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基于单片机红外无线通信的抄表系统


       在抄表机数据通信系统中,单片机之间的数据通信采用一对多的主从模式,利用波长为940μm的远红外波通信。其原理示意图如图1。主机(即抄表机单片机)负责发送从机(即电度表单片机)地址、控制命令及调度,从机则负责收集现场信息,进行一定的数据处理,根据主机的要求返回数据,并执行主机发出的命令。抄表机单片机与电度表单片机之间的信息交换是通过串行通信来实现。在采用主从式多机串行通信系统中,从机不主动发送命令或数据,一切都由主机控制。由于发送和接收共用同一物理信道因此在任意时刻只允许一台从机处于发送状态,其余的从机不能发送。只有被主机呼叫的从机才能占用总线,对主机做出应答。

 

       每台从机均分配有一个唯一的从机地址,主机与从机通信时,主机先呼叫某从机地址,唤醒被叫从机后,主、从两机之间进行数据交换,而未被呼叫的从机则继续处于等待状态。主机发送的信息可以传到多个从机或指定的从机,各从机发送的信息只能被主机接收。为了完成上述功能需通过设置单片机的串口控制寄存器SCON来实现,在此将单片机设置在工作方式3,即SM0=1、SM1=1。

 

       通信的数据格式为每帧11位,包括1位起始位、8位数据位、1位奇偶校验位和1位停止位;片内定时器T1作为波特率发生器,选择传送的波特率为1200bps,则定时器T1的初值应设置为TL1=TH1=E8H,另外应禁止定时器T1中断,以免因定时器T1溢出而产生不必要的中断错误。当主机发送一帧地址信息时,应保持这帧数据的第9位TB8为“1”;发送一帧数据信息时,应保持这帧数据的第9位TB8为“0”,所有从机最初均处于接收状态,即SM2=1状态,当接收的一帧数据的9位为1,所有从机均产生中断,接收这一帧地址数据并与各自的从机地址进行比较,以判断主机是否要与本机通讯。接收到的地址数据与从机地址相等的为被呼叫从机,该从机将串行口控制寄存器SCON中的控制位SM2清0,去接收主机发来的数据帧(数据帧的第9位为0),此时不管接收到的第9位数据是否为1,都要产生串口中断,保证了主机与被叫从机间的正常数据通讯。通讯结束后,该从机又重新将串行口控制寄存器SCON中的控制位SM置为1,为下一次与主机进行通讯做好准备。其它从机则一直在SM2=1下继续自己的等待,不会受到其它从机与主机通讯的干扰。

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