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基于RS485多机通信的软件编程与系统调试毕业设计 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 研究的背景及意义 1 1.3 论文的主要内容 2 第二章 多机通信基础 3 2.1 数据通信基础 3 2.2 异步串行通信接口标准 5 2.3 通信芯片的介绍 9 第三章 系统方案设计 12 3.1 系统总体设计 12 3.2 系统主要构成部分 12 3.3 系统主从通信的基本条件 14 第四章 系统软件设计与调试 15 4.1 PC机与多个80C51通信原理 15 4.2 通信状态的设置 15 4.3 PC机与多个80C51通信的控制 17 4.4 通信协议 18 4.5 多机发送时的分时说、听 20 4.6 差错控制 22 4.7 系统程序设计 22 4.8 程序调试 29 第五章 系统可靠性分析 33 5.1 串行通信可靠性评测指标 33 5.2 程序跳飞而造成总线冲突 33 5.3 失效保护 34 5.4 通信协议提高通信可靠性 35 5.5 程序抗干扰措施 37 第六章 总结 39 致谢 40 参考文献 41 附录1 PC机通信程序 42 附录2 单片机通信程序 47 附录3 多机通信原理图 49 第一章 绪论 1.1 引言 计算机技术、自动化技术和通信技术是现代信息科学技术的重要组成部分，是现代科学技术中的核心先导技术。计算机控制是计算机技术与自动控制理论、自动化技术紧密结合并应用于实际的结果，它的应用领域非常广泛。 随着高性能计算机、网络技术及单片机技术的不断发展，不仅使计算机应用向网络化、综合化、集成化、智能化发展，而且使单片机的应用也从独立的单机控制向多机联网的方向发展，这就需要将各单机进行组网以进行相互通信，从简单的集中式控制逐渐向复杂的分布式形式发展，于是出现了以通信网络技术为基础的新的控制形式。串行通信作为一种简单、廉价的通信方式在控制工程中得到了广泛的应用，其中RS-485总线型控制系统得到了推广和发展。由PC机和多台单片机构成的多级网络通信系统已成为单片机技术发展的一个方向[1]。 1.2 研究的背景及意义 单片机和计算机的不断发展单片机的应用也从独立的单机向网络发展，由计算机和单片机构成的多机网络系统已成为单片机技术发展的一个方向。二者的结合，充分发挥了单片机在实时数据采集和数据管理上的优点。单片机在计算机的网络通讯与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理等都有广泛地应用，已渗透到我们生活的各个领域。然而，单片机对网络数据的处理方式不同于通用计算机系统，尤其有的单片机只提供8位的数据收发接口，在一定程度上阻碍了单片机在网络方面的应用。因此，采用单片机技术与计算机网络技术相结合的办法 ，对单片机多机通信系统进行研究，在设计单片机网络的通信的基础上，系统网络拓扑结构采用总线型，网络接口电路采用端口转发的形式，实现了8位单片机多机通信在工业领域，主从式的设备监控管理模式应用越来越广泛。一台上位机同时监控多台下位机(1:N)，相比一台上位机监控一台下位机(1:1)的模式，更具有经济性、方便性和时效性。在一对多的通信模式中，由于下位机与上位机、下位机与下位机之间的物理位置相距较远，运行环境复杂、干扰大，使用RS232串口通讯协议完全不能达到要求，易出现错码。而通讯距离远(最长1200m)，抗干扰能力强的RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、而被广泛应用。但RS485总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点，如不注意一些细节的处理，常出现通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。主从式结构网络 图2-1全双工通信 数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。如图2-1所示。 （2）半双工(Half Duplex) 使用同一根传输线，通信双方既可发送数据又可接收数据，但不能同时收发数据，如图2-2所示。本文设计的RS-485通信接口芯片就是采用半双工的传送方式。 图2-2半双工通信 （3）单工(Simplex) 甲乙双方通信时只能单向传送数据，发送方和接收方固定。如图2-3所示。 图2-3 单工通信 2.1.3 异步收发器 (1) UART（异步收发器）的组成 　　UART由三个部分组成：接收器、发送器、控制器。 接收器——将接收到的串行码转换成并行码，并对其进行错误检测。 发送器——将并行码转换为一定数据格式的串行码。 控制器——用以接收CPU的控制信号、执行CPU所要求的操作，并输出状态信息和控制信息。 （2）异步串行通信中设立的出错标志。 ①奇偶错误； ②帧错误（数据格式错）； ③溢出错误（丢失错误、数据重叠