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摘要：在对网络通信设计的过程中，必须要使用到多个点单片机，进行开发相关的嵌入式操作系统，与此同时，也需要运用一些高性能的多微机进行完成一些系统工作，所以嵌入式系统想要更好的实现网络通信就必须进行合理的规划，这样才能够更好的运用网络通信系统。本文从网络通信的概述，阐述了多微机和单片机之间的通信接口电路，并对多微机和单片机网络通信的软、硬件设计进行分析，进而对多微机与单片机联合的网络通信的方式和实现进行了说明。
关键词：多微机；单片机；网络通信；设计
前言：近些年，由多微机和单片机共同构成的网络监控系统已经成为了单片机发展的重要方向。本文主要以电路检修智能化考核系统为例，详细的介绍了TIA/EIA-485作为综合的单片机网络通信通的设计方案，进而实现了单片机和多微机共同构成的网络通信。
一、网络通信的概述
通常所说的网络通信，其实就是指外部设备和多微机之间进行信息输送的时候，必须通过数据信号进行输送，从而让每一个数据都占有一定的时间长度。串联通信在进行网络通信的过程中，不仅所使用到的数据线很少，而且还可以进行远距离通信，这样在一定程度上也降低了通信的成本支出，与此同时，其传输数据的速度还很高，所以也提高了数据传输的效率。相比之下，并联通信方式在使用的过程中，不但要求其具有高速度，而且在多微机内部CPU中央处理器和串口之间的通信方式也使用的是并行网络通信方式。对于串行口来说，其实质就是要实现中央处理器和相关数据设备之间位的形式和字节形式的相互转换。
二、多微机和单片机之间的通信接口电路
单片机控制系统主要还有通信接口构成，单片机和多微机之间在进行信息传输和系统切换的过程中，就需要用到通信接口和数据总线。所以，科学的使用通信接口设备和数据线，可以很好的保证数据线的正常使用，而且也是进行网络通信的基本条件。通信接口作为单片机的重要构成部分，而通信接口主要可以分为串行接口以及并行接口等两部分，并通过和RS-232异步传输标准接口进行连接[1]。如图1所示，多微机的网络通信接口。
图1 多微机的网络通信接口
三、多微机和单片机网络通信的软、硬件设计
本系统通过采用TIA/EIA-485中心组网，上位机通过RS-232异步传输标准接口或者转换器，可以把异步传输标准接和下位机进行通信；然而在下位机，通过把标准电平转换为TTL电平接入处理器的异步串行通信口，从而实现了网络的半双工通信。如图2所示，网络单片机通信系统。
异步传输标准接口或者中心组网的转换器，通过使用常见的即插即用产品，该产品能够很好的实现智能控制收发，而且不需要选任何上位机的硬件进行修改。然而上位机通常情况下能够连接64台下位机，总线网络的通信媒介采用的是带有屏蔽层的双绞线，同时还能够在传输线的最后安装150欧的电阻器，这样能够很好的避免通信信号的反射。
如图2所示 网络单片机通信系统
（一）网络通信电路的电路的硬件设计
由于多微机的串口是RS-232信号电平和89C51单片机的串口TTL信号电平并不一致，所以就需要把二者之间进行电平转换，这样才能够保证网络通信的正常使用。其中MAX232是实现RS-232信号电平和89C51单片机转换的关键芯片，通过采用MAX232芯片实现电平之间的转换。如图3所示，MAX232电平转换电路[2]。
如图3所示，MAX232电平转换电路
（二）网络通信电路的电路的软件设计
上位微机监控系统程序所采用的visual basic 6.0编程设计软件进行开发设计，同时VB6 可视化程序设计语言提供64位串口通信空间，该控制元件在使用的过程中，具有丰富的用于串口通信的属性和事件，为通信命令提供了准确的标准，与此同时，还可以用该控件建立全双工、高效实用以及事件驱动器等通信程序。该控制件在使用的过程中，可以屏蔽通信过程中的底层操作，程序员可以能够监控MSComm的属性和事件。
在上位微机实现的功能可以对下位微机的工作状态进行有效的控制以及监控，其中包括了向下微机发送各种数据以及接受下位微机上传送的的检测信息，而且还能够及时的对相关数据进行显示。图4所示，上位微机通信程序流程图。
图4所示，上位微机通信程序流程图
下位采用89C51单片机，通过利用其串口内的输送功能，可以很好的实现数据信息的输送。89C51单片机的内部具有一个可以进行编程的全双工串行接口，它在物理结构上可以具体的分为两个独立的发送缓存器以及接收缓存器，这两个缓存器是一个特殊的功能，就是能够用作寄存器地址。然而89C51单片机对外具有两个能够独立进行收、发的信号线RXD（P4.0）接收外部设备传来的数据以及TXD（P4.1）存放图片的文件，所以，在使用的过程中，可以同时接收和发送相关数据信息，从而实现了全双工传送。在实际使用的过程中，接收和发送缓存器无法交叉的使用，对外他们具有同一个地址，其究竟是接收缓存器还是发送缓存器，主要是依靠软件下达的具体指令决定。在使用串口发送接收数据信息的过程中，89C51单片机具有两个特殊功能的寄存器就是SCON控制寄存器和PCON功率控制寄存器两种，用它们可以参与对串口内的控制[3]。
四、多微机与单片机联合的网络通信的方式
本文的网络通信系统主要采用的主从结构，上位机作为主机，下位机作为从机。因为上位机向下位机输送的数据资料的量比较大，然而下位机向上位机疏松的资料较少，所以，网络通信系统在下位机通过采用查询以及中断的方式和主机进行通信；当上位机向下位机传送数据资料的过程中，下位机可以通过中断的方式进行发送和接收；然而下位机向上位机进行数据信息传送的过程中，就可以进入查询通信模块的方式，把通信请求标志位置，等待上位机产生响应。在上位机没有主动进行通信任务的时候，可以很好的对下位机进行巡检，检查是否有通信请求，如果有通信请求，那么就应该及时的响应以完成数据信息的传输。与此同时，为了能够保证上位机和下位机的正常的通信，应该在双方进行同系的过程中，停止巡检，这样能对下位机的求情做出响应，等到通信任务结束以后在恢复巡检。
在下位机向上位机发送数据信息结果的过程中，应该首先发送存在故障的代码，发送完之后，才能发送正确的数据信息。在发送有故障的代码之后，下位机会一直等到上位机返回的应答信号，而应答信号的字符则是ASCII代码，然后继续发送判断的结果的数据信息，最后再对其进行校对。当上位机接受到正确的数据信息之后，会立即返回应答的信号，如果下位机没有接收到应答信号，那么就需要再次对判断的结果数据信息进行重新发送。
五、多微机与单片机联合的网络通信的实现
上位机在正式启动程序之后，便会进入到巡检的过程，这个时候，下位机就会登录，等到巡检到自己的时候，就会发生登录的信号，然后下位机接收到信息之后，就会对登录进行处理。在全部下位机登录完成以后，或者上位机在接收到全部的信息以后，就会下发试卷，然后按照登陆的顺序进行下发试卷。在试卷下发完成以后，监考老师就需要按下按按键，发出考试的指令，此时，下位机就会按照相应的顺序显示考试题目，同时进行系统计时。
在考试的过程中，监考老师可以通过主机对学生进行观察考试情况，而且也可以启动巡检的指令，这样就会自动对每位学生的考试情况进行检查，在学生考试完成以后，就可以进行交卷，考生通过按下下位机交卷按钮，此时上位机就能够信号，并且正确回复信息。在整个考试过程中，如果监考老师在巡检的过程中，发现学生有作弊的嫌疑，那么就可以按下终止考试按钮，切断下位机的正常运行，则该考生的考试成绩作为无效。等到考试结束之后，该系统就会对考生进行是否交卷进行判断，同时终止学生答题，自动取回考生的答题信息。
六、结束语
多微机和单片机的网络通信，在工业过程控制以及仪表仪器当中，得到了普遍的使用，而且取得了很好的使用效果，在很大程度上也促进了工业的发展。本文通过对多微机和单片机的网络通信介绍，得出了网络通信介绍具有可靠性高、性能好线路简单以及成本低等特点，虽然现在只是在实验室进行了设计和开发，但是，通过多次的检验，他已经具被了可行性、安全性以及可靠性等，完全可以在实际的生产当中得到应用，如果在各行各业发展的过程中，采用网络通信的方式进行联系，这无疑推动了各行业的发展。
参考文献
[1]黄一斌.综合训练模拟器中多微机单片机混联的网络通信设计[J].信息系统工程，2016（9）：115-115.
[2]吴怀明，杜鹃，薛领.基于单片机与FPGA控制的信号模拟器的设计[J].今日电子，2014（12）：60-63.
[3]孟庆波，曲素荣.基于计算机-多单片机系统的表决通信软件设计[J].计算机与数字工程，2013，41（7）：1122-1125.
论文作者:陈伟健
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：单片机论文; 微机论文; 上位论文; 网络通信论文; 通信论文; 过程中论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;