Atmega8515单片机多机通信硬件电路设计

蒋金元

一、RS-485方式构成的多机通信原理

用MAX1487构成的多机通信原理框图如图1所示。

总线末端接匹配电阻，吸收总线上的反射信号，保证信号传输无毛刺。匹配电阻的取值应与总线的电阻特性相当。当总线上没有信号传输时，总线处于悬浮状态，易受干扰信号影响。在总线上差分信号的正端A+和+5V电源间接一个10kΩ的电阻，正端A+和负端B-间接一个10kΩ的电阻，负端B-和地间接一个10kΩ的电阻，形成网络。总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3.2V，负端B-的电平大约为1.6V。即使有干扰信号，也很难产生串行通信的起始信号0，从而增加了总线抗干扰的能力。

在半双工通信情况下，发送和接收共用一个物理通道，任意时刻只允许一台单机处于发送状态。因此，要求应答单机必须在侦听到总线上呼叫信号已经发送完毕，且没有其他单机发出应答信号的情况下才能应答。如果在时序上配合不好，就会发生总线冲突，使整个系统通信瘫痪，无法正常工作。要避免这一点，必须遵守以下几项原则：

1．复位时，主从机都处在接收状态

MAX1487的发送和接收功能转换是由／RE，DE端控制的。RE=1，DE=1时，MAX1487处于发送状态：/RE=0，DE=0时，处于接收状态。使用单片机的一根口线连接／RE，DE端。在上电复位时，硬件电路稳定需要一定时间，且单片机各端口复位后处于高电平状态，会使总线上各个分机处于发送状态，加上上电时各电路不稳定，可能向总线发送信息。因此，用一根口线作发送和接收控制信号，应该将口线反向后接入MAX1487的控制端，使上电时MAX1487处于接收状态。

2．控制端，RE、DE的信号的有效宽度应大于发送或接收一帧信号的宽度

MAX1487的发送和接收都由同一器件完成，且使用同一物理通道，必须对控制信号进行切换。控制信号何时为高电平、何时为低电平，以单片机的标志位作为参考。AVR的标志位为TXC和RXC。

二、Atmega8515和MAX1487的连接

在多机通信过程中，所有设备的RS-485接口是并在通信线上的，只能有一个设备为主机，其他为从机。通信由主机发起。数据帧一般采用1位起始位、9位数据位，其中第9位(RXB8)被用作表征该帧是地址帧还是数据帧。当帧类型表征位为“1”时，表示该帧数据为一个地址帧；当帧类型表征位为“0”时，表示这个帧为一个数据帧。主机MCU可以设置使用9位数据帧结构(UCSZ=7)。当发送地址帧时，置第9位为“1”；发送数据帧时，置第9位为“0”。这种情况下，从机必须设置成接收9位数据帧结构。

多机通信模式允许多个从机并在通信线路上，接收一个主机发出的数据。通过对接收到的地址帧中的地址进行解码，确定哪个从机被主机寻址。如果某个从机被主机寻址，它将接收接下来主机发出的数据帧，而其它的从机将忽略数据帧，直到再次接收到一个地址帧(从机地址是由各个从机本身的软件决定的)。