單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究

二、 通信協(xié)議的影響

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，每組數(shù)據(jù)都包含著特殊的意義，這就是通信協(xié)議。主、分機(jī)之間必須要有協(xié)議，這個協(xié)議是以通信數(shù)據(jù)的正確性為前提的，而數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_與否又完全決定于傳輸途徑，即傳輸線。也就是說保證傳輸線狀態(tài)穩(wěn)定與通信協(xié)議有直接聯(lián)系。

在主從式通信系統(tǒng)中，把數(shù)據(jù)傳輸過程劃分成幾個階段來分析，如圖（3）所示。在圖3a中，t0~t1為主機(jī)向分機(jī)發(fā)送命令時間。在t1時刻，主機(jī)將差動輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換成輸入狀態(tài)。在圖3（b）中，t2之后的時間為分機(jī)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)階段，分機(jī)由輸入狀態(tài)變成輸出狀態(tài)。由于單片機(jī)多機(jī)通信大多采用異步串行方式，所以發(fā)送數(shù)據(jù)后的TI置位和接收機(jī)RI的置位時間有一段時間差，而且接收機(jī)在轉(zhuǎn)換到輸出狀態(tài)前要有一段圖3圖4數(shù)據(jù)處理時間，這兩段時間加起來不可忽視。在圖3（c）中，t1~t2即為這段時間，這時串行通信總線處于懸浮狀態(tài)，極易拾取空間干擾信號，這時主機(jī)與另外的分機(jī)可能會同時得到一個無規(guī)則的數(shù)據(jù)，對分機(jī)而言可能是錯誤指令，造成錯誤反應(yīng)。為此，在通信協(xié)議中加入延時階段，來解決此問題。如圖4所示：在圖4（a）中，t1~t3為延時階段；在圖 4（b）中t2~t4為分機(jī)的延時階段；圖4（c）中，t1~t2為分機(jī)的反應(yīng)時間。延時時間T的大小可按分機(jī)接到主機(jī)命令后的最長反應(yīng)時間的2倍來計算。

延時階段的作用可用圖4（c）來分析。在圖4（c）中，主機(jī)控制數(shù)據(jù)總線的時間由t1延長到t3，分機(jī)的反應(yīng)時刻為t2，但分機(jī)有效數(shù)據(jù)從延時后的 t4時刻開始，這樣在通信總線上有主機(jī)和某臺分機(jī)同時控制的一段時間即t2~t3的時間段。由于主機(jī)和分機(jī)對總線控制的方向相同，所以不會對這兩臺機(jī)器的硬件造成影響，而且在t1~t2階段，總線一直處于低阻狀態(tài)，不會產(chǎn)生噪聲，所以總線的抗干擾能力也加強(qiáng)了，提高了通信的穩(wěn)定性。