基于RS485单片机多机串行通信的电子开关设计

2．1．5 主从机之间地址确认

主从机在进行数据通信之前，首先进行地址确认，其目的就是让主机知道哪号从机向主机发送数据。主机首先发送n号从机地址编号#0FFH，所有从机接收到主机发送的地址后与各自的地址进行核对，地址不是#OFFH的从机将继续等待主机的呼叫，核对正确的从机向主机发送本机的应答地址，主机收到从机的应答地址后进一步做出判断，确认是否是n号从机的地址。地址确认正确之后，主机与n号从机进行数据通信，直到数据通信完毕，主机将呼叫下一号从机。

2．1．6 避免多从机与主机通信产生数据冲突

一个主机与多个从机进行串行通信的时候，如果当某一从机有数据时向主机发送，这时可能出现两个，三个或者更多从机同时产生数据，需要同时向主机发送，这样就会导致数据通信的冲突问题。该电子开关的设计采用主机轮询从机的方式，从而有效避免了主从机数据通信冲突的问题，主机先呼叫n号从机，地址确认之后，是n号的从机应答并与主机进行通信，其余从机处于等待状态，主机接收n号从机数据，并判断该从机是否继续有数据发送，此时其他从机若有数据只能处于排队等待中，不会对主机产生干扰，主机接收完毕后将n号从机地址减1，呼叫n-1号从机，如此反复轮询各个从机。主机轮询的过程是很快的，从机检测到被测信号的时候也能得到及时的处理。如图2所示。

2．2 多RS 485串行通信模块

RS 485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信：在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A，B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线通常使用双绞线，又是差分传输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。如果以10 Kb/s速率传输数据时传输距离可达12 m，而用100 Kb/s速率传输数据时传输距离可达1．2 km。如果降低波特率，传输距离还可进一步提高。

实现RS 485串行通信只需给主机和每个从机接各接一片MAX485芯片，其接收器的输出端RO和驱动器的输入端DI，只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可；和DE端分别为接收和发送的使能端，当为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可；在主机电子开关中使用单片机的P3．4引脚控制MAX485的和DE两端，如图3所示。

A端和B端分别为接收和发送的差分信号端，当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0。在与单片机连接时接线非常简单。只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。

可靠性措施如下：

复位时，主从机都应该处于接收状态。

控制端，DE的信号的有效脉宽应该大于发送或接收一帧信号的宽度。

同时将A和B端之间加匹配电阻，一般可选120 Ω的电阻，吸收总线上的反射信号，保证正常传输信号干净、无毛刺。匹配电阻的取值应与总线的特性阻抗相当。

接收和发送的使能端和DE的引脚控制在程序中的实现，主机部分程序如下：
　　

2．3 液晶显示模块

液晶显示模块选用1602液晶，1602液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。电子开关上使用1602液晶显示，是用来显示发送信号数据的从机编号，某一从机检测到信号时将会显示：