引言

　　在計算機控制系統(tǒng)中，不可避免的要采用多機系統(tǒng)進行通信。在由一臺PC 機(上位機) 和多臺單片機(下位機) 構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)中，通過PC 機的串口與多臺單片機的通信是最方便的。在這樣的分布式控制系統(tǒng)中，單片機與微機之間的多路通信是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。

系統(tǒng)組成及通訊原理

系統(tǒng)構(gòu)成

　　由上位機(即計算機)、通訊接口和下位機3部分組成。上位機選用的是工控機 ，智能終端由單片MSP430F169和外圍傳感器放大電路等構(gòu)成。要想與PC 串口連接或者其它帶有串口的終端連接，必須要進行EIA-RS-232C 與MSP430 電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計采用MAX3232芯片， 可完成3V~5V 電平與串口電平的雙向轉(zhuǎn)換。

通訊原理

　　MSP430F169單片機支持兩種不同的串行協(xié)議，通用同步協(xié)議（USART協(xié)議）和同步協(xié)議（SPI協(xié)議），用控制寄存器UCTL（表1）中的控制位SYNC來選擇所需的模式。SYNC=0：選擇異步模式UART；SYNC=1：選擇同步模式SPI，在此選擇異步模式。

　　控制寄存器內(nèi)的信息決定了USART的基本操作，如選擇通信協(xié)議、通信模式、字符長度和校驗位等。在此設(shè)定字符長度為8位：CHAR=1，停止位1位：SP=0，奇校驗：PEV=0。 MSP430的波特率發(fā)生器有一預(yù)分頻/分頻器和一個調(diào)整器的組合，即使晶振頻率不是波特率的整數(shù)倍，這一組合也能使MSP430 正常工作而且還可以使其通訊協(xié)議工作在最大的波特率。采用這一技術(shù)， 即使用手表晶振(32768Hz)，波特率也可以達到4800 和9600，選擇波特率為9600，外部時鐘為ACLK。

系統(tǒng)通訊協(xié)議

　　在PC機和多臺單片機的通訊中，確定一個明確而合理的通訊協(xié)議是關(guān)鍵，包括對數(shù)據(jù)格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定。為了區(qū)別不同的分機，必須為每個分機分配一個唯一的地址，此地址唯一區(qū)別各單片機。數(shù)據(jù)格式采用數(shù)據(jù)包的形式，一次傳輸一組數(shù)據(jù)。

起始標志位:1 個字節(jié)

分機地址: 1 個字節(jié)

命令/ 數(shù)據(jù): 1 個字節(jié)

數(shù)據(jù)長度: 1 個字節(jié)

數(shù)據(jù)內(nèi)容: n 個字節(jié)

和檢驗: 2 個字節(jié)

結(jié)束標志位: 1 個字節(jié)

　　數(shù)據(jù)格式中的地址位表示與PC 機通訊的單片機地址。操作命令則表示此次通訊要完成的操作。在單片機發(fā)送上位機接收的時候，協(xié)議規(guī)定命令FFH 為上報數(shù)據(jù)， 此時數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容、和檢驗三個域便填充實際發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)、數(shù)據(jù)及和校驗；命令F0H - F3H 則表示單片機給PC機的反饋信息，此時數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容和檢驗三個域為空，其中當(dāng)命令為F0H 表示接收成功，F(xiàn)1H 表示接收失敗并要求重發(fā)，F(xiàn)2H 表示單片機有數(shù)據(jù)上報要求，F(xiàn)3H 表示單片機無數(shù)據(jù)上報要求。操作命令域在PC 機發(fā)送單片機接收的時候也相似的協(xié)議規(guī)定。