單片機多機通信系統穩定性的研究

二、 通信協議的影響

在數據傳輸過程中，每組數據都包含著特殊的意義，這就是通信協議。主、分機之間必須要有協議，這個協議是以通信數據的正確性為前提的，而數據傳輸的正確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穩定與通信協議有直接聯系。

在主從式通信系統中，把數據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為主機向分機發送命令時間。在t1時刻，主機將差動輸出狀態轉換成輸入狀態。在圖3（b）中，t2之后的時間為分機向主機傳送數據階段，分機由輸入狀態變成輸出狀態。由于單片機多機通信大多采用異步串行方式，所以發送數據后的TI置位和接收機RI的置位時間有一段時間差，而且接收機在轉換到輸出狀態前要有一段圖3圖4數據處理時間，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，極易拾取空間干擾信號，這時主機與另外的分機可能會同時得到一個無規則的數據，對分機而言可能是錯誤指令，造成錯誤反應。為此，在通信協議中加入延時階段，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為分機的延時階段；圖4（c）中，t1~t2為分機的反應時間。延時時間T的大小可按分機接到主機命令后的最長反應時間的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，主機控制數據總線的時間由t1延長到t3，分機的反應時刻為t2，但分機有效數據從延時后的 t4時刻開始，這樣在通信總線上有主機和某臺分機同時控制的一段時間即t2~t3的時間段。由于主機和分機對總線控制的方向相同，所以不會對這兩臺機器的硬件造成影響，而且在t1~t2階段，總線一直處于低阻狀態，不會產生噪聲，所以總線的抗干擾能力也加強了，提高了通信的穩定性。