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摘 要：多机通讯理念的提出和应用，使得分布式单片机电气传动控制系统的结构得到了优化，使得其通讯的成本降低、运行的速度提升以及抗干扰能力得到较强，在其通讯效果得到改善后，也将更好的推动分布式单片机电气传动控制系统的发展。希望本文的参考能够为相关的人员提供一定的参考。
关键词：分布式单片机；电气傳动控制系统；多机通讯
现阶段，人们通过不断的研究，已经使得多单元联合机电气传动控制系统逐渐朝着单片机分布式控制系统转化，从而使得控制系统更加的完善。而随着社会的发展，各种科学技术的进步，多单元联合机也实现了改进，在目前的多单元联合机中，主要应用多分部进行传动，多分部传动之间运行的协调性将直接影响到产品生产的质量和效率。而目前的控制系统则多采用分布式单片机进行控制，每个分部中，也是依靠分布式单片机实现的控制，而其运行的协调性则与通讯有着密切的连写，因此，对分布式单片机电气传动控制系统的通讯进行研究，就显得尤为必要。
1 多机通讯特点
1.1 通讯距离较长。多单元联合机一般具有5个以上分部，多的有100个以上。通讯距离可达几百米。
1.2 通讯速率较高。电气传动是快变化过程.对控制的实时性要求较高。在多分部协调运行控制中.要求各分部转速能快速相互协调，保证一定的同步运行精度。
1.3 抗干扰性要求较高。多单元联合机往往在恶劣的生产环境中运行。现场的各种干扰对控制系统，特别是通讯网络的影响较大。一旦通讯失误，便会导致系统故障。
1.4 要求通讯接口简单、成本低。单片机控制系统的特点在于结构简单、成本低、性能好其通讯接口也应充分体现这一特点。
根据上述特点，本文提出一种适用于多单元联合机分布式单片机电气传动控制系统的多机通讯方案。该方案在设计或改造多电机传动的多单元联合机、生产线或大型设备的分布式单片机电气传动控制系统时可供参考。
2 分布式系统结构
一般来说，在分布式单片机电气传动控制系统中，主要采用的结构形式为主从式结构，该结构主要是采用微机进行控制。单片机主要是由分部电机所控制，通过分部电机的控制，使得单片机形成了有效的下位机，所谓的下位机也就是各分属机器。然后在另外设置一个单片机，该单片机就形成了监控机，其就是所谓的主机。主机主要是对分部的运行进行协调监控，使得各个分部之间能够形成有效的连续性运作。下属的各个分机都与主机连接在一起，主机在进行协调处理之后，通过各个分机来进行指令的发布，从而使得系统可以正常的运行。而之所以要采用主从式结构，主要的愿意就在于：首先，在利用分部机对单片机进行控制的过程中，其在完成一系列的任务后，就已经没有空闲的分部机可以对协调控制任务进行下发处理。而设置一个主机，则可以有效的将复杂的监控任务高效的完成，同时还能够使得相关的协调控制工作可以更加灵活的开展。
3 通讯接口的连接
在对通讯接口进行连接的过程中，主要采用的通讯接口型号为MC3487以及MC3486。将各个单片机的接受端口与通讯输出端口进行连接，而将单片机的串行口与通讯接口的输入断进行有效的连接。同时，主机的通讯发送端也需要与各个从属机的通讯接收端口进行连接，并且还要与发送信号的总线进行挂接处理。在与总线进行挂接的过程中，要注意将同属性的通讯端口进行有效的连接，按照相关的通讯连接协议，实现通讯端口的并接处理，这样可以使得通讯数据在传输的过程中，能够保障一致性。另外，要在每个单片机上都设定一个I/0端口，利用该端口对通讯输出端进行控制，在有特殊需要的时候，对通讯输出端进行占用或者是对通讯总线进行释放处理，从而可以降低总线故障的出现，使得总线之间的竞争减弱，以帮助更好的进行通讯。如果主机驱动能力不足，而从属机数量又较多的情况下，可以采取的处理措施是：将从属机进行合理的组别划分，按照小组形式将其挂接到主机发送器上，在主机中设置一个选通电路，这样可以使得输出的信号可以顺利的发送到相应的从属机上。
4 多机通讯原理
一般来说，单片机串行口在工作的时候，其能够传送的数据为9位数，其中，前面8位数主要是数据位，而后一位数则可以进行程控，程控值为1或者是0。就实际情况来说，前8位数都是用来指代的是数据信息命令或者是被呼叫机的地址信息。作为地址信息发送时，最后一位数则为1。而在作为数据信息或者是命令进行发送时，则最后一位数为0。利用合理的接受方式对发送的数据进行接受，在数据接受成功后，对最后一位数进行检查，如果最后一位数为1，那么就需要将前8位数与本机所在的地址进行对照，数位一致，就说明本机正在被呼叫，这时候通讯应该是处于应答的状态。如果在后一位数为1，但是前8位数与本机地址并不相符，那么就说明本机还没有被呼叫，需要继续等待。当最后一位数为0的时候，则就需要对本机的呼叫状态进行检查，也需要对本机的应答状态进行监测。
通常只有在本机被呼叫的情况下，数据才能够被接受和处理，而没有被呼叫机，则数据将会被丢弃。这样就能够有效的开发出多机通讯，并且该通讯方式是处于串行形式的总线结构基础上。为克服发送命令/数据时对未被呼叫机的干扰，在单片机串行口控制寄存器SC0N中的SM2位中，可使未被呼叫机在收到命令/数据时不向CPU发中断申请。当SM2位程控为1时，仅当收到的第9位为1时，串行口才向CPU发中断申请；当第9位为0时不发中断，接收的信息自行丢失而当SM2位程控为0时，则无论第9位数据无论是1或0，均产生中断。
5 实验结果
按上述通讯系统结构，将单片机控制系统联网进行多机通讯实验。波特率选为19.2K，使用双绞线作通讯总线.距离拉开至l00m以上，并在附近启、停大电机模拟干扰。结果表明，通讯时单片机间的呼叫、应答、数据传送及校验等均能正确进行。示波器观察通讯总线上的数据波形，清晰整齐，畸变极小。由此可见本方案是可行的。以后准备将从机扩展到几十台甚至I00台联网，并进行波特率提高到l00K，通讯距离拉远至600m的实验研究。
结束语
分布式计算机控制系统，在多分部电气传动控制中的应用，是电气传动领域的一项前沿技术，其关键应解决多机间的高速、可靠的通讯。本文提出的多机通讯方案具有结构简单、成本低、传输速率高、通讯距离远及抗干扰性性强等特点，适用于大多数需对多电机协调传动进行实时控制的分布式单片机电气传动控制系统。
参考文献
[1]王永臣，宋俊，董秀奇，王秀兰.单片机低压铸造加压控制系统[J].自动化与仪表，2012（5）.
[2]黄定华，孙炳达.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J].自动化与仪器仪表，2012（1）.
[3]金宁，汪伟.分布式控制系统的主从式RS-485多机通信[J].中国计量学院学报，2013（1）.
[4]刘桂秋，刘冠军.单片机实现的压电式加速度计灵敏度的标定[J].自动化与仪表，2011（5）.
关键词：分布式单片机；电气傳动控制系统；多机通讯
现阶段，人们通过不断的研究，已经使得多单元联合机电气传动控制系统逐渐朝着单片机分布式控制系统转化，从而使得控制系统更加的完善。而随着社会的发展，各种科学技术的进步，多单元联合机也实现了改进，在目前的多单元联合机中，主要应用多分部进行传动，多分部传动之间运行的协调性将直接影响到产品生产的质量和效率。而目前的控制系统则多采用分布式单片机进行控制，每个分部中，也是依靠分布式单片机实现的控制，而其运行的协调性则与通讯有着密切的连写，因此，对分布式单片机电气传动控制系统的通讯进行研究，就显得尤为必要。
1 多机通讯特点
1.1 通讯距离较长。多单元联合机一般具有5个以上分部，多的有100个以上。通讯距离可达几百米。
1.2 通讯速率较高。电气传动是快变化过程.对控制的实时性要求较高。在多分部协调运行控制中.要求各分部转速能快速相互协调，保证一定的同步运行精度。
1.3 抗干扰性要求较高。多单元联合机往往在恶劣的生产环境中运行。现场的各种干扰对控制系统，特别是通讯网络的影响较大。一旦通讯失误，便会导致系统故障。
1.4 要求通讯接口简单、成本低。单片机控制系统的特点在于结构简单、成本低、性能好其通讯接口也应充分体现这一特点。
根据上述特点，本文提出一种适用于多单元联合机分布式单片机电气传动控制系统的多机通讯方案。该方案在设计或改造多电机传动的多单元联合机、生产线或大型设备的分布式单片机电气传动控制系统时可供参考。
2 分布式系统结构
一般来说，在分布式单片机电气传动控制系统中，主要采用的结构形式为主从式结构，该结构主要是采用微机进行控制。单片机主要是由分部电机所控制，通过分部电机的控制，使得单片机形成了有效的下位机，所谓的下位机也就是各分属机器。然后在另外设置一个单片机，该单片机就形成了监控机，其就是所谓的主机。主机主要是对分部的运行进行协调监控，使得各个分部之间能够形成有效的连续性运作。下属的各个分机都与主机连接在一起，主机在进行协调处理之后，通过各个分机来进行指令的发布，从而使得系统可以正常的运行。而之所以要采用主从式结构，主要的愿意就在于：首先，在利用分部机对单片机进行控制的过程中，其在完成一系列的任务后，就已经没有空闲的分部机可以对协调控制任务进行下发处理。而设置一个主机，则可以有效的将复杂的监控任务高效的完成，同时还能够使得相关的协调控制工作可以更加灵活的开展。
3 通讯接口的连接
在对通讯接口进行连接的过程中，主要采用的通讯接口型号为MC3487以及MC3486。将各个单片机的接受端口与通讯输出端口进行连接，而将单片机的串行口与通讯接口的输入断进行有效的连接。同时，主机的通讯发送端也需要与各个从属机的通讯接收端口进行连接，并且还要与发送信号的总线进行挂接处理。在与总线进行挂接的过程中，要注意将同属性的通讯端口进行有效的连接，按照相关的通讯连接协议，实现通讯端口的并接处理，这样可以使得通讯数据在传输的过程中，能够保障一致性。另外，要在每个单片机上都设定一个I/0端口，利用该端口对通讯输出端进行控制，在有特殊需要的时候，对通讯输出端进行占用或者是对通讯总线进行释放处理，从而可以降低总线故障的出现，使得总线之间的竞争减弱，以帮助更好的进行通讯。如果主机驱动能力不足，而从属机数量又较多的情况下，可以采取的处理措施是：将从属机进行合理的组别划分，按照小组形式将其挂接到主机发送器上，在主机中设置一个选通电路，这样可以使得输出的信号可以顺利的发送到相应的从属机上。
4 多机通讯原理
一般来说，单片机串行口在工作的时候，其能够传送的数据为9位数，其中，前面8位数主要是数据位，而后一位数则可以进行程控，程控值为1或者是0。就实际情况来说，前8位数都是用来指代的是数据信息命令或者是被呼叫机的地址信息。作为地址信息发送时，最后一位数则为1。而在作为数据信息或者是命令进行发送时，则最后一位数为0。利用合理的接受方式对发送的数据进行接受，在数据接受成功后，对最后一位数进行检查，如果最后一位数为1，那么就需要将前8位数与本机所在的地址进行对照，数位一致，就说明本机正在被呼叫，这时候通讯应该是处于应答的状态。如果在后一位数为1，但是前8位数与本机地址并不相符，那么就说明本机还没有被呼叫，需要继续等待。当最后一位数为0的时候，则就需要对本机的呼叫状态进行检查，也需要对本机的应答状态进行监测。
通常只有在本机被呼叫的情况下，数据才能够被接受和处理，而没有被呼叫机，则数据将会被丢弃。这样就能够有效的开发出多机通讯，并且该通讯方式是处于串行形式的总线结构基础上。为克服发送命令/数据时对未被呼叫机的干扰，在单片机串行口控制寄存器SC0N中的SM2位中，可使未被呼叫机在收到命令/数据时不向CPU发中断申请。当SM2位程控为1时，仅当收到的第9位为1时，串行口才向CPU发中断申请；当第9位为0时不发中断，接收的信息自行丢失而当SM2位程控为0时，则无论第9位数据无论是1或0，均产生中断。
5 实验结果
按上述通讯系统结构，将单片机控制系统联网进行多机通讯实验。波特率选为19.2K，使用双绞线作通讯总线.距离拉开至l00m以上，并在附近启、停大电机模拟干扰。结果表明，通讯时单片机间的呼叫、应答、数据传送及校验等均能正确进行。示波器观察通讯总线上的数据波形，清晰整齐，畸变极小。由此可见本方案是可行的。以后准备将从机扩展到几十台甚至I00台联网，并进行波特率提高到l00K，通讯距离拉远至600m的实验研究。
结束语
分布式计算机控制系统，在多分部电气传动控制中的应用，是电气传动领域的一项前沿技术，其关键应解决多机间的高速、可靠的通讯。本文提出的多机通讯方案具有结构简单、成本低、传输速率高、通讯距离远及抗干扰性性强等特点，适用于大多数需对多电机协调传动进行实时控制的分布式单片机电气传动控制系统。
参考文献
[1]王永臣，宋俊，董秀奇，王秀兰.单片机低压铸造加压控制系统[J].自动化与仪表，2012（5）.
[2]黄定华，孙炳达.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J].自动化与仪器仪表，2012（1）.
[3]金宁，汪伟.分布式控制系统的主从式RS-485多机通信[J].中国计量学院学报，2013（1）.
[4]刘桂秋，刘冠军.单片机实现的压电式加速度计灵敏度的标定[J].自动化与仪表，2011（5）.