PC机与单片机多机主从互通的实现

　　0 引言

　　PC 机与单片机组成的主从系统很常见，在很多领域中都得到了应用。在这些系统中，PC 机与单片机之间一般采用串行通信方式，按照一定的格式，进行数据、指令的交换，完成PC机对单片机的控制、数据前送，或者单片机上数据、状态等信息的回送。

　　当单片机数量较多时，比较容易实现PC 机对所有单片机的控制。一般在这种情况下，采用广播的方式。

　　所有单片机都挂在一条串行数据总线上，只需对单片机进行地址编码，PC机将地址数据和控制报文进行广播，单片机接收广播数据后进行地址比对，筛选出所需的数据，完成相应的数据传送。

　　如果PC 机要对单片机多机进行广播，并回传所有单片机的信息，即单片机还要发送数据至PC机，再加上单片机数量较多（大于100 个单片机），则要实现PC 机与单片机多机的互相通信，难度是比较大的。

　　本文提出了一种切实可行的方法，通过实际电路搭建和调试，实现了PC机与单片机多机的互相通信，达到了预定的目标，使该系统具有如下功能：

　　（1）PC机可以对所有100多个单片机进行控制，根据需要，发送不同控制字到达每个单片机；

　　（2）PC机对单片机的状态修改是随机的、没有规律的；

　　（3）所有单片机将自身的一些状态信息按照顺序回传至PC机。

　　1 互通信的几种实现方法

　　PC 机至多个单片机的广播比较简单，难度较大的是多个单片机发送数据至PC机。由于100多个单片机均挂在一个数据总线上，系统设计的难点就在于数据总线控制权的传递，绝对不能出现有2个或者2个以上设备同时向总线上发送数据。系统设计之初，考虑了两种总线控制方式有接力式和点名式：

　　（1）接力式总线控制方式

　　这种控制方式的基本思路是：初始化后，所有单片机在接收完PC机数据后，处于串行接收状态，不占用总线控制权。PC机发出回送开始指令，第1个单片机响应该指令，并立即占有总线控制权，向总线上的PC机发送数据，数据发送完成后，紧接着第1个单片机发送控制指令，通知第2个单片机，同时第1个单片机退出总线控制权，处于接收状态；第2个单片机接收到第1个单片机的开始指令后，和前面第1个单片机一样，开始向总线上发送数据，并在结束传送之后通知第3个单片机，如此这般，不断接力传输，轮流控制总线，直至最后一个单片机完成数据传送。在单片机控制总线，进行回传的过程中，如果要通过PC机向某个或者某些单片机传送数据时，PC机软件会自动将这些数据存储下来，等到最后一个单片机接收向PC机送数据之后，PC机再占用数据总线，开始向单片机传送数据。

　　（2）点名式总线控制方式

　　该控制方式与接力式控制方式大体相同，不同的是这种控制方式需要等待PC 机点名指令。系统初始化后，单片机接收PC机指令、数据之后，PC机发送点名指令，让第1个单片机开始传送数据，第1个单片机接收该指令后，立即占用总线，开始传送数据，传送结束后，发送结束指令至PC 机，PC 机在接收该结束指令后，立即占用总线，再发送点名指令，让第2个单片机开始传送数据，如此不断动作，直至最后一个单片机结束传送。