CN108390807B - 一种基于单片机的多机通讯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于单片机的多机通讯方法，实现多个单片机的主从式通讯，各个单片机之间采用RS422总线连接。主机利用数据长度、扫描次数、从机地址计算各个从机优先级，进而分配数据传输次序，直到所有数据传输完成，最后通过通讯效能量化的方法，评估通讯效率，作为优先级参数优化的依据。本发明动态调整优先级，量化通讯效能优化参数，既保证优先级，又充分利用线路通讯资源。本发明实现简单，满足实际应用的需要。

Description

一种基于单片机的多机通讯方法
技术领域
本发明涉及一种基于单片机的多机通讯方法。
背景技术
单片机系统十分广泛，由于单片机的系统资源有限，通讯成为单片机系统应用的瓶颈，尤其是在系统中有多个处理器的情况，单片机显得力不从心。为了应对多个处理器的情况，很多的通讯方法也被提出来，比如发明专利“一种基于UART的主从多机通讯系统及方法(申请号201610977199.2)”，论文“计算机与51系列单片机多机通讯的实现(作者：程万胜等)”、“单片机RS-485多机通讯技术(作者：姜地)”、“基于RS-422总线的单片机多机通讯接口的设计与实现(作者：桑胜举等)”等。这些方法往往在优化的过程中，只关注了某些方面，而在应用过程中，需要考虑优先级、信息的先来先到次序、短作业任务优先的问题，从而实现设备高利用率。而且在大部分的方法没有进行效果评估，不能自适应调整，导致应用效果不佳。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够动态优化、响应快、利用率高的多单片机通讯方法。
为实现上述目的，本发明提供一种基于单片机的多机通讯方法，包括一主机和多个从机，主机和从机之间通过RS422总线连接。通讯方法包括如下步骤：
1)主机逐个给从机发送指令帧，扫描从机状态，指令帧包括起始位、从机地址Sn、发送询问和要求发送四部分信息；主机若有数据发送给从机，可以给从机发送数据帧，主机数据帧包括起始位、从机地址Sn、数据三部分信息；
2)从机发送优先级帧，优先级帧包括起始位、主机地址、优先级信息p和待发送数据长度L；
3)主机计算从机优先级，安排各从机发送顺序，从机优先级SP计算方法如下：
SP＝p·(aL+b/M)+c·Sn
其中M是扫描次数M＝1，2，3，…，每次加1，a、b、c是常量参数；
4)主机给优先级最高的从机发送指令帧，从机发送数据帧，从机数据帧包括起始位、主机地址和数据；
5)主机重复步骤1-4，直到所有数据发送完毕；
6)量化通讯效能f，判断是否对a、b、c参数优化，供下次通讯计算调整优先级，若f>Th(Th为常量1.1)，则调整参数a、b、c，否则不调整，计算通讯效能f方法如下：
Figure BDA0001577457740000021
其中，Wi为第i条从机通讯数据等待扫描次数，p为数据优先级，k为通讯数据总数。
优选的，主机指令帧和数据帧的起始位分别为3个脉冲和2个脉冲，从机优先级帧和数据帧的起始位分别为3个脉冲和2个脉冲。
综上所述，本发明的多机通讯方法简化了通讯信息帧，动态调整优先级，可使从机根据不同的优先级向主机传输数据，这样可避免出现总线系统出现死循环，保证总线系统的通讯资源得到充分利用，并且通过评估通讯效能，优化参数，提升了通讯效率。主机指令帧、数据帧和从机优先级帧、数据帧采用起始位脉冲个数区分，简化了通讯数据量，实现简单。
附图说明
图1为本发明多机通讯方法流程图。
图2为本发明多机通讯的系统框图。
图3为本发明多机通讯方法主机指令帧。
图4为本发明多机通讯方法主机数据帧。
图5为本发明多机通讯方法从机优先级帧。
图6为本发明多机通讯方法从机数据帧。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地实施。本发明一种基于单片机的多机通讯系统如图2所示，假设系统由1个主机和3个从机，主机和从机均由单片机构成，并且通过RS422相连。主机和从机统一编址，主机地址为00，3个从机地址依次为01，10，11。从机数量可根据实际情况增加，通讯方法如图1所示，包括如下步骤：
1)主机逐个给从机发送指令帧，扫描从机状态，指令帧包括起始位、从机地址Sn、发送询问和要求发送四部分信息，如图3所示，信息各个部分长度根据实际情况设置。主机指令帧起始位为3个脉冲，从机地址Sn分别为01，10，11，发送询问是主机询问从机是否有数据要发送，0表示询问，1表示不询问，要求发送是主机要求从机立即发送数据，0表示立即发送，1表示不发送。开始，主机给1号从机、2号从机、3号从机分别发送0101、1001、1101，注意还有起始位3个脉冲。
主机若有数据发送给从机，可以给从机发送数据帧，主机数据帧包括起始位、从机地址Sn、数据三部分信息，如图4所示，信息各个部分长度根据实际情况设置。主机给3个从机发送数据帧中的地址分别为01、10、11，主机数据帧的起始位为2个脉冲，数据位数定为5位。
2)从机发送优先级帧，优先级帧包括起始位、主机地址、优先级信息p和待发送数据长度L，如图5所示，信息各个部分长度根据实际情况设置，从机优先级帧的起始位为3个脉冲。从机接收到主机指令帧，回复优先级帧，假设从机1、2、3均有发送数据的要求，且发送优先级分别为11、00、01，优先级越小优先级越高，00是最高优先级，11优先级最低。从机待发送给主机的数据长度分别为2、3、4。因此，从机1、2、3发送给主机的优先级帧分别为0011010、0000011、0001100，注意还有起始位3个脉冲。
3)主机计算从机优先级，安排各从机发送顺序，从机优先级SP计算方法如下：
SP＝p·(aL+b/M)+c·Sn
其中M是扫描次数M＝1，2，3，…，每次加1，a、b、c是常量参数，初始均取为1。
根据从机回复的优先级帧，由上式计算从机优先级SP。1号从机的优先级SP＝3·(2+1/1)+1＝10；2号从机的优先级SP＝0·(2+1/1)+2＝2；3号从机的优先级SP＝1·(4+1/1)+3＝8；从机优先级从高到低为2号、3号、1号。此处优先级计算考虑了数据长度、优先级和编号，优化了通讯效率，最大限度挖据通信效能。
4)主机给优先级最高的从机发送指令帧，从机发送数据帧，从机数据帧包括起始位、主机地址和数据，如图6所示，信息各个部分长度根据实际情况设置。主机给2号从机发送指令帧，让2号机发送数据，主机给2号从机发送的指令帧为起始位3个脉冲+1010，从机发送的数据帧的起始位为2个脉冲+00+3个数据。
5)主机重复步骤1-4，直到所有数据发送完毕。主机再次给2号从机发送指令帧，询问2号机是否有数据发送，给2号从机发送指令帧为起始位3个脉冲+1001.假设2号从机还有长度为5的数据要发送，优先级11，因此号从机回复的优先级帧为起始位3个脉冲+0011101.根据从机回复的优先级帧，计算从机优先级SP。1号从机的优先级SP＝3·(2+1/2)+1＝8.5；2号从机的优先级SP＝3·(5+1/1)+2＝20；3号从机的优先级SP＝1·(4+1/2)+3＝7.5；从机优先级从高到低为3号、1号、2号。主机给3号从机发送指令帧让其发送数据，假设后面只有1号、2号从机数据待发送，直到所有从机数据发送完成，此次通讯完成。
6)量化通讯效能f，判断是否对a、b、c参数优化，供下次通讯计算调整优先级，若f>Th(Th为常量，初始取为1.1)，则调整参数a、b、c，否则不调整，计算通讯效能f方法如下：
Figure BDA0001577457740000041
其中，Wi为第i条从机通讯数据等待扫描次数，p为数据优先级，k为通讯数据总数。上述通讯过程中，第1条从机数据扫描次数为3，优先级为3；第2条从机数据扫描次数为1，优先级为0；第3条从机数据扫描次数为2，优先级为1；第4条从机数据扫描次数为3，优先级为2。代入上式：
Figure BDA0001577457740000042
通讯效能达到要求，不需要优化a、b、c参数。如果没有达到通讯效能要求，根据通讯数据长度调整参数，如果通讯数据长度太长，a、b、c参数分别减小、增大、减小，如果通讯数据长度太长，a、b、c参数分别增大、减小、增大，调整优先级，使得通讯效能满足要求。通讯效能函数设计的思路就是考虑优先级情况下，各条通讯数据等待时间最短，既保证优先级，又充分利用线路通讯效率，达到最优效果。
综上所述，本发明动态调整优先级，可使从机根据不同的优先级向主机传输数据，这样可避免出现总线系统出现死循环，保证总线系统的通讯资源得到充分利用，并且通过评估通讯效能，优化参数，既保证优先级，又充分利用线路通讯效率。主机指令帧、数据帧和从机优先级帧、数据帧采用起始位脉冲个数区分，简化了通讯数据量，实现简单。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

Claims (2)

1.一种基于单片机的多处理器通讯方法，其特征在于主机和从机均由单片机组成，多处理器通过RS422接口相连，通讯方法包括如下步骤：
1)主机逐个给从机发送指令帧，扫描从机状态，指令帧包括起始位、从机地址Sn、发送询问和要求发送四部分信息；主机若有数据发送给从机，可以给从机发送数据帧，主机数据帧包括起始位、从机地址Sn、数据三部分信息；
2)从机发送优先级帧，优先级帧包括起始位、主机地址、数据优先级p和待发送数据长度L；
3)主机计算从机优先级，安排各从机发送顺序，从机优先级SP计算方法如下：
SP＝p·(aL+b/M)+c·Sn
其中M是扫描次数，M＝1，2，3，…，每次加1，a、b、c是常量参数；
4)主机给优先级最高的从机发送指令帧，从机发送数据帧，从机数据帧包括起始位、主机地址和数据；
5)主机重复步骤1)-4)，直到所有数据发送完毕；
6)量化通讯效能f，判断是否对a、b、c参数优化，供下次通讯计算调整优先级，若f＞1.1，
则调整参数a、b、c，否则不调整，计算通讯效能f方法如下：
Figure FDA0002657243740000011
其中，Wi为第i条从机通讯数据等待扫描次数，p为数据优先级，k为通讯数据总数。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的多处理器通讯方法，其特征在于：主机指令帧和数据帧的起始位分别为3个脉冲和2个脉冲，从机优先级帧和数据帧的起始位分别为3个脉冲和2个脉冲。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109413217B (zh) * 2018-12-31 2021-06-08 宁波工程学院 一种农业物联网数据通讯方法
CN110018659A (zh) * 2019-04-18 2019-07-16 承德石油高等专科学校 一种单片机通讯系统及其通讯方法
CN112087535B (zh) * 2020-09-17 2022-10-28 山东科大机电科技股份有限公司 一种总线地址自动检测装置、系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102736019A (zh) * 2012-07-17 2012-10-17 宁波工程学院 电路板柔性检测系统及检测方法
CN104794089A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 中国电子科技集团公司第四十七研究所 适用于单片机的改进型uart通信的方法、装置及系统
CN107528798A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 宁波工程学院 基于rs485总线系统的优化调度方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103166821A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 深圳市华为安捷信电气有限公司 实现串口通信的方法、设备及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102736019A (zh) * 2012-07-17 2012-10-17 宁波工程学院 电路板柔性检测系统及检测方法
CN104794089A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 中国电子科技集团公司第四十七研究所 适用于单片机的改进型uart通信的方法、装置及系统
CN107528798A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 宁波工程学院 基于rs485总线系统的优化调度方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于RS-422总线的单片机多机通讯接口的设计与实现;桑胜举，张华，沈丁，安琦;《泰山学院学报》;20081130;第30卷(第6期);5-10 *

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