專利名稱：基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于工業(yè)控制通信領(lǐng)域中的多機(jī)串行通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RS-485串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)以差分平衡方式傳輸信號(hào)，具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力，允許一對(duì)雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)中一般都采用該總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通常來說，采用RS-485串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)都使用8044 芯片作為通信控制器或各分機(jī)的CPU。8044芯片內(nèi)部集成了 SDLC ,HDLC等通信協(xié)議，并且集成了相應(yīng)的硬件電路，通過硬件電路和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的配合，使系統(tǒng)的通訊準(zhǔn)確、可靠、快速。但是，由于8044在市場(chǎng)上日漸稀少，往往單芯片就達(dá)到了幾百元的價(jià)位，這樣與在工業(yè)控制中大范圍應(yīng)用的普通單片機(jī)幾元至幾十元的價(jià)位相差甚遠(yuǎn)，因此，很難用這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的多機(jī)通信。由此使得用戶在開發(fā)一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，都希望能用簡(jiǎn)單的電路和簡(jiǎn)單的通信協(xié)議完成數(shù)據(jù)交換。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中給出的現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)，利用該種通信系統(tǒng)，僅通過單片機(jī)本身所提供的簡(jiǎn)單串行接口，再加上總線驅(qū)動(dòng)器就可以組合成簡(jiǎn)單的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，成本極低，便于推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)，包括MSC51主機(jī)和至少2個(gè)MSC51從機(jī)，其獨(dú)特之處在于在所述MSC51主機(jī)和每個(gè)MSC51從機(jī)之間的總線末端連接有總線驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)匹配電阻，以吸收總線上的反射信號(hào)；所述匹配電阻的取值與總線的特性阻抗相當(dāng)；所述總線上差分信號(hào)的正端和+5V電源間連接有一個(gè)阻值為 IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的正端和負(fù)端之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的負(fù)端和地之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻。所述總線驅(qū)動(dòng)器采用MAX485CDA。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種通信系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)從機(jī)不主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，一切都由主機(jī)控制，并且在一個(gè)多機(jī)通信系統(tǒng)中，只有一臺(tái)單機(jī)作為主機(jī)，各臺(tái)從機(jī)之間不能相互通信，即使有信息交換也必須通過主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。由于線上差分信號(hào)的正端A+和+5V電源間接一個(gè)IOK的電阻；正端A+和負(fù)端B-間接一個(gè)IOK的電阻；負(fù)端B-和地間接一個(gè)IOK的電阻，形成一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)總線上沒有信號(hào)傳輸時(shí)，正端A+的電平大約為3. 2V，負(fù)端B-的電平大約為I. 6V，即使有干擾信號(hào)，卻很難產(chǎn)生串行通信的起始信號(hào) 0，從而增加了總線抗干擾的能力。利用該種通信系統(tǒng)，僅通過單片機(jī)本身所提供的簡(jiǎn)單串行接口，再加上總線驅(qū)動(dòng)器就可以組合成簡(jiǎn)單的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，成本極低，便于推廣應(yīng)用。


圖I是本實(shí)用新型的電氣構(gòu)成原理圖。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖I所示，該種基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)，包括MSC51主機(jī)和至少2個(gè) MSC51從機(jī)，其中，在所述MSC51主機(jī)和每個(gè)MSC51從機(jī)之間的總線末端連接有總線驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)匹配電阻，以吸收總線上的反射信號(hào)；所述匹配電阻的取值與總線的特性阻抗相當(dāng)； 所述總線上差分信號(hào)的正端和+5V電源間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的正端和負(fù)端之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的負(fù)端和地之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻。所述總線驅(qū)動(dòng)器采用MAX485CDA。通過前述連接方式，形成了一種主從式結(jié)構(gòu)，從機(jī)不主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，一切都由主機(jī)控制，并且在一個(gè)多機(jī)通信系統(tǒng)中，只有一臺(tái)單機(jī)作為主機(jī)，各臺(tái)從機(jī)之間不能相互通信，即使有信息交換也必須通過主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。這樣，由于線上差分信號(hào)的正端A+和+5V電源間接一個(gè)IOK的電阻；正端A+和負(fù)端B-間接一個(gè)IOK的電阻；負(fù)端B-和地間接一個(gè) IOK的電阻，就形成一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)。具體實(shí)施時(shí)，需要注意，由于搭建成的網(wǎng)絡(luò)是一種半雙工通信，發(fā)送和接收共用同一物理信道，在任意時(shí)刻只允許一臺(tái)單機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)，因此要求應(yīng)答的單機(jī)必須在偵聽到總線上呼叫信號(hào)已經(jīng)發(fā)送完畢，并且沒有其它單機(jī)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)的情況下，才能應(yīng)答。一旦主機(jī)和從機(jī)在時(shí)序上配合不好，就會(huì)發(fā)生總線沖突，使整個(gè)系統(tǒng)的通信癱瘓，無法正常工作。因此必須要遵從以下幾項(xiàng)原則首先，復(fù)位時(shí)，主從機(jī)都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。其次，控制端信號(hào)的有效脈寬應(yīng)該大于發(fā)送或接收一幀信號(hào)的寬度。另外，總線上所連接的各單機(jī)的發(fā)送控制信號(hào)在時(shí)序上完全隔開。即發(fā)送和接收控制信號(hào)應(yīng)該足夠?qū)?，以保證完整地接收一幀數(shù)據(jù)，任意兩個(gè)單機(jī)的發(fā)送控制信號(hào)在時(shí)間上完全分開，避免總線爭(zhēng)端?？傊?，利用本種通信系統(tǒng)，僅通過單片機(jī)本身所提供的簡(jiǎn)單串行接口，再加上總線驅(qū)動(dòng)器就可以組合成簡(jiǎn)單的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，成本極低，便于推廣應(yīng)用。此外，這種通信系統(tǒng)模仿RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，因此具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗共模干擾能力強(qiáng)、速度快、易于安裝和擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)，包括MSC51主機(jī)和至少2個(gè)MSC51從機(jī)，其特征在于在所述MSC51主機(jī)和每個(gè)MSC51從機(jī)之間的總線末端連接一個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器和匹配電阻，以吸收總線上的反射信號(hào)；所述匹配電阻的取值與總線的特性阻抗相當(dāng)；所述總線上差分信號(hào)的正端和+5V電源間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的正端和負(fù)端之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻，總線上差分信號(hào)的負(fù)端和地之間連接有一個(gè)阻值為IOK的電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)，其特征在于所述總線驅(qū)動(dòng)器采用MAX485CDA。
專利摘要一種基于單片機(jī)的多機(jī)串行通信系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有的工業(yè)用控制機(jī)采用一對(duì)一的通信方式難以滿足工業(yè)控制需要多機(jī)間通訊的不足。在所述MSC51主機(jī)和每個(gè)MSC51從機(jī)之間的總線末端連接一個(gè)匹配電阻，以吸收總線上的反射信號(hào)；所述匹配電阻的取值與總線的特性阻抗相當(dāng)；所述總線上差分信號(hào)的正端和+5V電源間連接有一個(gè)阻值為10K的電阻，總線上差分信號(hào)的正端和負(fù)端之間連接有一個(gè)阻值為10K的電阻，總線上差分信號(hào)的負(fù)端和地之間連接有一個(gè)阻值為10K的電阻。利用本種多機(jī)串行通信系統(tǒng)，可以較低的成本完成單片機(jī)間的多機(jī)通信，而且具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗共模干擾能力強(qiáng)、速度快、易于安裝和擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F13/40GK202351864SQ20112053082
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月17日
發(fā)明者劉超, 王檸, 遲生茂 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)