多台单片机间网络的实现(互相通信)含源码

ID:205475 · 发表于 2017-5-27 20:03

一、功能

主体功能:三台单片机之间两两互相通信，为此，我们将其拟人化，以三个主人公Jack、Carl、Lily之间的交流来演示。具体过程如下：

①初始状态（从上至下分别为Jack、Lily、Carl）：

②Lily编辑“HELLO！”的字符串准备发送给Jack：

③Lily按下发送后Jack的接收结果：

④Carl编辑“Hi！”发送给Lily同时Lily接收:

⑤Jack编辑“HOW ARE U”发送给Carl同时Carl接收：

⑥特殊情况：当传送过来的数据经奇偶校验出错后给出报错提示：

二、网络的设计

物理层：

传输介质：

采用两条杜邦线连接单片机的两个io口，一个io口定时变换高低电平输出数据，另一个io口定时检测电平高低来读取数据，实现了全双工通讯。

每台单片机都有2对（4个）io口可以发送接受数据，这为多台机器组成网络提供了基础。

多台单片机连接方式：

我们用3台单片机组成了一条线似的结构，实际上这个网络还可以在边上扩展延长，这个网络中不存在主机，每台机器都是平等的。

每台单片机收到信息后，都会将信息从另一对io口发出。每台单片机发送给信息时候，也会将信息从两对io口同时发出，因此一旦有信息发送，信息会传播到整个网络。

编码技术:采用不归零电平编码方式（NRZ-L）,高电平代表1，低电平代表0，每一bit数据的持续时间是31.108ms。由于每bit的持续时间决定了传输速率，因此传输数据可以通过简单修改宏定义来实现，不过随着传输速率的提高，出错率会增加。

传输协议：采用异步传输方式，每次传输一个bit。传输数据的格式如下

0	X	X	X	X	X	X	X	X	P
起始位	数据位								奇偶校验

数据链路层：

成帧技术采用的是字符计数成帧技术，首部的高4位代表接下来要发送的字符数

3(高四位)	1	3	2	1(高四位)	7	2(高四位)	8	4
计数首部	数据部分	数据部分	数据部分	计数首部	数据部分	计数首部	数据部分	数据部分

数据是由谁发出，数据发给谁：

这部分功能也是由字符首部来完成，首部的结构如下：

0	0	1	0	0	0	0	1
计数				目标地址		源地址

如上图所示，这个首部代表接下来还要发送2个字符，目标地址是0，源地址是1。

三、部分代码

3台单片机的代码都是相同的，连接外部按键和显示器的引脚差别可以通过修改宏定义来适配。因此只列出一台单片机的代码

1. main.h

#ifndef _main_h_
#define _main_h_
#define MYNAME "Jack"
#define NAME_NUM 2
#define BUTTON_IO P3
#define PRESS_LEFT 0x0E//k30
#define PRESS_RIGHT 0x0D //k31
#define CHANGE 0x0B //k32
#define SEND 0x07 //k33
#define PRESS_TIME 5000//按键消去抖动时间
#define ASCII 32
#define GPIO_KEY P3 //独立键盘用P1口
//carl Lily Jack Lisa
void send(unsigned char* TxArray,unsigned char sendTo);
void receive(void);
void errorFun(unsigned char a);
unsigned char Key_Scan();
Show_Name(int sendTo); //显示名字
#endif

复制代码

2. 1602LCD.h

#ifndef _1602LCD_h_

#define _1602LCD_h_

sbit RS = P2 ^ 6; //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚

sbit RW = P2 ^ 5; //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚

sbit E = P2 ^ 7; //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚

sbit BF = P0 ^ 7; //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚

bit BusyTest(void);

void Write_com(unsigned char dictate);

void WriteAddress(unsigned char x);

void WriteData(unsigned char y);

void LcdInt(void);

#endif

3. main.c

#include // 包含51单片机寄存器定义的头文件
#include"1602LCD.h"
#include"myParity.h"
#include"main.h"
sbit TxPort = P1 ^ 0;
sbit RxPort = P1 ^ 1;
sbit TxPort2 = P1 ^ 2;
sbit RxPort2 = P1 ^ 3;
#define TIMEHIGH 0xD0;
#define TIMELOW 0x00;
unsigned char i;
unsigned int TxData;
unsigned char Ti;
unsigned int RxData;
unsigned char Ri;
unsigned char code tab[] = { 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90 }; //共阳数码管 0-9
/**************************************************************
函数功能：主函数
**************************************************************/
void main(void)
{
unsigned char TxArray[13] = {0,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0,0 };
unsigned char position = 0;
unsigned char sendTo = 0;
unsigned char keyNum; //获取键值
char a; //循环变量
char flag=0;
RxData = 0;
TxData = 0;
Ti = 0;
Ri = 0;
i = 0;
P1 = 0xff;
P3=0xff;
P3=0xff;
EA = 1; //开总中断
ET0 = 1; //定时器T0中断允许
TMOD = 0x01; //使用定时器T0的模式1
TH0 = TIMEHIGH;
TL0 = TIMELOW;
TR0 = 1; //启动定时器T0
LcdInt();
delay(1000);
Write_com(0x01);//清显示：清屏幕指令
WriteAddress(0x40);
WriteAddress(0x40);
for(a=0;a<10;a++)
{
WriteAddress(0x40+a);
WriteData(ASCII+TxArray[a]);
}
WriteAddress(0x4A);
WriteData('-');
WriteAddress(0x4B);
WriteData('>');
WriteAddress(0x40);
sendTo=NAME_NUM+1;
if(NAME_NUM>1)
sendTo=0;
Show_Name(sendTo);
WriteAddress(0x40);
while (1)//无限循环等待中断
{
keyNum = Key_Scan(); //扫描键盘
switch (keyNum&0x0F)
{
case(PRESS_LEFT) :
if( (position>=0) && (position<10) )
{
WriteAddress(0x40+position);
if(TxArray[position]<32)
TxArray[position]=128;
else
TxArray[position]--;
WriteData(TxArray[position]);
WriteAddress(0x40+position);
}
else if( (position==10) || (position==11) )
{
for(a=0;a<10;a++)
{
TxArray[a]=0;
WriteAddress(0x40+a);
WriteData(0);
}
WriteAddress(0x40);
position=0;
}
else
{
if(sendTo>0)
{
sendTo--;
}
else
{
sendTo=3;
}
Show_Name(sendTo);
}
break;
case(PRESS_RIGHT) :
if( (position>=0) && (position<10) )
{
WriteAddress(0x40+position);
if(TxArray[position]<32)
TxArray[position]=65;
else if(TxArray[position]>128)
TxArray[position]=32;
else
TxArray[position]++;
WriteData(TxArray[position]);
WriteAddress(0x40+position);
}
else if( (position==10) || (position==11) )
{
for(a=0;a<10;a++)
{
TxArray[a]=0;
WriteAddress(0x40+a);
WriteData(ASCII);
}
WriteAddress(0x40);
position=0;
}
else
{
if(sendTo<3)
{
sendTo++;
}
else
{
sendTo=0;
}
Show_Name(sendTo);
}
break;
case(CHANGE) :
if(position<12)
{
position++;
}
else
{
position=0;
}
WriteAddress(0x40+position);
break;
case(SEND) :
flag=0;
for(a=9;a>=0;a--)
{
if(flag==1&&TxArray[a]==0)
TxArray[a]=32;
else if(TxArray[a]!=0)
flag=1;
}
send(TxArray,sendTo);
break;
default:
break;
}
receive();
}
}
Show_Name(int sendTo)
{
if(sendTo==0)
{
WriteAddress(0x4C);
WriteData('C');
WriteAddress(0x4D);
WriteData('a');
WriteAddress(0x4E);
WriteData('r');
WriteAddress(0x4F);
WriteData('l');
WriteAddress(0x4C);
}
else if(sendTo==1)
{
WriteAddress(0x4C);
WriteData('L');
WriteAddress(0x4D);
WriteData('i');
WriteAddress(0x4E);
WriteData('l');
WriteAddress(0x4F);
WriteData('y');
WriteAddress(0x4C);
}
else if(sendTo==2)
{
WriteAddress(0x4C);
WriteData('J');
WriteAddress(0x4D);
WriteData('a');
WriteAddress(0x4E);
WriteData('c');
WriteAddress(0x4F);
WriteData('k');
WriteAddress(0x4C);
}
else
{
WriteAddress(0x4C);
WriteData('L');
WriteAddress(0x4D);
WriteData('i');
WriteAddress(0x4E);
WriteData('s');
WriteAddress(0x4F);
WriteData('a');
WriteAddress(0x4C);
}
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : Key_Scan()
* 函数功能 : 扫描键盘
* 输入 : 无
* 输出 : 读取到的键值
*******************************************************************************/
unsigned char Key_Scan()
{
unsigned char keyValue = 0 , i; //保存键值
//--检测按键1--//
if (GPIO_KEY != 0xFF) //检测按键是否按下
{
delay(PRESS_TIME); //消除抖动
if (GPIO_KEY != 0xFF) //再次检测按键是否按下
{
keyValue = GPIO_KEY;
/* i = 0;
while ((i<50) && (GPIO_KEY != 0xFF)) //检测按键是否松开
{
delay(PRESS_TIME);
i++;
} */
}
}
return keyValue; //将读取到键值的值返回
}
/**************************************************************
函数功能：定时器T0的中断服务程序
**************************************************************/
void Time0(void) interrupt 1 using 0 //“interrupt”声明函数为中断服务函数
//其后的1为定时器T0的中断编号；0表示使用第0组工作寄存器
{
bit RxTemp;
/*发送数据*/
if ((TxData & 0x01) == 1)
{
if (Ti == 9)
{
TxPort = (bit)(TxData & 0x8000);
TxPort2 = (bit)(TxData & 0x8000);
Ti = 0;
TxData = TxData & 0xfffe;
}
else
{
TxPort = (bit)(TxData & 0x8000);
TxPort2 = (bit)(TxData & 0x8000);
TxData <<= 1;
TxData = TxData - 1;
Ti++;
}
}
else
{
TxPort = 1;
TxPort2 = 1;
}
/*发送数据结束*/
/*接收数据*/
RxTemp=RxPort&RxPort2;
if ((RxData & 0x8000) == 0x8000)//S1==1?
{
if (Ri != 8)
{
Ri++;
RxData <<= 1;
RxData = RxData | 0x8000;//S1置1
RxData = RxData | (unsigned int)RxTemp;
}
else
{
RxData <<= 1;
RxData = RxData | (unsigned int)RxTemp;
Ri = 0;
RxData = RxData & 0x7fff;//S1置0
RxData = RxData | 0x4000;//S2置2
}
}
else
{
if (RxTemp == 0)
{
if ((RxData & 0x4000) == 0)//S2==0?
{
RxData = RxData | 0x8000;//S1置1
}
else
{
errorFun(1);
}
}
}
if(RxPort==0)
TxPort2=0;
if(RxPort2==0)
TxPort=0;
/*接收数据结束*/
TH0 = TIMEHIGH;
TL0 = TIMELOW;
}
void errorFun(unsigned char a)
{
char i,s[]="Error";
WriteAddress(0x00);
for(i=0;i<16;i++)
{
WriteData(32);
}
WriteAddress(0x00);
i=0;
while(s[i]!=0)
{
WriteData(s[i]);
i++;
delay(100);
}
WriteData('0'+a);
while(1);
}
void send(unsigned char* TxArray,unsigned char sendTo)
{
unsigned char Tcount=0,i=0,TxD=0;
while (TxArray[Tcount] != 0)
{
Tcount++;
}
TxD |= Tcount;
TxD<<=4;
sendTo <<= 2;
TxD |= sendTo;
TxD |= NAME_NUM;
while ((TxData & 0x0001) == 0x0001)//没发完
;
TxData = calculateTxData(TxD);
for (i = 0; i < Tcount; i++)
{
while ((TxData & 0x0001) == 0x0001)//没发完
;
TxData = calculateTxData(TxArray[i]);
}
}
void receive(void)
{
unsigned char RxArray[13] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
unsigned char Rcount = 0, j = 0, sendTo = 0,temp=0;
if ((RxData & 0x4000) == 0x4000)//S2==1,数据待读取
{
RxArray[0] = checkRxData();
Rcount=RxArray[0] & 0xf0;
Rcount>>=4;
for (j = 1; j < Rcount+1; j++)
{
while ((RxData & 0x4000) == 0x0000)//没有数据读取
;
RxArray[j] = checkRxData();
}
sendTo =RxArray[0] & 0x0c;
sendTo>>=2;
if (sendTo != NAME_NUM)
;//send(RxArray + 1, sendTo);
else
{
WriteAddress(0x00);
switch (RxArray[0] & 0x03)
{
case 0:
WriteData('C');
WriteData('a');
WriteData('r');
WriteData('l');
break;
case 1:
WriteData('L');
WriteData('i');
WriteData('l');
WriteData('y');
break;
case 2:
WriteData('J');
WriteData('a');
WriteData('c');
WriteData('k');
break;
case 3:
WriteData('L');
WriteData('i');
WriteData('s');
WriteData('a');
break;
}
WriteData(':');
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteData(32);
WriteAddress(0x05);
for (j = 1; j < Rcount + 1;j++)
WriteData(RxArray[j]);
}
}
}
4. parity.h
#include // 包含51单片机寄存器定义的头文件
#include"myparity.h"
#include"main.h"
extern unsigned int RxData;
//--定义全局变量--//
unsigned char code DIG_PLACE[8] = {
0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f };//位选控制查表的方法控制
unsigned char code DIG_CODE[17] = {
0x50, 0x5c, 0x50, 0x50, 0x79 };
//Error的显示码
unsigned char DisplayData[8];
//用来存放要显示的8位数的值
/*来自安驰的代码如下*/
unsigned char checkRxData()
{
unsigned int a = 1; //用于移位后与运算，即为0000 0001
int i;
int UsefulData = RxData;
int bin[9] = { 0 }; //用于记录Rxdata转化为二进制后的数值
int num1 = 0; //用于记录Rxdata中1的个数
UsefulData = UsefulData >> 1; //先右移一位再与运算提取
UsefulData = UsefulData & 255; //出原int型数据中有效的8位
for (i = 0; i<9; i++)
{
bin[i] = RxData&a;
RxData = RxData >> 1; //右移一位
}
for (i = 0; i<9; i++)
{
if (bin[i] == 1)
{
num1++;
}
}
if (num1 % 2 == 0)
{
errorFun(2);//奇偶校验错error2
}
return (char)UsefulData;
}
unsigned int calculateTxData(unsigned char UsefulData)
{
unsigned int CutData;
unsigned int FinalData;
int flag = 0; //判断1的个数
int bin[8] = { 0 };
int num1 = 0;
int num = 0;
int i;
CutData = (int)UsefulData;
num = (int)UsefulData;
for (i = 0; i<8; i++)
{
bin[i] = CutData & 1;
CutData = CutData >> 1; //右移一位
}
for (i = 0; i<8; i++)
{
if (bin[i] == 1)
……………………
…………限于本文篇幅余下代码请从51黑下载附件…………

复制代码

详细内容见附件：

多台单片机间网络的实现.docx (1.95 MB, 下载次数: 81)

ID:1 · 发表于 2017-5-29 03:17

好资料，51黑有你更精彩!!!

ID:171028 · 发表于 2020-3-26 19:05

哇！感谢，正在学习多机通信

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