AVR单片机串口多机通讯程序

在多机通信过程中，所有设备的 RS232接口是并在通信线上的，其中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）被用作为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。 
　　在AVR中，通过设置从机的UCSRA寄存器中标志位MPCM，可以使能USART接收器对接收的数据帧进行过滤的功能。如果使能了过滤功能，从机接收器对接收到的那些不是地址信息帧的数据帧将进行过滤，不将其放入接收缓冲器中，这在多机通信中有效的方便了从机MCU处理数据帧程序的编写（同标准51 结构相比）。而发送器则不受MPCM位设置的影响。 

　　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自己的软件决定的）。 
　　对于在多机通信系统中的主机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”。在这种情况下，从机也必须设置成接收9位数据帧结构。 
　　多机通信方式的数据交换过程如下： 
    1)设置所有从机工作在多机通信模式（MPCM=1）。  
    2) 通信开始是由主机先发送一个地址帧，如8位数据为0X01（1号从机地址），第9位=“1”，呼叫1号从机。 
    3)所有从机都接收和读取该主机发出的地址帧。在所有从机的MCU中，RXC标志位被置位，表示接收到地址帧。 
    4)每一个从机MCU读UDR寄存器，并判断自己是否被主机寻址。如果被寻址，清UCSAR寄存器中的MPCM位，等待接收数据；否则保持MPCM为 “1”，等待下一个地址帧的接收（该步应由用户软件处理实现）： 
      A)作为1号从机的MCU处理过程为：收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01为自己的地址，将MPCM位置“0”，接收之后所有主机下发的数据帧，直到下一个地址帧为止。  
      B)其它从机MCU的处理过程：收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01不是自己的地址，将MPCM位置“1”，这样他们将忽略主机随后发送的数据帧，直到主机再次发送地址帧。 
    5)当被寻址的从机MCU接收完最后一个数据帧后，将MPCM位置位，等待下一个地址帧的出现（该步也应由用户软件处理实现），然后从步骤2开始重复。  



[转]例子； 

  通讯规则:  
   1:时钟7.3728 MHz/波特率9600/9个数据位/奇校验/1个停止位/硬件多机通讯功能/  
   2:通讯连接采用硬件MAX485,双向单工  
   3:每个上行/下行的数据包的字节个数都是一样的(通讯数据量)  
   4:每个上行/下行的数据包都采用CRC8校验  
   5:数据接收采用中断+查询的方式  
   6:总是由主机向从机发送一个数据包,从机收到数据包后向主机回复一个数据包  
   7:不管是主机还是从机,如果收到的数据包有任何错误,都将丢弃该数据包,等效于没有接收  
   8:从机之间不能相互通讯,必须通过主机才能交换数据  
   9:无效地址是0,主机地址是1,从机地址是2.3.4......广播地址是255  
*/  
#include   
#include   
#include   
#include      //CRC校验函数就在这个文件里面    

#define    amount 10    //设定通讯数据量(包括1个地址帧,n个数据帧,1个校验帧)  

unsigned char   send[amount];            //发件箱  
unsigned char inbox[amount];            //收件箱  
unsigned char n=0;                      //记忆中断次数  

//--------------------------------------------------------------------  
interrupt[12] Rxd_isr(void)             //接收中断  
{    
   unsigned char ERROR=0;  
   if( UCSRA&4 || UCSRA&16 ) ERROR=1; //奇偶效验错误或者帧错误就记录下来     
   inbox[n]=UDR;                        //保存到收件箱  
   n++;                                  //记忆中断次数  
   if(ERROR) inbox[0]=0;                 //如果通讯有错,收件箱的地址帧就标记成无效地址0  
}  

//---------------------------------------------------------------------  
void main(void)  
{  
   usart_init();                          //串口初始化  
   UCSRA=0;                             //主机关闭地址筛选功能(多机通讯功能)  
   #asm("sei")                           //打开全局中断  
   while(1)  
   {  
     //-------------与从机2对话,与其他从机对话与下面的程序类似-------------------  
     n=0;                                //中断次数清0  
     inbox[0]=0;                         //收件箱地址清0  
     //请更新准备发送的数据  
     //send[1]=?    
     //......  
     //send[n]=?  
     send[0]=2;                          //改变这个地址就可以实现与某个从机对话  
     send[amount-1]=crc8(send,amount-1);       //计算发件箱的crc8校验码  
     usart_out(send,amount);                          //将发件箱的数据send[]发送出去;  
      
     //等待,从机接收到数据后会回复数据的,如果是10个字节数据量,不能少于13ms!!!  
     //这个时间由人工计算，要考虑从机由于各种中断延长回复时间的可能  
      
     delay_ms(15);  
      
     //if(n<3) 如果接收到的数据还不到3个，那么就是通讯线路故障  
      
     //如果收件箱已经收到amount个数据,并且crc8校验成功就...  
     if(n==amount && inbox[amount-1]==crc8(inbox,amount-1))  
       {  
         if(inbox[0]==1)                 //如果收件箱地址帧属于本机就运行下面的测试代码  
           {  
             DDRD.3=1;  
             PORTD.3=1; delay_ms(10);  
             PORTD.3=0; delay_ms(990);  
           }  
            
         if(inbox[0]==255)  
           {  
             //请在这里添加收到广播数据的处理程序  
           }  
       }                
   }  
}    //end  


------------------------------------------------------------  
从机  
------------------------------------------------------------  
#include   
#include   
#include   

#define    amount 10     //设定通讯数据量(包括1个地址帧,n个数据帧,1个校验帧)    
#define    address 2     //请在这里设定本机地址  

unsigned char   send[amount];                      //发件箱  
unsigned char inbox[amount];                      //收件箱  
unsigned char n=0;                                //记忆中断次数  

interrupt[12] Rxd_isr(void)                       //接收中断  
{    
   unsigned char ERROR=0;  
   if( UCSRA&4 || UCSRA&16 ) ERROR=1;              //记录奇偶效验错误或者帧错误  
   inbox[n]=UDR;                                   //把接收到的数据保存到收件箱  
   n++;                                            //记忆接收的次数  
   if(ERROR)                                       //如果通讯有错....  
     {  
       n=0;                                        //接收计数清0  
       inbox[0]=0;                                 //把地址改为无效地址0  
       UCSRA|=0x01;                                //重新打开接收器的地址帧筛选功能  
     }  
    
   //如果地址匹配本机或者是广播地址就关闭地址筛选(多机通讯)功能    
   if(inbox[0]==address ||inbox[0]==255) UCSRA&=254;  
    
   if(n==amount)                                   //接收到amount个数据以后...  
     {    
       n=0;                                        //接收计数清0  
       UCSRA|=0x01;                                //重新打开接收器的地址帧筛选功能  
       if(inbox[amount-1]==crc8(inbox,amount-1))   //如果crc8校验正确就...  
         {     
           if(inbox[0]==address)                   //如果地址匹配本机就回复数据  
             {    
               send[0]=1;                          //发件箱地址指向主机  
               send[amount-1]=crc8(send,amount-1);//产生发件箱的crc8校验码  
               usart_out(send,amount);             //发送发件箱的数据包send[]  
               //请在这里备份你的收件箱信息  
             }  
           if(inbox[0]==255)                       //如果是广播地址就...  
             {  
               //请在这里添加你的代码  
               //收到广播数据请不要回复  
             }  
         }  
     }  
}  

void main(void)  
{  
   usart_init();  
   #asm("sei")  

   while (1)  
         {  
           //send[1]=?  
           //......  
           //send[n]=?  
         };  
}  


---------------------------------------------------------------------------------  
usart.h文件  
---------------------------------------------------------------------------------  
//波特率9600/9个数据位/1个停止位/奇校验/收发开启/接收中断  
void usart_init(void)  
      {    
        UCSRA=0x01;  
        UCSRB=0x9C;  
        UCSRC=http://www.pICavr.com/0xB6;  
        UBRRH=0x00;  
        UBRRL=47;  

        PORTD.4=0;                       //MAX485平时工作在接收状态  
        DDRD.4=1;  
      }  

//-----------------------------------------------------------  
//从数组datas[]的首地址开始发送amount个数据,其中第0个数据是地址帧,其他是数据帧  
void usart_out(unsigned char *datas,unsigned char n)  
      {  
        unsigned char i=0;    
        PORTD.4=1;                       //使MAX485处于发送状态  
        while(i             {    
               if(i==0) UCSRB|=1; else UCSRB&=254;     
               UDR=*(datas+i);          //装载数据开始发送  
               while((UCSRA&64)==0);    //等待发送结束  
               UCSRA|=64;               //清除发送结束标志  
               i++;                      //发送次数统计  
             }  
        PORTD.4=0;                       //使MAX485处于接收状态  
      }     

---------------------------------------------------------------------------------  
crc8校验程序  
---------------------------------------------------------------------------------  
unsigned char crc8(unsigned char *ptr, unsigned char len)    
{  
   unsigned char i;  
   unsigned char crc=0;  
   while(len--!=0)    
    {  
      for(i=1; i!=0; i*=2)  
       {  
         if((crc&1)!=0) {crc/=2; crc^=0x8C;}  
         else crc/=2;  
         if((*ptr&i)!=0) crc^=0x8C;       
        }    
      ptr++;  
     }  
return(crc);  
}