简述单片机多机通信的原理，数据帧如何实现单片机间的多机通信技术详解

很多朋友对简述单片机多机通信的原理，数据帧如何实现单片机间的多机通信技术详解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

除了SM2和RB8的组合，单片机的多机通信在实际使用中往往是用数据帧中包含的地址信息来区分不同的从机来实现的。主机发送的数据帧包含地址信息。主设备发送后，所有从设备都可以接收。每个从机将自己的地址与接收到的数据帧中包含的地址进行比较，如果与自己的地址相同，则执行相应的处理。

否则，帧数据被丢弃，串口继续等待接收数据。当然，根据实际的功能需求，一些从机也可以根据数据帧的地址信息来决定是否接收数据帧，从而实现从主机向一些从机“广播”的功能。

因为这种通信方式是利用数据帧中的地址字节信息来区分从机，所以只与软件有关，硬件接口与多机通信方式1完全相同。

主设备和从设备一次发送的数据是由多个数据组成的数据帧，数据帧包含开始和结束标记、地址、响应信息等。接收到数据帧后，主机或从机根据数据帧中的标志和地址决定是否保存。接收保存的数据，由数据帧的功能字节解释数据字节或下一步操作的含义。

单片机多机通信的第一种方法，主从地位区分清楚，主从任务不同。但在本节介绍的这种方法中，主从的界限并不明显。只要数据帧中的标志位和地址字节发生变化，就可以将数据帧发送到指定地址的主机或从机，接收数据的从机可以根据需要决定是否保存帧数据。根据本节介绍的多机通信原理，图10-12中数据帧的每个字节定义如下。

数据帧以8位字节为基本数据单位，采用十六进制。起始字节：0XAA。主从标志：0X0F表示这是主机发送的数据帧；0XF0表示这是从机发送的数据帧。事实上，地址也可以用来区分从机或主机发送的数据帧。函数：数据字节的函数。如果没有数据字节，功能字节为0x00，采用压缩BCD数据格式。

校验和：该数据帧的校验和，包括起始字节和结束字节，不包括校验字节本身。采用的校验算法：增加一帧不含校验和的数据，丢弃进位，将计算值作为校验字节。帧长度：数据字节的长度。地址：如果主机发送给从机，这个字节就是从机接收数据的地址。如果是从从机发送到主机，这个字节就是发送数据的从机的地址，通常是十六进制的。

结束字节：0XDD。例如，如果主机向地址为0x12的从机发送数据0x12和0x34，且功能字节为0x55，则发送一帧数据，如下图所示。下面是使用这种数据帧格式的从单片机程序，发送和接收中断。假设单片机的晶振频率为11.059 2MHz，通信的波特率为9 600bit/s，主从串口采用模式1。

在程序发送部分，首先根据通信协议准备数据帧头，然后加上要发送的数据，计算校验和，最后发送整个数据帧。流程图如下图所示。程序的串口接收部分比较复杂，流程图如下图所示。

在程序中，从串口接收数据时使用状态机，用来区分是接收数据还是数据帧头。接收时，在接收到起始字节和帧长后，如果有数据字节，程序将变为接收数据字节的状态，在接收到指定的数据长度后，再变为接收结束字节的状态。主要程序和代码如下：1 .串行中断服务子程序voidseri_isr()。

串行中断服务子程序的Serijsr()函数完成接收指定格式的数据。在程序中，根据接收数据的状态，区分接收数据是数据帧的报头还是数据帧中的数据。接收一帧数据后，计算校验和，判断校验数据是否正确。程序代码如下：2 .主程序voiDMAin()

在主程序中完成串口初始化并获得从机地址后，发送4字节数据“测试”。如果主机响应并且本地计算机收到的数据帧正确，则执行下一步。程序代码如下：3 .计算和校验和子程序ucharcalc_chksum()计算和校验和子程序calc_chksum()计算除校验字节外的整个数据帧的校验和，然后加到数据帧的校验字节部分。

Seri_send()，串口发送子程序，根据数据帧的格式向sendbuf发送缓冲区添加数据。程序先准备好数据帧头，将P指针起始长度为data_len的数据加入sendbuf数发送缓冲区，然后计算数据校验和，将校验和加入发送数据缓冲区，发送缓冲区中的数据。程序代码如下：5。串口初始化子程序voidseri_init()。

串口初始化子程序seri_init（）初始化串口工作在方式l，波特率为9600bit/s，接收状态和接收缓冲初始化等，程序代码如下：

6读取数据子程序voidget_client_addr（）

由于每个从机的地址不同，get_client_addr（）函数从P0口读取的数据作为从机地址，保存在全局变量client_addr变量中，程序代码如下：

主机的发送接收程序与此类似，根据协议在数据帧中的标志和地址中加入不同的数据表明这是主机发送的数据，然后在数据字节中添加上数据即可。

本方法构成的多机通信，单片机串口一般工作在方式1即可，由于有专门的校验和，因此，第9位的校验位已经没有必要了。

通信时发送数据包需要一定的次序和规则，若主机正在发送数据的同时，从机也发送数据，或者多个从机同时发送数据，都会造成数据冲突，导致通信错误，因此通信时主机和从机不仅要发送协议规定格式的数据帧，还要根据不同的状态来决定何时发送数据。如果采用RS-485通信方式，由于该方式是半双工的，主从双方的数据交换—般采用应答式的，因此不会出现冲突的现象。

各从机地址的生成，也可不用二进制拨动开关，而是通过现场系统的调试临时生成，并将该地址信息存入非易失性的存储器中。

以上知识分享希望能够帮助到大家！