Atmega8515單片機多機通信硬件電路設計

蔣金元

一、RS-485方式構成的多機通信原理

用MAX1487構成的多機通信原理框圖如圖1所示。

總線末端接匹配電阻，吸收總線上的反射信號，保證信號傳輸無毛刺。匹配電阻的取值應與總線的電阻特性相當。當總線上沒有信號傳輸時，總線處于懸浮狀態，易受干擾信號影響。在總線上差分信號的正端A+和+5V電源間接一個10kΩ的電阻，正端A+和負端B-間接一個10kΩ的電阻，負端B-和地間接一個10kΩ的電阻，形成網絡。總線上沒有信號傳輸時，正端A+的電平大約為3.2V，負端B-的電平大約為1.6V。即使有干擾信號，也很難產生串行通信的起始信號0，從而增加了總線抗干擾的能力。

在半雙工通信情況下，發送和接收共用一個物理通道，任意時刻只允許一臺單機處于發送狀態。因此，要求應答單機必須在偵聽到總線上呼叫信號已經發送完畢，且沒有其他單機發出應答信號的情況下才能應答。如果在時序上配合不好，就會發生總線沖突，使整個系統通信癱瘓，無法正常工作。要避免這一點，必須遵守以下幾項原則：

1．復位時，主從機都處在接收狀態

MAX1487的發送和接收功能轉換是由／RE，DE端控制的。RE=1，DE=1時，MAX1487處于發送狀態：/RE=0，DE=0時，處于接收狀態。使用單片機的一根口線連接／RE，DE端。在上電復位時，硬件電路穩定需要一定時間，且單片機各端口復位后處于高電平狀態，會使總線上各個分機處于發送狀態，加上上電時各電路不穩定，可能向總線發送信息。因此，用一根口線作發送和接收控制信號，應該將口線反向后接入MAX1487的控制端，使上電時MAX1487處于接收狀態。

2．控制端，RE、DE的信號的有效寬度應大于發送或接收一幀信號的寬度

MAX1487的發送和接收都由同一器件完成，且使用同一物理通道，必須對控制信號進行切換。控制信號何時為高電平、何時為低電平，以單片機的標志位作為參考。AVR的標志位為TXC和RXC。

二、Atmega8515和MAX1487的連接

在多機通信過程中，所有設備的RS-485接口是并在通信線上的，只能有一個設備為主機，其他為從機。通信由主機發起。數據幀一般采用1位起始位、9位數據位，其中第9位(RXB8)被用作表征該幀是地址幀還是數據幀。當幀類型表征位為“1”時，表示該幀數據為一個地址幀；當幀類型表征位為“0”時，表示這個幀為一個數據幀。主機MCU可以設置使用9位數據幀結構(UCSZ=7)。當發送地址幀時，置第9位為“1”；發送數據幀時，置第9位為“0”。這種情況下，從機必須設置成接收9位數據幀結構。

多機通信模式允許多個從機并在通信線路上，接收一個主機發出的數據。通過對接收到的地址幀中的地址進行解碼，確定哪個從機被主機尋址。如果某個從機被主機尋址，它將接收接下來主機發出的數據幀，而其它的從機將忽略數據幀，直到再次接收到一個地址幀(從機地址是由各個從機本身的軟件決定的)。