专利名称：基于单片机的多机串行通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于工业控制通信领域中的多机串行通信系统。
背景技术：
RS-485串行总线接口标准以差分平衡方式传输信号，具有很强的抗共模干扰的能力，允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。工业现场控制系统中一般都采用该总线标准进行数据传输，通常来说，采用RS-485串行总线接口标准的系统都使用8044 芯片作为通信控制器或各分机的CPU。8044芯片内部集成了 SDLC ,HDLC等通信协议，并且集成了相应的硬件电路，通过硬件电路和标准协议的配合，使系统的通讯准确、可靠、快速。但是，由于8044在市场上日渐稀少，往往单芯片就达到了几百元的价位，这样与在工业控制中大范围应用的普通单片机几元至几十元的价位相差甚远，因此，很难用这种系统实现单片机之间的多机通信。由此使得用户在开发一般的单片机应用系统时，都希望能用简单的电路和简单的通信协议完成数据交换。
发明内容为了解决背景技术中给出的现有技术问题，本实用新型提供了一种基于单片机的多机串行通信系统，利用该种通信系统，仅通过单片机本身所提供的简单串行接口，再加上总线驱动器就可以组合成简单的RS-485通讯网络，成本极低，便于推广应用。本实用新型的技术方案是该种基于单片机的多机串行通信系统，包括MSC51主机和至少2个MSC51从机，其独特之处在于在所述MSC51主机和每个MSC51从机之间的总线末端连接有总线驱动器和一个匹配电阻，以吸收总线上的反射信号；所述匹配电阻的取值与总线的特性阻抗相当；所述总线上差分信号的正端和+5V电源间连接有一个阻值为 IOK的电阻，总线上差分信号的正端和负端之间连接有一个阻值为IOK的电阻，总线上差分信号的负端和地之间连接有一个阻值为IOK的电阻。所述总线驱动器采用MAX485CDA。本实用新型具有如下有益效果本种通信系统采用主从式结构从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制，并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通信，即使有信息交换也必须通过主机转发。由于线上差分信号的正端A+和+5V电源间接一个IOK的电阻；正端A+和负端B-间接一个IOK的电阻；负端B-和地间接一个IOK的电阻，形成一个电阻网络。当总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3. 2V，负端B-的电平大约为I. 6V，即使有干扰信号，却很难产生串行通信的起始信号 0，从而增加了总线抗干扰的能力。利用该种通信系统，仅通过单片机本身所提供的简单串行接口，再加上总线驱动器就可以组合成简单的RS-485通讯网络，成本极低，便于推广应用。
图I是本实用新型的电气构成原理图。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图I所示，该种基于单片机的多机串行通信系统，包括MSC51主机和至少2个 MSC51从机，其中，在所述MSC51主机和每个MSC51从机之间的总线末端连接有总线驱动器和一个匹配电阻，以吸收总线上的反射信号；所述匹配电阻的取值与总线的特性阻抗相当； 所述总线上差分信号的正端和+5V电源间连接有一个阻值为IOK的电阻，总线上差分信号的正端和负端之间连接有一个阻值为IOK的电阻，总线上差分信号的负端和地之间连接有一个阻值为IOK的电阻。所述总线驱动器采用MAX485CDA。通过前述连接方式，形成了一种主从式结构，从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制，并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通信，即使有信息交换也必须通过主机转发。这样，由于线上差分信号的正端A+和+5V电源间接一个IOK的电阻；正端A+和负端B-间接一个IOK的电阻；负端B-和地间接一个 IOK的电阻，就形成一个电阻网络。具体实施时，需要注意，由于搭建成的网络是一种半双工通信，发送和接收共用同一物理信道，在任意时刻只允许一台单机处于发送状态，因此要求应答的单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，并且没有其它单机发出应答信号的情况下，才能应答。一旦主机和从机在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统的通信瘫痪，无法正常工作。因此必须要遵从以下几项原则首先，复位时，主从机都应该处于接收状态。其次，控制端信号的有效脉宽应该大于发送或接收一帧信号的宽度。另外，总线上所连接的各单机的发送控制信号在时序上完全隔开。即发送和接收控制信号应该足够宽，以保证完整地接收一帧数据，任意两个单机的发送控制信号在时间上完全分开，避免总线争端。总之，利用本种通信系统，仅通过单片机本身所提供的简单串行接口，再加上总线驱动器就可以组合成简单的RS-485通讯网络，成本极低，便于推广应用。此外，这种通信系统模仿RS-485通讯网络，因此具有传输距离远、抗共模干扰能力强、速度快、易于安装和扩充等优点。
权利要求1.一种基于单片机的多机串行通信系统，包括MSC51主机和至少2个MSC51从机，其特征在于在所述MSC51主机和每个MSC51从机之间的总线末端连接一个总线驱动器和匹配电阻，以吸收总线上的反射信号；所述匹配电阻的取值与总线的特性阻抗相当；所述总线上差分信号的正端和+5V电源间连接有一个阻值为IOK的电阻，总线上差分信号的正端和负端之间连接有一个阻值为IOK的电阻，总线上差分信号的负端和地之间连接有一个阻值为IOK的电阻。
2.根据权利要求I所述的基于单片机的多机串行通信系统，其特征在于所述总线驱动器采用MAX485CDA。
专利摘要一种基于单片机的多机串行通信系统。主要解决现有的工业用控制机采用一对一的通信方式难以满足工业控制需要多机间通讯的不足。在所述MSC51主机和每个MSC51从机之间的总线末端连接一个匹配电阻，以吸收总线上的反射信号；所述匹配电阻的取值与总线的特性阻抗相当；所述总线上差分信号的正端和+5V电源间连接有一个阻值为10K的电阻，总线上差分信号的正端和负端之间连接有一个阻值为10K的电阻，总线上差分信号的负端和地之间连接有一个阻值为10K的电阻。利用本种多机串行通信系统，可以较低的成本完成单片机间的多机通信，而且具有传输距离远、抗共模干扰能力强、速度快、易于安装和扩充等优点。
文档编号G06F13/40GK202351864SQ20112053082
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月17日 优先权日2011年12月17日
发明者刘超, 王柠, 迟生茂 申请人:齐齐哈尔大学