPERLINK l _Toc14940 1.4 同步通通信與異步通通信 PAGEREF _Toc14940 4 HYPERLINK l _Toc3337 2. 串口通信信傳輸協(xié)議 PAGEREF _Toc3337 5 HYPERLINK l _Toc19840 2.1 IICC總線傳輸協(xié)協(xié)議 PAGEREF _Toc19

4、840 5 HYPERLINK l _Toc25874 2.2 SPII總線傳輸協(xié)協(xié)議 PAGEREF _Toc25874 7 HYPERLINK l _Toc19499 2.3 串口通通信傳輸協(xié)議議 PAGEREF _Toc19499 9 HYPERLINK l _Toc9065 2.3.1 880C51單單片機的串行行口的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc9065 9 HYPERLINK l _Toc30272 2.3.2 880C51串串行口的控制制寄存器 PAGEREF _Toc30272 10 HYPERLINK l _Toc14707 2.3.3 880C51單單片機串行口口的工作方式

5、式 PAGEREF _Toc14707 11 HYPERLINK l _Toc11364 2.4 方案選選取 PAGEREF _Toc11364 13 HYPERLINK l _Toc3818 3. 主從通信信系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc3818 13 HYPERLINK l _Toc8826 3.1 硬件原原理圖設(shè)計 PAGEREF _Toc8826 13 HYPERLINK l _Toc11983 3.2 軟件的的編寫 PAGEREF _Toc11983 14 HYPERLINK l _Toc2927 第二章 從機電電子鎖部分 PAGEREF _Toc2927 17 HYPERLIN

6、K l _Toc11430 1.門控系統(tǒng)組組成17電控鎖選擇及其其驅(qū)動電路設(shè)設(shè)計173.報警電路184.單片機電電路18 HYPERLINK l _Toc2927 第三章 系統(tǒng)仿仿真20 HYPERLINK l _Toc2927 結(jié)束語 PAGEREF _Toc2927 18 HYPERLINK l _Toc2927 參考文獻 PAGEREF _Toc2927 188 HYPERLINK l _Toc2927 附錄 PAGEREF _Toc2927 18 HYPERLINK l _Toc2927 致謝 PAGEREF _Toc2927 18前言在工業(yè)控制中，當當工作人員對對控制室進行行檢修時，

7、需需要對控制室室屏柜開關(guān)進進行控制，并并要及時獲取取屏柜開關(guān)狀狀態(tài)。為了提提高系統(tǒng)管理理的先進性和和安全性，計計算機工業(yè)自自動控制和檢檢測系統(tǒng)越來來越多地采用用集總分散系系統(tǒng)。較為常常見的形式是是由一臺作管管理用的上位位主計算機(主機)和多多臺直接參與與控制檢測的的下位從計算算機(從機)構(gòu)成的主從從式多機系統(tǒng)統(tǒng)，主機和從從機之間以通通訊的方式來來協(xié)調(diào)工作。主主機的作用一一是要向從機機發(fā)送各種命命令及參數(shù)；二是要及時時收集、整理理和分析從機機發(fā)回的數(shù)據(jù)據(jù)，供進一步步?jīng)Q策和報表表。從機被動動地接收、執(zhí)執(zhí)行主機發(fā)來來的命令，并并且根據(jù)主機機的要求向主主機回傳相應應的實時數(shù)據(jù)據(jù)，報告其運運行狀態(tài)11。

8、1. HYPERLINK l _Toc177972381 本課題選取取的目的及意意義物聯(lián)網(wǎng)是新一代代信息技術(shù)的的重要組成部部分，其核心和基基礎(chǔ)仍然是互互聯(lián)網(wǎng)，是在在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)礎(chǔ)上的延伸和和擴展的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)；第二，其其用戶端延伸伸和擴展到了了任何物品與與物品之間，進進行信息交換換和通信。物物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)通通過智能感知知、識別技術(shù)術(shù)與普適計算算、泛在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的融合應用用，被稱為繼繼計算機、互互聯(lián)網(wǎng)之后世世界 HYPERLINK /view/62984.htm 信息產(chǎn)業(yè)業(yè)發(fā)展的第三三次浪潮。單片機開創(chuàng)了嵌嵌入式系統(tǒng)獨獨立發(fā)展道路路，嵌入式技技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)最為關(guān)關(guān)鍵的底層技技術(shù)

9、，在單片片機技術(shù)成熟熟發(fā)展的今天天，物聯(lián)網(wǎng)的的興起，給單單片機提供一一個更為廣大大和宏偉的舞舞臺，同時也也給單片機提提供了新的發(fā)發(fā)展方向。隨著計算機 HYPERLINK /view/3314.htm 系統(tǒng)統(tǒng)的應用和微微機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,通信功能越越來越顯的重重要，由于串行通通信是在一根根傳輸線上一一位一位的傳傳送信息,所所用的傳輸線線少,并且可可以借助現(xiàn)成成的電話網(wǎng)進進行信息傳送送。因此,用串行行總線技術(shù)可可以使集總分分散系統(tǒng)的硬硬件設(shè)計大大大簡化、系統(tǒng)統(tǒng)的體積減小小、可靠性提提高。特別適適合于遠距離離傳輸。在實時控制制和管理方面面,采用多臺臺微機處理機機組成分級分分布控制系統(tǒng)統(tǒng)中,各 CCPU

10、之間間的通信一般般都是串行方方式。本次課題的設(shè)計計所采用的方方法是用串口口通信的方法法來實現(xiàn)主從從式總線通信信系統(tǒng)的。MMCS-511系列單片機機內(nèi)部帶有一一個可用于異異步通訊的全全雙工的串行行通訊接口，因因此可以很方方便地構(gòu)成一一個主從式多多機系統(tǒng)。551單片機由由于其出色的的性能和便宜宜的價格，目目前仍然是國國內(nèi)用的最為為廣泛的8位位單片機類型型，因此選取取基于51單單片機的主從從通信系統(tǒng)的的設(shè)計與實現(xiàn)現(xiàn)這個課題是是十分有意義義的。2.本文的主要要工作本次畢業(yè)設(shè)計的的主要工作是是利用51單片片機總線式主主從通信系統(tǒng)統(tǒng)，實現(xiàn)基于主主從總線的數(shù)數(shù)據(jù)傳送，利利用主機控制制從機，從機機控制電子鎖鎖

11、開關(guān)，并向向主機返回數(shù)數(shù)據(jù)，從而實實現(xiàn)對控制室室屏柜的監(jiān)護護系統(tǒng)。為了了方便起見，先先設(shè)計一個一一主兩從的通通信系統(tǒng)，畫畫出系統(tǒng)的硬硬件原理圖，并并且在此原理理圖的基礎(chǔ)上上設(shè)計出軟件件實現(xiàn)此功能能。至于更加加復雜的主從從式多機系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計與實實現(xiàn)可以在此此系統(tǒng)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上進行擴展展實現(xiàn)。在本次控制室屏屏柜監(jiān)護系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)現(xiàn)過程中，要要完成以下任任務：（一）串行通信信部分了解串口通信的的原理，選擇擇合適的通信信協(xié)議進行管管理設(shè)計主從式通信信系統(tǒng)的硬件件原理框圖設(shè)計通信系統(tǒng)硬硬件電路串行通信軟件程程序設(shè)計與調(diào)調(diào)試從機電子鎖控制制部分硬件電路設(shè)計程序設(shè)計（利用用中斷）第一章 串行通通信部分1.串行

12、通信原原理1.1通信的種種類通常通信的形式式可以分為兩兩種，一種為為并行數(shù)據(jù)通通信，另一種種則為串行數(shù)數(shù)據(jù)通信。兩兩種不同的通通信模式如圖圖2-1所示示。 01234567 位10011101并行10011101串行圖2-1 并行行與串行由圖1可知，并并行數(shù)據(jù)通信信一次的傳輸輸量為8個位(1個字節(jié))，而串行數(shù)數(shù)據(jù)通信則是是一次只傳輸輸1位。并行數(shù)據(jù)通信是是指數(shù)據(jù)的各各位同時進行行傳送的通信信方式。其優(yōu)優(yōu)點是傳送速速度快；缺點點是數(shù)據(jù)有多多少位，就需需要多少根傳傳送線。串行數(shù)據(jù)通信是是指數(shù)據(jù)是一一位一位順序序傳送的通信信方式，它的的突出優(yōu)點是是只需一對傳傳送線，這樣樣就大大降低低了傳送成本本，特

13、別適應應于遠距離通通信；其缺點點是傳送速度度較低。假設(shè)設(shè)并行傳送NN位數(shù)據(jù)所需需時間為T，那那么串行傳送送的時間至少少為N*T 6。1.2通信參數(shù)數(shù)雙方為了可以進進行通信，必必須要遵守一一定的通信規(guī)規(guī)則，這個共共同的規(guī)則就就是通信端口口的初始化。通通信端口的初初始化有以下下幾項必須設(shè)設(shè)置：1.數(shù)據(jù)的傳輸輸速率傳輸雙方通過傳傳輸線的電壓壓改變來交換換數(shù)據(jù)，但傳傳輸線的電壓壓改變的速度度必須和接收收端的接收速速度保持一致致，RS-2232通常用用于異步傳輸輸，即雙方并并沒有一個可可參考的同步步時鐘作為基基準。由于沒沒有一個參考考時鐘，雙方方所發(fā)送的高高低電位到底底代表幾個位位就不得而知知了，要使得

14、得雙方的數(shù)據(jù)據(jù)讀取正常，就就要考慮到傳傳輸速率波特率，其其所代表的意意義是每秒鐘鐘所能產(chǎn)生的的最大電壓狀狀態(tài)改變率，或或者說是每秒秒鐘可以振蕩蕩的次數(shù)。原始信號經(jīng)過不不同的波特率率取樣后，所所得的結(jié)果完完全不一樣。取取樣速度只有有原來的一半半時，信號被被跳著取樣，數(shù)數(shù)據(jù)因此產(chǎn)生生錯誤。因此此通信雙方獲獲得相同的通通信速度是首首先要做的事事情5。2.數(shù)據(jù)的發(fā)送送單位一般串行通信端端口所發(fā)送的的數(shù)據(jù)是字符符類型的，若若用來傳輸文文件，則會使使用二進制的的數(shù)據(jù)類型。當當使用字符類類型時，通常常使用ASCCII碼，ASCIII碼中8個位形成一一個字符。以以實際的RSS-232傳傳輸來看，由由于大多數(shù)應

15、應用只是發(fā)送送文字碼，因因此只要7個位就可以以將ASCIII碼的0-1227號字符表表達出來，所所有的可見字字符都在這個個范圍內(nèi)，所所以只要7個數(shù)據(jù)位就就足夠了。不不同的情況下下，會使用到到不同的發(fā)送送單位，但使使用多少個位位合成一個字字節(jié)必須先行行確定5。3.起始位及停停止位由于異步串行通通信中并沒有有使用同步脈脈沖作為基準準，故接收端端完全不知道道發(fā)送端何時時將進行數(shù)據(jù)據(jù)的發(fā)送，而而當發(fā)送端準準備要開始發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)發(fā)送端會在所所送出的字符符前后分別加加上高電位的的起始位(邏輯0)及低電位位的停止位(邏輯1),它們分分別是所謂的的起始位和停停止位。當發(fā)發(fā)送端要開始始發(fā)送數(shù)據(jù)時時，便將傳輸

16、輸在線的電位位由低電位提提升至高電位位，而當發(fā)送送結(jié)束后，再再將電位降至至低電位。接接收端會因起起始位的觸發(fā)發(fā)(因電壓由低低電位升至高高電位)而開始接收收數(shù)據(jù)，并因因停止位的通通知(因電壓維持持在低電位)而確切數(shù)據(jù)據(jù)的字符信號號已經(jīng)結(jié)束5。4.校驗位的檢檢查為了預防錯誤的的產(chǎn)生，因此此使用校驗位位作為檢查的的機制；校驗驗位是用來檢檢查所發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)正確性的的一種核對碼碼，其中又分分成奇校驗位位和偶校驗位位兩種方式，分分別是檢查字字符碼中I的數(shù)目是奇奇數(shù)或偶數(shù)。以以偶校驗位為為例，A的ASCIII碼011000001 (二進制)，其中1的數(shù)目是三三個，因此校校驗位便是11，使1的數(shù)目保持持偶數(shù)。同

17、理理，校驗位是是奇校驗位時時，A的校驗位便便是0，使11的數(shù)目保持持奇數(shù)5。1.3工作模式式數(shù)據(jù)傳輸查模式式有單工、半半雙工、全雙雙工和多工工工作方式。單單工方式時，數(shù)數(shù)據(jù)僅按一個個固定方向傳傳送。因而這這種傳輸方式式的用途有限限，常用于串串行口的打印印數(shù)據(jù)傳輸與與簡單系統(tǒng)間間的數(shù)據(jù)采集集。半雙工方方式時數(shù)據(jù)可可實現(xiàn)雙向傳傳送，但不能能同時進行，實實際的應用采采用某種協(xié)議議實現(xiàn)收/發(fā)發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)換。全全雙工方式時時允許雙方同同時進行數(shù)據(jù)據(jù)雙向傳送。這這三種傳輸方方式都是用同同一線路傳輸輸同一種頻率率信號，為了了充分利用線線路資源，可可通過使用多多路復用器或或多路集線器器，采用頻分分、時分或碼碼分復

18、用技術(shù)術(shù)，即可實現(xiàn)現(xiàn)在同一線路路上共享功能能，我們稱之之為多工傳輸輸方式。幾種種傳輸方式框框圖如圖2-2所示。從從前往后依次次為單工、半半雙工和全雙雙工。圖2-2 三種種傳輸方式不同的工作模式式可以應用在在不同的地方方，也各有其其優(yōu)點。就串串行通信而言言，RS-2232使用的的是全雙工的的模式。同時時可以利用的的傳輸線路決決定了工作模模式。RS- 232之之所以能達到到全雙工的功功能，就是因因為其引腳在在設(shè)計上是接接收與發(fā)送分分屬兩個不同同的引腳與線線路7。1.4 同步通通信與異步通通信異步通信是指通通信的發(fā)送與與接收設(shè)備使使用各自的時時鐘控制數(shù)據(jù)據(jù)的發(fā)送和接接收過程。為為使雙方的收收發(fā)協(xié)調(diào)，

19、要要求發(fā)送和接接收設(shè)備的時時鐘盡可能一一致。異步通通信以字符（構(gòu)構(gòu)成的幀）為為單位進行傳傳輸，字符與與字符之間的的間隙（時間間間隔）也是是任意的，但但每個字符中中的各位是以以固定的時間間傳送的。原原理圖如圖22-3所示。接收設(shè)備接收設(shè)備010010101001001010100100101110任意間隙發(fā)送設(shè)備圖2-3 異步步通信原理圖圖同步通信時要建建立發(fā)送方時時鐘對接收方方時鐘的直接接控制，使雙雙方達到完全全同步。此時時，傳輸數(shù)據(jù)據(jù)的位之間的的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同同時傳送的字字符間不留間間隙，即保持持位同步關(guān)系系，也保持字字符同步關(guān)系系。發(fā)送方對對接收方的同同步可以通過過外同步和

20、自自同步兩種方方法實現(xiàn)778。為為自同步原理理圖如圖2-4所示。計算機甲計算機甲計算機乙數(shù)據(jù)時鐘圖2-4 同步步通信原理圖圖2. 串口通信信傳輸協(xié)議目前使用的比較較廣泛的串行行總線傳輸協(xié)協(xié)議有IICC總線傳輸協(xié)協(xié)議、SPII總線傳輸協(xié)協(xié)議以及RSS-232總總線協(xié)議。無無論利用其中中任何一種總總線協(xié)議都可可以設(shè)計出一一個主從式總總線通信系統(tǒng)統(tǒng)?，F(xiàn)在分別別介紹其數(shù)據(jù)據(jù)傳輸原理。2.1 IICC總線傳輸協(xié)協(xié)議IIC總線是PPHLIPSS公司推出的的一種串行總總線，是具備備多主機系統(tǒng)統(tǒng)所需的包括括總線裁決和和高低速器件件同步功能的的高性能串行行總線。IIC總線線只有兩根雙雙向信號線。一一根是數(shù)據(jù)線線

21、SDA，另另一根是時鐘鐘線SCL。IIIC總線通通過上拉電阻阻接正電源。當當總線空閑時時，兩根線均均為高電平。連連到總線上的的任一器件輸輸出的低電平平，都將使總總線的信號變變低，即各器器件的SDAA及SCL都都是線“與”關(guān)系79。每個接到IICC總線上的器器件都有唯一一的地址。主主機與其它器器件間的數(shù)據(jù)據(jù)傳送可以是是由主機發(fā)送送數(shù)據(jù)到其它它器件，這時時主機即為發(fā)發(fā)送器。由總總線上接收數(shù)數(shù)據(jù)的器件則則為接收器。在在多主機系統(tǒng)統(tǒng)中，可能同同時有幾個主主機企圖啟動動總線傳送數(shù)數(shù)據(jù)。為了避避免混亂，IIIC總線要要通過總線仲仲裁，以決定定由哪一臺主主機控制總線線。數(shù)據(jù)的有效位規(guī)規(guī)定：IIC總線進行行數(shù)

22、據(jù)傳送時時，時鐘信號號為高電平期期間，數(shù)據(jù)線線上的數(shù)據(jù)必必須保持穩(wěn)定定，只有在時時鐘線上的信信號為低電平平期間，數(shù)據(jù)據(jù)線上的高電電平或低電平平狀態(tài)才允許許變化，如圖圖3-1所示示。SCLSCLSDA要求數(shù)據(jù)穩(wěn)定 允許數(shù)據(jù)變化要求數(shù)據(jù)穩(wěn)定 圖3-1 IIIC總線數(shù)據(jù)據(jù)傳輸有效位位原理圖起始和終止信號號 ：SCLL線為高電平平期間，SDDA線由高電電平向低電平平的變化表示示起始信號；SCL線為為高電平期間間，SDA線線由低電平向向高電平的變變化表示終止止信號，如圖圖3-2所示示。起始信號S起始信號S終止信號P圖3-2 起始始信號和終止止信號原理圖圖起始和終止信號號都是由主機機發(fā)出的，在在起始信號產(chǎn)

23、產(chǎn)生后，總線線就處于被占占用的狀態(tài)；在終止信號號產(chǎn)生后，總總線就處于空空閑狀態(tài)。連連接到I2CC總線上的器器件，若具有有IIC總線線的硬件接口口，則很容易易檢測到起始始和終止信號號。接收器件件收到一個完完整的數(shù)據(jù)字字節(jié)后，有可可能需要完成成一些其它工工作，如處理理內(nèi)部中斷服服務等，可能能無法立刻接接收下一個字字節(jié)，這時接接收器件可以以將SCL線線拉成低電平平，從而使主主機處于等待待狀態(tài)。直到到接收器件準準備好接收下下一個字節(jié)時時，再釋放SSCL線使之之為高電平，從從而使數(shù)據(jù)傳傳送可以繼續(xù)續(xù)進行。數(shù)據(jù)傳送格式：(1)字節(jié)節(jié)傳送與應答答每一個字節(jié)必須須保證是8位位長度。數(shù)據(jù)據(jù)傳送時，先先傳送最高位

24、位（MSB），每每一個被傳送送的字節(jié)后面面都必須跟隨隨一位應答位位（即一幀共共有9位）。原原理圖如圖33-3所示。如如果一段時間間內(nèi)沒有收到到從機的應答答信號，則自自動認為從機機已正確接收收到數(shù)據(jù)。由由于某種原因因從機不對主主機尋址信號號應答時（如如從機正在進進行實時性的的處理工作而而無法接收總總線上的數(shù)據(jù)據(jù)），它必須須將數(shù)據(jù)線置置于高電平，而而由主機產(chǎn)生生一個終止信信號以結(jié)束總總線的數(shù)據(jù)傳傳送。如果從從機對主機進進行了應答，但但在數(shù)據(jù)傳送送一段時間后后無法繼續(xù)接接收更多的數(shù)數(shù)據(jù)時，從機機可以通過對對無法接收的的第一個數(shù)據(jù)據(jù)字節(jié)的“非應答”通知主機，主主機則應發(fā)出出終止信號以以結(jié)束數(shù)據(jù)的的繼續(xù)

25、傳送。當當主機接收數(shù)數(shù)據(jù)時，它收收到最后一個個數(shù)據(jù)字節(jié)后后，必須向從從機發(fā)出一個個結(jié)束傳送的的信號。這個個信號是由對對從機的“非應答”來實現(xiàn)的。然然后，從機釋釋放SDA線線，以允許主主機產(chǎn)生終止止信號。SCL(主機)SCL(主機)SDA(從機)SDA(從機)起始信號非應答應答圖3-3 IIIC字符傳送送格式(2)數(shù)據(jù)幀格格式IIC總線上傳傳送的數(shù)據(jù)信信號是廣義的的，既包括地地址信號，又又包括真正的的數(shù)據(jù)信號。在在起始信號后后必須傳送一一個從機的地地址(7位)，第8位是是數(shù)據(jù)的傳送送方向位(RR/T)，用用“0”表示主機發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)(TT)，“1”表示主機接接收數(shù)據(jù)(RR)。每次數(shù)數(shù)據(jù)傳送總是是由

26、主機產(chǎn)生生的終止信號號結(jié)束。但是是，若主機希希望繼續(xù)占用用總線進行新新的數(shù)據(jù)傳送送，則可以不不產(chǎn)生終止信信號，馬上再再次發(fā)出起始始信號對另一一從機進行尋尋址。在總線線的一次數(shù)據(jù)據(jù)傳送過程中中，可以有三三種組合方式式：第一是主主機向從機發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)數(shù)據(jù)傳送方向向在整個傳送送過程中不變變。第二是主主機在第一個個字節(jié)后，立立即從從機讀讀數(shù)據(jù)。第三三種剛是在傳傳送過程中，當當需要改變傳傳送方向時，起起始信號和從從機地址都被被重復產(chǎn)生一一次，但兩次次讀/寫方向向位正好反相相。IIC總線的尋尋址是采用77位的尋址字字節(jié)(尋址字字節(jié)是起始信信號后的第一一個字節(jié))。2.2 SPII總線傳輸協(xié)協(xié)議SPI的通信

27、原原理非常簡單單，它以主從從方式工作，這這種模式通常常有一個主設(shè)設(shè)備和多個從從設(shè)備。其中中CS信號是控控制從機的芯芯片是否被選選中的。如圖圖3-4所示示，系統(tǒng)內(nèi)有有一個主設(shè)備備M1和兩個從從設(shè)備S1與S2。當S1的片選信信號CS為低電平平時，S1被選中，M11通過MOSII引腳發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，S1通過MOSII引腳接收數(shù)數(shù)據(jù)，或者SS1通過MISOO引腳發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，而M11通過MISOO引腳接收數(shù)數(shù)據(jù)。同樣的的，當S2的片選信信號CS為低電平平時，S2被選中，M11通過MOSII引腳發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，S2通過MOSII引腳接收數(shù)數(shù)據(jù)，或者SS2通過MISOO引腳發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，而M11通過MISOO引腳接收

28、數(shù)數(shù)據(jù)。從機只只有通過CSS信號選中之之后，對此從從機的操作才才會有效，可可見，片選信信號的存在使使得允許在同同一總線上連連接多個SPPI設(shè)備成為為可能。當從機芯片被選選中，和主機機建立連接之之后，接下來來就是負責通通訊的3根線了。通通訊是通過數(shù)數(shù)據(jù)交換完成成的，這里首首先要知道SSPI是串行行通訊協(xié)議，也也就是說數(shù)據(jù)據(jù)是一位一位位進行傳輸?shù)牡?。這就是SSCK時鐘線線存在的原因因，傳輸時，由由SCK提供時時鐘脈沖，MMOSI，MISO則基基于此脈沖完完成數(shù)據(jù)傳輸輸。如圖3-4所示，當當M1給S1發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從從M1輸出通過過 MOSI線，數(shù)數(shù)據(jù)在時鐘脈脈沖的上升沿沿或下降沿時時輸出，在緊

29、緊接著的下降降沿或上升沿沿通過S1的MOSI線被被讀取。當SS1給M1發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)時，原理是是一樣的，只只不過通過的的是MISOO線來完成110。SCKSCKMISOMOSICSM1SCKMISOMOSICSSCKMISOMOSICSS1S2圖3-4 SPPI傳輸原理理圖要注意的是，SSCK信號線線只由主設(shè)備備控制，從設(shè)設(shè)備不能控制制時鐘信號線線。因此，在在一個基于SSPI的系統(tǒng)統(tǒng)中，必須至至少有一個主主控設(shè)備。在在點對點的通通信中，SPPI接口不需需要進行尋址址操作，且為為全雙工通信信，顯得簡單單高效。在多多個從設(shè)備的的系統(tǒng)中，每每個從設(shè)備需需要獨立的使使能信號，硬硬件上比IIC系統(tǒng)要稍微微復

30、雜一些。SPI是一個環(huán)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)構(gòu)，其時序其其實比較簡單單，主要是在在時鐘脈沖SSCK的控制制下，兩個雙雙向移位寄存存器SPIDDATA進行行數(shù)據(jù)交換。我我們假設(shè)主機機的8位寄存器SPPIDATAA1內(nèi)的數(shù)據(jù)據(jù)是101001010，而而從機的8位寄存器SPPIDATAA2內(nèi)的數(shù)據(jù)據(jù)是010110101，在在上升沿的時時候發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)，在下降沿沿的時候接收收數(shù)據(jù)，最高高位的數(shù)據(jù)先先發(fā)送，主機機和從機之間間全雙工通信信，也就是說說兩個SPII接口同時發(fā)發(fā)送和接收數(shù)數(shù)據(jù)，如圖33-5所示。從從圖中我們也也可以看到，SPIDATA移位寄存器總是將最高位的數(shù)據(jù)移出，接著將剩余的數(shù)據(jù)分別左移一位，然后將接

31、收到得數(shù)據(jù)移入其最低位11。圖3-5 SPPI主從工作作模式示意圖圖如圖3-6所示示，當?shù)谝粋€個上升沿來的的時候，SPPIDATAA1將最高位位1移除，并將將所有數(shù)據(jù)左左移1位，這時MOOSI線為高高電平，而SSPIDATTA2將最高高位0移出，并將將所有數(shù)據(jù)左左移1位，這樣MIISO線為低低電平。然后后當下降沿到到來的時候，SPIDATA1將鎖存MISO線上的電平，并將其移入其最低位，同樣的，SPIDATA2將鎖存MOSI線上的電平，并將其移入最低位。經(jīng)過8個脈沖后，兩個移位寄存器就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換，也就是完成了一次SPI的時序11。圖3-6 數(shù)據(jù)據(jù)傳輸示例2.3 串口通通信傳輸協(xié)議議由于本

32、次設(shè)計計的題目是基基于80511單片機的主主從式通信系系統(tǒng)的設(shè)計，因因此有關(guān)串口口通信的原理理的介紹都是是圍繞51單單片機講解的的。2.3.1 880C51單單片機的串行行口的結(jié)構(gòu)MCS-51單單片機內(nèi)部有有一個全雙工工的串行通信信口，即串行行接收和發(fā)送送緩沖器(SSBUF)，這這兩個在物理理上獨立的接接發(fā)送器，既既可以接收數(shù)數(shù)據(jù)也可以發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)。但但接收緩沖器器只能讀出不不能寫入，而而發(fā)送緩沖器器剛只能寫入入不能讀出。這這個通信口既既可以用于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信，亦亦可以實現(xiàn)串串行異步通信信，還可以構(gòu)構(gòu)成同步移位位寄存器使用用。如果在傳傳行口的輸入入輸出引腳上上加上電平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器，就可可以方便地構(gòu)構(gòu)成標

33、準的RRS-2322接口712。880C51單單片機的串行行口的結(jié)構(gòu)如如圖3-7所所示。圖3-7 800C51單片片機的串行口口的結(jié)構(gòu)串行口有兩個物物理上獨立的的接收、發(fā)送送緩沖器SBBUF，它們們占用同一地地址99H ；接收器是是雙緩沖結(jié)構(gòu)構(gòu)；發(fā)送緩沖沖器，因為發(fā)發(fā)送時CPUU是主動的，不不會產(chǎn)生重疊疊錯誤。 2.3.2 880C51串串行口的控制制寄存器1特殊功能寄寄存器SCOONSCON 是是一個特殊功功能寄存器，用用以設(shè)定串行行口的工作方方式、接收/發(fā)送控制以以及設(shè)置狀態(tài)態(tài)標志，字節(jié)節(jié)地址為988H。SCOON寄存器的的各位定義如如表3-1所所示。位76543210 字節(jié)地址：988H

34、SM0SM1SM2RENTB8RB8TI RISCON 表3-1 SCCON寄存器器SM0和SM11為工作方式式選擇位，可可選擇四種工工作方式，如如表3-2所所示。SM0SM1方式說明波特率000移位寄存器fosc/12201110位異步收發(fā)發(fā)器(8位數(shù)數(shù)據(jù))可變10211位異步收發(fā)發(fā)器(9位數(shù)數(shù)據(jù))fosc/644或foscc/3211311位異步收發(fā)發(fā)器(9位數(shù)數(shù)據(jù))可變表3-2 串口口通信4種工工作方式SM2為多機通通信控制位，主主要用于方式式2和方式33。當接收機機的SM2=1時可以利利用收到的RRB8來控制制是否激活RRI（RB880時不激激活RI，收收到的信息丟丟棄；RB881時收

35、到到的數(shù)據(jù)進入入SBUF，并并激活RI，進進而在中斷服服務中將數(shù)據(jù)據(jù)從SBUFF讀走）。當當SM2=00時，不論收收到的RB88為0和1，均均可以使收到到的數(shù)據(jù)進入入SBUF，并并激活RI（即即此時RB88不具有控制制RI激活的的功能）。通通過控制SMM2，可以實實現(xiàn)多機通信信。在方式0時，SSM2必須是是0。在方式式1時，若SSM2=1，則則只有接收到到有效停止位位時，RI才才置1。REN為允許串串行接收位。由由軟件置REEN=1，則則啟動串行口口接收數(shù)據(jù)；若軟件置RREN=0，則則禁止接收。TB8用在方式式2或方式33中，是發(fā)送送數(shù)據(jù)的第九九位，可以用用軟件規(guī)定其其作用?？梢砸杂米鲾?shù)據(jù)的的

36、奇偶校驗位位，或在多機機通信中，作作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標標志位(在方方式0和方式式1中，該位位未用) 。RB8用在方式式2或方式33中，是接收收到數(shù)據(jù)的第第九位，作為為奇偶校驗位位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標標志位。在方方式1時，若若SM2=00，則RB88是接收到的的停止位。TI，發(fā)送中斷斷標志位。在在方式0時，當當串行發(fā)送第第8位數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)束時，或在在其它方式，串串行發(fā)送停止止位的開始時時，由內(nèi)部硬硬件使TI置置1，向CPPU發(fā)中斷申申請。在中斷斷服務程序中中，必須用軟軟件將其清00，取消此中中斷申請。RI，接收中斷斷標志位。在在方式0時，當當串行接收第第8位數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)束時，或在在其它方式，串串行接收

37、停止止位的中間時時，由內(nèi)部硬硬件使RI置置1，向CPPU發(fā)中斷申申請。也必須須在中斷服務務程序中，用用軟件將其清清0，取消此此中斷申請7。2特殊功能寄寄存器PCOONPCON的字節(jié)節(jié)地址為877H，它的第第7位SMOOD是與串口口通信波特率率的設(shè)置有關(guān)關(guān)的選擇位。SMOD(PCON.7)為波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3時，波特率與SMOD有關(guān)，當SMOD=1時，波特率提高一倍。復位時，SMOD=0。2.3.3 880C51單單片機串行口口的工作方式式1.方式0設(shè)置SCON寄寄存器的SMM0、SM110 0時時，串行口工工作于方式00。此時，串串行口為同步步移位寄存器器的輸入輸出出

38、方式。主要要用于擴展并并行輸入或輸輸出口。數(shù)據(jù)據(jù)由RXD(P3.0)引腳輸入或或輸出，同步步移位脈沖由由TXD(PP3.1)引引腳輸出。發(fā)發(fā)送和接收均均為8位數(shù)據(jù)據(jù)，低位在先先，高位在后后。波特率固固定為fossc/12。其其中foscc為時鐘頻率率。2方式1設(shè)置SCON寄寄存器的SMM0、SM110 1時時，串行口工工作于方式11。方式1是是10位數(shù)據(jù)據(jù)的異步通信信口。TXDD為數(shù)據(jù)發(fā)送送引腳，RXXD為數(shù)據(jù)接接收引腳，傳傳送一幀數(shù)據(jù)據(jù)的格式如圖圖所示。其中中1位起始位位，8位數(shù)據(jù)據(jù)位，1位停停止位。 用軟件置RREN為1時時，接收器以以所選擇波特特率的16倍倍速率采樣RRXD引腳電電平，檢

39、測到到RXD引腳腳輸入電平發(fā)發(fā)生負跳變時時，則說明起起始位有效，將將其移入輸入入移位寄存器器，并開始接接收這一幀信信息的其余位位。接收過程程中，數(shù)據(jù)從從輸入移位寄寄存器右邊移移入，起始位位移至輸入移移位寄存器最最左邊時，控控制電路進行行最后一次移移位。當RII=0，且SSM2=0（或或接收到的停停止位為1）時時，將接收到到的9位數(shù)據(jù)據(jù)的前8位數(shù)數(shù)據(jù)裝入接收收SBUF，第第9位（停止止位）進入RRB8，并置置RI=1，向向CPU請求求中斷。方式式一的輸入輸輸出圖如圖33-8、3-9所示。圖3-8 方式式1輸入圖3-9 方式式1輸出3.方式2和方方式3設(shè)置SCON寄寄存器的SMM0、SM111 0

40、時時，串行口工工作于方式22，當SM00、SM11 1時，串串行口工作于于方式3。方方式2或方式式3為11位位數(shù)據(jù)的異步步通信口。TTXD為數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送引腳，RRXD為數(shù)據(jù)據(jù)接收引腳 。方式2和方式33時起始位11位，數(shù)據(jù)99位（含1位位附加的第99位，發(fā)送時時為SCONN中的TB88，接收時為為RB8），停停止位1位，一一幀數(shù)據(jù)為111位。方式式2的波特率率固定為晶振振頻率的1/64或1/32，方式式3的波特率率由定時器TT1的溢出率率決定。 方式2和方式33輸出：發(fā)送送開始時，先先把起始位00輸出到TXXD引腳，然然后發(fā)送移位位寄存器的輸輸出位（D00）到TXDD引腳。每一一個移位脈沖沖都使

41、輸出移移位寄存器的的各位右移一一位，并由TTXD引腳輸輸出。第一次次移位時，停停止位“1”移入輸出移移位寄存器的的第9位上 ，以后每次次移位，左邊邊都移入0。當當停止位移至至輸出位時，左左邊其余位全全為0，檢測測電路檢測到到這一條件時時，使控制電電路進行最后后一次移位，并并置TI=11，向CPUU請求中斷。發(fā)發(fā)送時序圖如如下圖3-110所示。圖3-10 方方式2或方式式3的發(fā)送時時序圖方式2和方式33輸入：接收收時，數(shù)據(jù)從從右邊移入輸輸入移位寄存存器，在起始始位0移到最最左邊時，控控制電路進行行最后一次移移位。當RII=0，且SSM2=0（或或接收到的第第9位數(shù)據(jù)為為1）時，接接收到的數(shù)據(jù)據(jù)裝

42、入接收緩緩沖器SBUUF和RB88（接收數(shù)據(jù)據(jù)的第9位），置置RI=1，向向CPU請求求中斷。如果果條件不滿足足，則數(shù)據(jù)丟丟失，且不置置位RI，繼繼續(xù)搜索RXXD引腳的負負跳變。接收收時序圖如圖圖3-11所所示。圖3-11 方式2或方方式3的接收收時序圖2.4 方案選選取就三種數(shù)據(jù)傳輸輸協(xié)議的方式式來看，串口口通信是這三三種方式中最最為簡單也是是最好實現(xiàn)通通信方式的一一種。因為MMCS-511單片機內(nèi)部部有一個全雙雙工的串行通通信口，而一一般的51單單片機不帶IIIC總線接接口和SPII總線接口。要要想使用這兩兩種傳輸方式式進行數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)脑挘乇仨氁褂密涇浖M。而而且主機從機機要是都是5

43、51單片機的的話，實現(xiàn)起起來的難度就就會非常的大大。另外，雖雖然IIC和和SPI比UUART更加加強大，但是是在技術(shù)上也也在更麻煩一一些。同時IIIC的抗干干擾能力較弱弱，一般用于于同一板卡上上芯片之間的的通信，較少少用于遠距離離傳輸。所以以無論是從設(shè)設(shè)計的難易程程序來考慮，還還是從本次設(shè)設(shè)計的實際情情況來看，采采用串口通信信的方式實現(xiàn)現(xiàn)51單片機機的主從式通通信是最合適適不過的了，除了實現(xiàn)主機與從機間的串口數(shù)據(jù)傳送外，還實現(xiàn)從機到從機的串口數(shù)據(jù)傳送的功能91112。3. 主從通信信系統(tǒng)設(shè)計主從通信系統(tǒng)的的設(shè)計不僅包包括系統(tǒng)的硬硬件原理圖設(shè)設(shè)計，還包括括基于硬件基基礎(chǔ)上的軟件件代碼的編寫寫。本

44、文首先先設(shè)計出主從從通信的硬件件原理圖，然然后再編寫出出了相應的代代碼。3.1 硬件原原理圖設(shè)計關(guān)于51單片機機的主從式通通信系統(tǒng)的硬硬件設(shè)計的原原理框圖是很很容易的。本本次設(shè)計主要要是一個主機機和兩個從機機進行通信。因因此，主要需需要三個單片片機作主從機機，另外設(shè)計計一些外圍硬硬件電路來實實現(xiàn)這個主從從式通信系統(tǒng)統(tǒng)MCS-551單片機的的第10號管管腳RXD可可用于串行數(shù)數(shù)據(jù)的接收，第第11號管腳腳TXD可用用于串行數(shù)據(jù)據(jù)的發(fā)送。因因此，可以將將主機的TXXD管腳與從從機的RXDD相連接，以以實現(xiàn)主機發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)從機機接收數(shù)據(jù)的的功能。而主主機的RXDD與從機的TTXD相連接接，以實現(xiàn)從從機發(fā)

45、送數(shù)據(jù)據(jù)主機接收的的功能。同時時也可以實現(xiàn)現(xiàn)從機與從機機之間的數(shù)據(jù)據(jù)通信。根據(jù)上面的原理理框圖設(shè)計具具體的硬件原原理圖時，如如果只是簡單單的這樣連線線的話，就會會遇到一些問問題。其一：當單片機處處于待機狀態(tài)態(tài)時，單片機機的各個I/O口被默認認為是高電平平，而當主機機與一個從機機進行通信，另另一個從機不不工作的話，傳傳輸線上的信信號就會受到到另一從機的的影響，最終終數(shù)據(jù)傳送會會發(fā)生錯誤。其其二：主從式式的通信要實實現(xiàn)的是主機機與從機以及及從機與從機機之間的通信信。其中包括括主機與兩個個從機同時通通信，主機與與單個從機通通信（另一個個從機處于待待機狀態(tài)），從從機與從機之之間的通信。如如果只是單純純

46、的連接主機機與從機之間間的RXD與與TXD信號號線是無法實實現(xiàn)的114。為了解決上述所所提到的問題題，可以設(shè)計計一些硬件電電路來實現(xiàn)。關(guān)關(guān)于主從機之之間信號的影影響，可以在在信號端加上上三態(tài)門電路路，當某個從從機不進行工工作時，可以以設(shè)置三態(tài)門門呈高阻態(tài)的的狀態(tài)，這樣樣從機之間就就不會相互的的影響了。同同時，關(guān)于三三態(tài)門的控制制，可以設(shè)計計成主機控制制，這樣要想想實現(xiàn)各種形形式的通信都都可由主機控控制了。本次次設(shè)計采用774HC2445芯片作為為三態(tài)們器件件。具體的電電路原理圖如如圖4-1所所示。三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門TRTRTR主機從機1從機2圖4-1 硬件件原理圖3.2 軟件的的編寫主從式通信

47、系統(tǒng)統(tǒng)包括主機與與從機之間的的通信，以及及從機與從機機之間的通信信。因此，在在編寫程序進進行數(shù)據(jù)信號號傳輸時，必必須考慮到各各種情形。同同時，如果想想要系統(tǒng)具有有實時性，數(shù)數(shù)據(jù)信號則必必須是可變的的。數(shù)據(jù)的可可變不僅包括括數(shù)據(jù)的內(nèi)容容，還應該包包括數(shù)據(jù)的長長度。關(guān)于各種情形的的通信，程序序設(shè)計時，可可以設(shè)計一種種通信協(xié)議，采采用不同的控控制命令字進進行通信控制制，同時也可可規(guī)范的管理理數(shù)據(jù)之間的的傳送。我們們可以將一組組特殊的，用用的比較少的的數(shù)據(jù)用來當當成控制命令令字。例如，本本次設(shè)計采用用如下控制命命令：0 xaaa表示主機機給從機1發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)，00 xbb表示示主機給從機機2傳送數(shù)據(jù)據(jù)，

48、0 xccc表示從機11給主機傳送送數(shù)據(jù)，0 xxdd表示從從機2給主機機傳送數(shù)據(jù)，00 xee表示示從機1給從從機2傳送數(shù)數(shù)據(jù)，最后00 xff表示示從機2給從從機1傳送數(shù)數(shù)據(jù)。本次設(shè)計所設(shè)計計的通信協(xié)議議為：主機首首先給所有的的從機發(fā)送一一個控制命令令字，從機接接收到這個控控制命令字后后進行辨認，如如果是0 xaaa則從機11準備接收主主機的數(shù)據(jù)，從從機2處于待待機狀態(tài)，而而主機則會在在發(fā)送完前面面的控制命令令字后發(fā)送在在傳送的數(shù)據(jù)據(jù)信號。當主主機發(fā)送的是是0 xbb控控制命令字時時，主機在發(fā)發(fā)送完控制命命令字后發(fā)送送要傳送的數(shù)數(shù)據(jù)信號，此此時從機1處處于待機狀態(tài)態(tài)，從機2接接收主機發(fā)送送

49、來的數(shù)據(jù)。如如果從機接收收到的是0 xxcc，則主主機在發(fā)送完完控制命令字字后就準備接接收從機1發(fā)發(fā)送來的數(shù)據(jù)據(jù)信號，從機機2處于待機機狀態(tài)。當主主機發(fā)送的是是0 xdd控控制命令字時時，則主機在在發(fā)送完控制制命令字后就就準備接收從從機2發(fā)送來來的數(shù)據(jù)信號號，從機1處處于待機狀態(tài)態(tài)。主機發(fā)送送的如果是00 xee或者者是0 xfff控制命令字字時，則表示示從機與從機機之間進行數(shù)數(shù)據(jù)通信，此此時，數(shù)據(jù)首首先由從機傳傳送給主機，再再由主機傳送送給另外一個個從機。另外，對于主從從機之間發(fā)送送的數(shù)據(jù)，有有可靠傳輸方方式和不可靠靠傳輸方式。所所謂不可靠傳傳輸方式，就就是發(fā)送端與與接收端之間間沒有任何關(guān)關(guān)

50、系，發(fā)送端端只管發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，接收端端只管接收數(shù)數(shù)據(jù)。到于數(shù)數(shù)據(jù)在傳送時時有沒有發(fā)生生錯誤，接收收端是不會知知道的。這種種傳輸模式的的優(yōu)點是相對對于可靠傳輸輸而言，傳輸輸速率要更高高。缺點就像像其名字一樣樣，數(shù)據(jù)傳送送不安全。對對于要求高準準確率的數(shù)據(jù)據(jù)通信系統(tǒng)，更更多的采用可可靠傳輸。所所謂可靠傳輸輸，就是發(fā)送送端在發(fā)送一一組數(shù)據(jù)后，在在數(shù)據(jù)的最后后加上一個校校驗碼，而接接收端在接收收數(shù)據(jù)時，不不僅接收數(shù)據(jù)據(jù)，而且還要要進行計算，最最后與發(fā)送端端發(fā)送的校驗驗碼進行對比比，如果兩個個校驗碼一致致，則表示數(shù)數(shù)據(jù)是正確的的。如果不一一致，則放棄棄接收到的數(shù)數(shù)據(jù)。發(fā)送端端重新發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，進而重重復上面

51、的過過程，直到數(shù)數(shù)據(jù)信號發(fā)送送正確為止。本本次設(shè)計采用用可靠傳輸方方式。在上述的所有通通信過程中，當當每次數(shù)據(jù)傳傳送結(jié)束后，接接收機在接收收完所有的數(shù)數(shù)據(jù)后會進行行一次求和校校驗，這樣可可以檢驗數(shù)據(jù)據(jù)傳送的成確確與否。如果果所得的求和和值與發(fā)送機機發(fā)出的求和和校驗碼一致致時，則表示示數(shù)據(jù)發(fā)送正正確，可以接接收并存儲。如如果所得的求求和值與發(fā)送送機發(fā)出的求求和校驗碼有有一致時，則則表示數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送時出現(xiàn)錯錯誤，接收機機丟棄所接收收的數(shù)據(jù)，并并命令發(fā)送機機重新發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)。編寫軟件代碼時時，首先得弄弄清楚程序流流程圖。只有有清楚了軟件件流程圖，再再根據(jù)流程圖圖進行編寫代代碼，才不會會出現(xiàn)大的錯錯誤。本

52、次設(shè)設(shè)計采用一個個單片機作主主機，兩個單單片機作從機機進行主從通通信，具體程程序流程如圖圖4-2、圖圖4-3、圖圖4-4如下下所示。其中具體程序見見附錄。入口入口任務初始化發(fā)送控制命令判斷命令給從機1發(fā)送數(shù)據(jù)給從機2發(fā)送數(shù)據(jù)主機接收來自從機1的數(shù)據(jù)主機接收來自從機2的數(shù)據(jù)圖4-2 主機機程序流程圖圖入口入口任務初始化接收控制命令判斷命令給主機發(fā)送數(shù)據(jù)接收來自主機的數(shù)據(jù)給從機2發(fā)送數(shù)據(jù)接收來自從機2的數(shù)據(jù)圖4-3 從機機1程序流程程圖入口入口任務初始化接收控制命令判斷命令給主機發(fā)送數(shù)據(jù)接收來自主機的數(shù)據(jù)給從機1發(fā)送數(shù)據(jù)接收來自從機1的數(shù)據(jù)圖4-4 從機機2程序流程程圖第二章 從機電電子鎖部分1.

53、 門控系統(tǒng)統(tǒng)主要組成一個完整的門控控系統(tǒng)如下圖圖所示，由單單片機、電源源指示、工作作指示、振蕩蕩電路、蜂鳴鳴器電路、門門控鎖電路、444矩陣鍵盤盤、讀卡模塊塊、顯示模塊塊組成。如圖圖1示：圖1 電路原理理圖2.電控鎖的選選擇及其驅(qū)動動電路設(shè)計電控鎖是 HYPERLINK /view/163885.htm 門控系系統(tǒng)中鎖門的的執(zhí)行部件。根根據(jù)門的材料料、出門要求求等需求選取取不同的鎖具具。主要有以以下兩種種類型： 陽極鎖：陽極鎖鎖是斷電開門門型，符合消消防要求。它它安裝在門 框的上部。與與電磁鎖不同同的是陽極鎖鎖適用于雙向向的木門、玻玻璃門、防火火門，而且它它本身 帶有有門磁檢測器器，可隨時檢檢

54、測門的安全全狀態(tài)。 陰極鎖：一般的的陰極鎖為通通電開門型。適適用單向木門門。安裝陰極極鎖一定要配配備UPS電電源。因為停停電時陰鎖是是鎖門的?！瓣枠O鎖”的一一種停電開門門的電鎖。切切斷電源，電電鎖會自動打開。由于此此設(shè)計是基于于單片機，提提供了備用電電源，故排除除了此種情況況，而且電插插鎖大多都是是用于雙向開開關(guān)門的門控控系統(tǒng)中，本本設(shè)計門控系系統(tǒng)僅僅是單單向開門即可可。采用門磁磁+陰極鎖的的方案，為了了符合消防要要求,在單片機IIO口可設(shè)置置消防聯(lián)動接接口。在驅(qū)動動電路中，用用單片機三極極管控制繼電電器進行電鎖鎖的電源通斷斷，電路原理理如圖。在正正常閉門情況況下，控制電電路是不對電電控鎖供電

55、的的，單片機PP2.3口發(fā)發(fā)出開門信號號時候即當DDOOR置低低電平時，經(jīng)經(jīng)單片機控制制三極管來驅(qū)驅(qū)動電源繼電電器接通而使使得電控鎖的的電源接通，電電磁鎖接通指指示燈D8亮亮，實現(xiàn)開門門功能。電路路基本原理見見下圖2。 圖2 電控鎖驅(qū)動電路圖2 電控鎖驅(qū)動電路 3.報警電路此電路設(shè)計相當當簡單可以實實現(xiàn)簡單的提提示及報警功功能，由單片片輸出一開關(guān)關(guān)信號至三極極管，觸發(fā)三三極管以實現(xiàn)現(xiàn)此功能。如如下圖3所示。圖3 報警提示示電路4. 單片機電電路單片機是整個設(shè)設(shè)計的控制器器的核心，完完成整個控制制器的控制功功能，包括鍵鍵盤的輸入、液液晶屏幕的顯顯示、數(shù)據(jù)的的存儲和運算算、數(shù)字信號號的輸出等功功能

56、。圖2.2.4 AT89C52管腳圖圖4 單片機管管腳及其分配配圖圖2.2.4 AT89C52管腳圖單片機的P0、PP1、P2、PP3均為雙向向輸出口，由由于此設(shè)計使使用的單片機機的管腳較多多，如上圖所所示在設(shè)計中中比較合理的的分配了：其其中P1口為為鍵盤與單片片機的通訊接接口；P0 和P2.00P2.22口為單片機機與16022液晶顯示器器D0D77的數(shù)據(jù)通訊訊接口，P22.3是輸出出至門鎖驅(qū)動動電路的接口口，P2.44P2.66是與實時時時鐘芯片DSS1302的的連接接口，PP3.0到PP3.3是單單片機與CDD4067的的輸出接口，其其中P3.33是向CD44067輸出出的片選信號號，P

57、3.77是輸出報警警或提示蜂鳴鳴器的信號接接口。第三章 系統(tǒng)仿仿真根據(jù)上面的原理理設(shè)計好硬件件原理圖和編編寫好軟件代代碼后，可以以在Protteus仿真真軟件上進行行仿真了。為為了得到明確確可見的仿真真結(jié)果，本次次設(shè)計將主從從機之間的數(shù)數(shù)據(jù)信號進行行傳送時，將將接收到的數(shù)數(shù)據(jù)信號利用用數(shù)碼管顯示示出來。這樣樣就可以一目目了然的知道道仿真結(jié)果的的正確性了。具具體的仿真原原理圖如圖55-1所示。圖5-1 仿真真原理圖在Proteuus仿真軟件件上連接好原原理圖后，將將所寫的主機機和從機程序序裝入單片機機中，然后一一一進行仿真真調(diào)試。本次次程序編寫時時，主從機之之間發(fā)送的數(shù)數(shù)據(jù)和從機與與從機之間發(fā)發(fā)

58、送的數(shù)據(jù)都都為0 xfcc、0 x60、0 xda、0 xf2、0 x66、0 xb6、0 xbe、0 xe0、0 xfe、0 xf6。這這是因為這些些數(shù)據(jù)數(shù)碼管管上顯示時分分別為0到99，這樣可以以使傳送的數(shù)數(shù)據(jù)直觀的顯顯示出來。例例如主機給從從機1發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，仿真瞬瞬時結(jié)果如圖圖5-2所示示。其它情形形的通信仿真真結(jié)果由于與與上面的情形形差不多，在在此就不詳述述。圖5-2 主機機給從機1發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)仿真真圖從仿真結(jié)果可以以看出，無論論是主機給從從機之間通信信，還是從機機之間的通信信，都能在仿仿真軟件上得得到正確的結(jié)結(jié)果。所以可可以肯定，此此次設(shè)計的硬硬件和軟件都都是滿足要求求的。結(jié)束語參考文

59、獻王偉，鄭金奎MCS-551單片機主主從式多機系系統(tǒng)實時通訊訊的實現(xiàn)JJ.西南自自動化研究所所，19988年第3期 P39-34陳衛(wèi)兵IICC總線協(xié)議在在80C511單片機上應應用的實現(xiàn)J.阜陽陽師范學院學學報，第199卷第3期 P52-54惠玥琳基于單單片機的USSB主從機的的設(shè)計與實現(xiàn)現(xiàn)D.電電子科技大學學，20077年易志明等SPPI總線在551系列單片片機系統(tǒng)中的的實現(xiàn)J.天津大學學，精密儀器器與光電子工工程學院，天天津 3000072姚志成單片機機多機通信協(xié)協(xié)議的設(shè)計J.中國國核心期刊(嵌入式與SSOC),22006年第第22卷第22期.范逸之等Viisual Basicc與RS-2

60、232串行通通信控制MM最新版版北京：北京京航空航天大大學出版社，2002張明鋒PICC單片機入門門與實踐MM北京：北京航空航航天大學出版版社，20004張傳新，徐少杰杰PC機與MCCS-51單單片機主從多多機通信控制制程序的研究究J.伊圖圖里河分局研研究所，鐵路路計算機應用用第5卷第22期 P100-12何曉紅，譚兵PC機與多多臺單片機的的遠距離多機機通信J.重慶交通通學院信息中中心，電子技技術(shù)應用，11997年第第12期 PP41-433.劉艷鈴采用MMAX2322實現(xiàn)MCSS-51單片片機與PC機機的通信JJ.天津理理工學院學報報第15卷第第2期 P557-61.黃亮基于ATT89C51