单片机多机通信系统稳定性的研究

二、通信协议的影响

在数据传输过程中，每组数据都包含着特殊的意义，这就是通信协议。主、分机之间必须要有协议，这个协议是以通信数据的正确性为前提的，而数据传输的正确与否又完全决定于传输途径，即传输线。也就是说保证传输线状态稳定与通信协议有直接联系。

在主从式通信系统中，把数据传输过程划分成几个阶段来分析，如图（3）所示。在图3a中，t0~t1为主机向分机发送命令时间。在t1时刻，主机将差动输出状态转换成输入状态。在图3（b）中，t2之后的时间为分机向主机传送数据阶段，分机由输入状态变成输出状态。由于单片机多机通信大多采用异步串行方式，所以发送数据后的TI置位和接收机RI的置位时间有一段时间差，而且接收机在转换到输出状态前要有一段图3图4数据处理时间，这两段时间加起来不可忽视。在图3（c）中，t1~t2即为这段时间，这时串行通信总线处于悬浮状态，极易拾取空间干扰信号，这时主机与另外的分机可能会同时得到一个无规则的数据，对分机而言可能是错误指令，造成错误反应。为此，在通信协议中加入延时阶段，来解决此问题。如图4所示：在图4（a）中，t1~t3为延时阶段；在图 4（b）中t2~t4为分机的延时阶段；图4（c）中，t1~t2为分机的反应时间。延时时间T的大小可按分机接到主机命令后的最长反应时间的2倍来计算。

延时阶段的作用可用图4（c）来分析。在图4（c）中，主机控制数据总线的时间由t1延长到t3，分机的反应时刻为t2，但分机有效数据从延时后的 t4时刻开始，这样在通信总线上有主机和某台分机同时控制的一段时间即t2~t3的时间段。由于主机和分机对总线控制的方向相同，所以不会对这两台机器的硬件造成影响，而且在t1~t2阶段，总线一直处于低阻状态，不会产生噪声，所以总线的抗干扰能力也加强了，提高了通信的稳定性。