基于SST51单片机网络的应用

1基于SST51单片机网络的应用一、任务在单片机系统中，经常需要进行通信。现假设有一个安全检测系统，其需要对多处状进行监测并将信息报告给主控系统。系统框图如下：节点说明主控节点：由计算机完成。监测网络节点：由51单片机完成，功能：1.接受主控节点命令，分析并执行；2.将主控节点的命令转发给相应监测点；3.从监测点接受信息，并转发给主控节点。监测点：测量环境信息并在需要的时候发送到监测节点；接受监测节点的命令并执行。二、要求1、基本要求：（1）实现一个监测网络节点和至少一个监测点间的通信协议设计（包括数据帧的分类，格式），并实现数据的可靠传输，差错控制（校验），流量控制（单工停等）。（2）实现通过主控节点发送命令控制监测点单片机的LED，LCD等显示信息，蜂鸣器发生，并能够获取监测点单片机DA数据，按键状态信息。2、发挥部分（1）实现主控节点和监测网络节点间的协议设计，并实现数据的可靠传输。（2）编写计算机控制程序，通过监测网络节点向监测点发送信息，可以控制监测点单片机的LED，LCD等显示信息，并获取测量点的DA数据，按键状态。要求界面直观，控制简便。三、评分标准2项目满分设计报告方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。50基本要求完成第（1）项20完成第（2）项30发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项30四、技术支持提示1：数据链路层的帧设计。可以设置2种帧，数据帧，状态帧。数据帧应包含以下信息：地址，命令字，数据，帧长度，校验和。状态帧应包含以下信息：地址，状态字，校验和。提示2：差错控制可以采用CRC校验进行检错，或用汉明码进行纠错。循环冗余码（CRC）基本思想收发双方约定一个生成多项式G(x)（其最高阶和最低阶系数必须为1），发送方在帧的末尾加上校验序列，使带校验序列的帧的多项式能被G(x)整除；接收方收到后，用G(x)除多项式，若有余数，则传输有错。多项式码将位串看成系数为0或1的多项式如：110001，表示成多项式x5+x4+1常用的CRC生成多项式CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16=x16+x15+x2+1CRC-CCITT=x16+x12+x5+13CRC计算过程海明纠错码的格式码字的编号从左到右，最左边是第一位，其中2的幂数位是检验位，其余是k个数据位(信息元)。海明纠错码格式如下：2021222324p1p2*p3***p4*******p5*---信息元P---校验位海明码的编码与译码的方法1.用矩阵乘法求检验位，并且找出错误位。设编码长度为n=2r–1，其中r为校验码的位数。2.数据位长度k=n–r。3.校验位插入到编码序列的2j-1(j=1,2,..,r)的位置上；由r(样本)建立一个(2r-1)行*r列的矩阵。提示3：流量控制可以采用单工停等协议，或双工停等协议。停止等待协议的原理发送方发送完一帧数据后，必须等待接收方的确认帧返回，确认数据被正确接收后才能继续发送下一帧。如下图：4单工肯定应答/重传停等协议的提出通信信道总是存在误码率，传输过程中难免要出错，造成发送帧或应答帧出错或丢失。问题1：发送帧出错或丢失怎么办？设置计时器，利用超时中断防止因帧丢失所造成的死锁。问题2：应答帧出错或丢失怎么办？设置帧序号，利用序号检查是新帧还是重复帧。问题3：帧序号字段需占用多少位？根据停等协议的定义，表示帧发送序号的字段只需占用一位，因为只需检查前后两帧的顺序是否相同，而不注重各帧的顺序号本身的值是多少。过程1.发送方将当前信息帧作为待确认帧保存在缓冲区2.发送数据的同时起动计时器3.接收方收到数据后返回一个确认帧54.若接收方收到的数据有错，则丢弃5.发送方若在规定时间内没有收到确认帧，则计时器清零，重发缓冲区内的信息帧单工停等协议流程图：提示4：参考书目：《计算机网络》《51单片机教程》等。