单片机多机通信协议的设计

曲子君

摘 要：单片机技术与信息技术的有机结合，促进了通信技术的发展，在通信领域得到了广泛的应用，并经过不断的升级和创新，形成了单片机多机通信系统。借助单片机技术的优势，开拓全新的发展方向。文章围绕单片机多机通信进行分析，结合单片机技术的应用，从通信协议的设计着手，进一步的改进和完善单片机多机通信系统，使网络通讯与数据传输等相关功能更加稳定。

关键词：单片机；多机通信协议；设计

前言

单片机技术在网络通讯领域得以广泛应用。单片机多机通信的发展，单片机技术与计算机网络技术相结合，其功能得到有效的丰富和拓展，更加高效、迅速进行数据信息的采集、传输和处理。单片机多机通信协议的设计，使单片机多机通信系统的功能更加完善，以更好的应用于多个行业领域当中，对社会信息化建设有着积极的意义。

1 单片机多机通信系统的分析与设计

1.1 通信方式和模式

单片机多机通信系统的构建，实现了单片机由单向网络向多项网络的转变，促进了单片机技术与计算机网络技术的有机融合。单片机的通信方式也得到了有效的拓展，产生了多种通信方式和模式，并根据功能的不同予以区分，通过通信方式的选择以及通信模式的确定，充分发挥单片机和计算机网络技术的优势，科学合理的进行单片机多机通信系统设计，使系统功能更加完善。根据通信速率要求的不同而选择合适的通信方式。

并行通信和串行通信是最主要的两种通信方式，二者之间存在着十分明显的区别。并行通信一般是对单片机多机通信速率要求较高而选择的通信方式。在多个并行信道当中进行成组数据的传输，以达到高速通信的效果。但是该种通信方式具有一定的局限性，尤其是通信距离方面。为了达到高速通信的目的，需要在数据信号的发送端和接收端之间增加多条线路，显然不适用于远程通信。因此在进行远程通信时，选择串行通信方式。串行通信方式相对比较简单，在单条一位宽的传输线之上，按照相应的顺序进行传输。数据信号的发送端和接收端之间只有一条信道，信息传输速率虽然不如并行通信，但是适用于远程传输，在很大程度上弥补了并行传输的不足。就串行通信而言，可以根据信息传输的具体需要而选择同步传送或者异步传送，两种通信模式有着各自的优势和缺陷，同步传送的速率相对较高[1]。

1.2 多机通信系统设计

根据单片机多机通信系统不同的通信方式和模式，作为系统升级的重要参考，围绕相关设计理论和思想，进行多机通信模块设计。首先，单片机多机通信需要根据完整的通信协议进行设计，信号的选择、地址的确定、命令信号以及波特率等内都是单片机多机通信协议的设计所涉及的重要内容，以作为多机通信系统设计的核心思想。

其次，在单片机多机通信协议设计的基础上，进行模块合计，根据不同的功能划分为地址判断、命令判断、数据传输以及出错处理等模块，各个模块之间有效执行各自的职能，相互协调和配合，进而保证单片机多机通信的完整性。

第三，明确通信对象，准确的进行地址判断，进行通信协议编址，并由主机向从机发送，在与本地地址对比之后进行判断，只有保证地址相同的情况下进行通信，然后经过命令判断和数据传输之后，完成模块设计。而出现通信协议与本地地址不符时，则需要进入出错处理模块进行处理。多机通信系统设计完成后，经过仿真验证，保证通信的顺利进行，为单片机多机通信提供给重要的保障[2]。

2 单片机多机通信协议的设计

2.1 综合分析和优化处理

在多机通信系统设计的过程中，通信协议的设计是最关键的环节，在很大程度上影响着单片机多机通信系统功能的发挥。为了保证传输信号的准确性，需要事先进行网络拓扑结构设计，经过统一管理，合理分配网络资源。使用正确的网络协议。数据发送、分配发送时间以及移交使用权都是需要重点考虑的内容。在网络拓扑结构的机器设备当中，数据具有可见性，信号的安全性和可靠性得以有效的保障。另外，网络接口电路的功能设计以及客户机与服务机电路设计都需要参考单片机多机通信协议的设计，以保证其相关功能的完善。在对单片机多机通信系统进行综合分析和优化处理过程中，在客户机和服务机的通信以及数据包设计的基础上，进行单片机的处理。

首先，单片机不再具有停止等待协议有发送窗口，而根据相互对应的确认包和数据包，在发送数据包之后，只有等待确认包到达或是超时之后才能执行下一步，超时再发不能超过两次。其次，确定IP数据包、源地址以及目的地址，明确数据包的起始点和结束点，在数据帧组合成包之后，以携带更多的数据标识信息。精简首部项，结合IP 数据包长度变化的特点，保留控制字，提高其灵活性。第三，结合以上内容，进行单片机多机通信系统的综合分析和优化处理，为通信协议的设计打下良好的基础[3]。

2.2 服务机和客户机协议设计

发送询问数据包，服务器要按照合适的间隔进行发送。以网络容量为1台服务机和62台客户机的单片机多机通信系统为例，询问数据包发送间隔一般为1/384。参考相关标准，根据当前询问地址判断是否进行下一步，将询问数据包发送至当前询问地址设备，等待确认包到达或是超时之后分别进行正确和错误标记，其中超时两次之后标记为错误。查看被询问客户机，当确定有数据需要时，合理分批额总线使用权。在询问结束之后发送数据包，如果超时则需要进行总线使用权回收。

在客户机协议设计过程中，接收本机数据包，确定是否发送相关数据，并予以有效处理。经过网络资源分配，发送数据包，确认接收之后转入下一步骤。如果有数据需要发送，则发送数据包转入超时检查。超时则重新接收属于本机的数据包，未超时则等待数据包确认。在发送方与接收方之间数据包查询和确认的过程中，完成客户机协议的设计[4]。

3 结束语

單片机多机通信协议的设计，单片机多机通信系统设计的核心环节。随着通信技术的发展和进步，单片机多机通信系统也在不断的升级和创新，为通信领域开拓全新的发展方向。通过单片机多机通信系统的分析与设计，结合通信协议的设计的要点，有效的进行设计，将单片机多机通信系统的功能更加完整的展现出来。

参考文献

[1]彭佳文，姚志成，彭佳红.一种单片机多机通信系统的设计[J].微计算机信息，2008，2：131-133.

[2]沈一凡.一种单片机多机通信系统的设计[J].硅谷，2014，22：28+32.

[3]刘涛.基于单片机的多机通信系统设计[J].中国新通信，2014，8：111.

[4]陈婷.浅谈单片机多机通信的设计[J].科技致富向导，2011，20：47+71.