USART总线通信如何自动给子设备分配地址

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:07:35

使用USART转232通讯，一主多从，主机如何给子设备自动分配地址？软件怎么设计，请大家给点思路

acmilannast · 发表于 2016-8-29 16:19:49

232 不支持多从机，要用总线类型的422 485

xivisi · 发表于 2016-8-29 16:22:23

acmilannast 发表于 2016-8-29 16:19
232 不支持多从机，要用总线类型的422 485

要那样搞也是可以的……

liwey · 发表于 2016-8-29 16:23:12

本帖最后由 liwey 于 2016-8-29 16:27 编辑

用序列号。

1，即每台设备都有一个出厂序列号：比如 000001，000002，000003.等等

2，上位机由用户填入设备序列号；

3，上位机使用序列号来轮询设备，如果设备存在，则分配地址（可以按顺序分配），第一个序列号分配01，第一个序列号分配02.

4，使用上述地址来进行其它通讯

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:24:30

改接口倒是简单，倒是分配ID的问题不好解决

bujie8010 · 发表于 2016-8-29 16:24:39

个人瞎想：
1.每个从机自动默认设定一个随机地址；
2.主机广播查询，从机随机定时发送各自地址响应；
3.主机重新设定各从机地址。

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:26:34

bujie8010 发表于 2016-8-29 16:24
个人瞎想：1.每个从机自动默认设定一个随机地址，主机广播查询，从机随机定时发送各自地址响应，主机设定各 ...

这个随机地址是由什么产生的，时钟？如果多设备同时上电，产生的时钟几乎是同步的所以我比较挠头

bujie8010 · 发表于 2016-8-29 16:29:16

用int rand(void)函数！

liwey · 发表于 2016-8-29 16:31:11

陶新成发表于 2016-8-29 16:26
这个随机地址是由什么产生的，时钟？如果多设备同时上电，产生的时钟几乎是同步的所以我比较挠头 ...

我4楼的方案不行吗？我就是这么搞的，动态分配地址的

xivisi · 发表于 2016-8-29 16:32:24

有唯一ID就很方便。如果没有，不好做。

①最简单的办法：生成的BIN文件里面自带唯一地址（绝对定位这个地址数据，生成的BIN再用专门的程序处理一下）。后面你要类似 ARP之类的地址重映射也可以。
对于识别总线上有多少个设备，最简单的是主机枚举地址，从机匹配了就响应。不要挂太多设备，否则识别时间很长。

②做类似CAN那样的总线占用检测和竞争协议，防止多个从机枚举自己的时候冲突

liwey · 发表于 2016-8-29 16:34:19

xivisi 发表于 2016-8-29 16:32
有唯一ID就很方便。如果没有，不好做。

①最简单的办法：生成的BIN文件里面自带唯一地址（绝对定位这个地 ...

一般楼宇的门禁就是用的我说的那种方案

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:35:40

bujie8010 发表于 2016-8-29 16:29
用int rand(void)函数！

我没用过这个函数，每个处理器同时调用rand函数产生的相同随机数的概率不会很大吧，如果不大那的确是个好主意

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:36:15

liwey 发表于 2016-8-29 16:34
一般楼宇的门禁就是用的我说的那种方案

我用的AVR单片机，不知道能不能读

xivisi · 发表于 2016-8-29 16:36:24

liwey 发表于 2016-8-29 16:34
一般楼宇的门禁就是用的我说的那种方案

晕，我发帖了完，才发现有同样的方案

liwey · 发表于 2016-8-29 16:37:12

陶新成发表于 2016-8-29 16:36
我用的AVR单片机，不知道能不能读

能不能读是什么意思？

陶新成 · 发表于 2016-8-29 16:37:29

xivisi 发表于 2016-8-29 16:32
有唯一ID就很方便。如果没有，不好做。

①最简单的办法：生成的BIN文件里面自带唯一地址（绝对定位这个地 ...

这个文件不知道怎么读取，如果做CAN协议太占用MCU资源吧

waterghost · 发表于 2016-8-29 16:38:17

别无他法。只能四楼方法。
使用唯一序列号。工作后查询各个序列号。然后重新编号排序。
随机函数不准确。

xivisi · 发表于 2016-8-29 16:38:36

陶新成发表于 2016-8-29 16:35
我没用过这个函数，每个处理器同时调用rand函数产生的相同随机数的概率不会很大吧，如果不大那的确是个好 ...

随机数函数不靠谱，绝对会产生相同地址的可能，如果出现了对你的通信没啥影响无所谓。

xivisi · 发表于 2016-8-29 16:43:08

本帖最后由 xivisi 于 2016-8-29 16:46 编辑

陶新成发表于 2016-8-29 16:37
这个文件不知道怎么读取，如果做CAN协议太占用MCU资源吧

不是真做CAN协议

简单的一个方案。 232电平转换芯片会产生负压和正压，某个设备要通信，先侦听上面有没有数据。没有就用三极管拉到正电压，对总线上的设备通告自己要通信，然后发送侦听码（每个设备唯一的），无误则继续通信。其他逻辑，类似所有半双工通信。

PS：拉到正压貌似不怎么行，拉到负压倒是很容易。改成发送0xAA之类的信号来通告吧。

zt2012 · 发表于 2016-8-29 20:55:42

lin 楼主看看

wangjiati · 发表于 2016-8-29 22:28:15

再补充一种方案，无序列号时。每个子设备工装上接一个继电器，上位机开通对应的接口后，再改地址。

了无 · 发表于 2016-8-29 22:44:45

从机用唯一序列号计算出一个值，全部都发到总线上，没有冲突的话就用这个值作为地址

dz20062008 · 发表于 2016-8-30 09:31:31

用拨码开关设置从机地址，从机每次通电从机检测一次自己的地址，如果发生变化就把自己的地址在空闲时候发送出去进行注册。如果主机访问从机多次无回应则判断从机故障报警后移除注册。释放地址

一心2013 · 发表于 2016-8-30 09:55:38

不知道楼主听过一个东西没，DALI，是一个灯控的系统，他就是动态分配地址的，而且可以重新编排。

原理大概是用白噪声产生一个随机数据，然后主机通过访问来获取，得到后再分配一个通讯地址，效率挺高的，具体细节得楼主自己去查了。

song1km · 发表于 2016-8-30 11:04:03

一心2013 发表于 2016-8-30 09:55
不知道楼主听过一个东西没，DALI，是一个灯控的系统，他就是动态分配地址的，而且可以重新编排。

原理大概 ...

数字可寻址照明接口

gaolf_2012 · 发表于 2016-8-30 11:06:51

陶新成发表于 2016-8-29 16:35
我没用过这个函数，每个处理器同时调用rand函数产生的相同随机数的概率不会很大吧，如果不大那的确是个好 ...

曾经用过后,调试时会发现运行后每次reset打断点数据会很熟悉

HELLOWORLD_2012 · 发表于 2016-8-30 11:52:54

朋友的产品，量产的，供参考

设备在生产的时候，系统自动把首次上电的时间（精确到毫秒）乘以一个质数，取其中的16bit，作为设备ID

主机上电后广播，设备回复ID。作为后备手段，设备ID可以通过主机发命令修改

NFC · 发表于 2016-8-30 12:36:52

DS18B20，你的不二选择，好用又实惠。

norman33 · 发表于 2016-8-30 12:42:28

上面说的都不靠谱要是一条总线有多个设备主机广播查询没问题多主机同时回复会怎么样？没人知道后果，也就是说这种方式根本不合适自动发现新设备后分配地址。只有像四楼那样使用唯一序列号然后手动输入后才行，当然这样其实没有一点意义，已经有唯一序列号了还要重新分配个地址不是脱裤子放屁的事情么。

菜包 · 发表于 2016-8-30 14:26:02

norman33 发表于 2016-8-30 12:42
上面说的都不靠谱要是一条总线有多个设备主机广播查询没问题多主机同时回复会怎么样？没人知道后果，也 ...

其实这个不是问题的，多从机同时回复，会造成总线数据错乱，到主机这边的现象就是应答数据校验不正确或无效应答，重试几次都是这样之后，主机就可以判定此地址无效，可以广播一个命令让所有使用此地址的从机重新生成地址，同时附带一个当前已使用的地址表，然后从机重新用随机数生成一个地址就行了，可以不断重复这个过程直到所有从机地址有效。对于只有二三十个从机的网络，实测地址确定过程不超过10秒

LM3SXX · 发表于 2016-8-30 17:18:43

用指拨开关，每个从机拨不同的位置，从机的底层上电后读IO的状态即地址，通讯协议上增加地址帧，软件判断地址，广播地址和与从机地址对应的从机应答

norman33 · 发表于 2016-8-31 09:33:49

菜包发表于 2016-8-30 14:26
其实这个不是问题的，多从机同时回复，会造成总线数据错乱，到主机这边的现象就是应答数据校验不正确或无 ...

我们深入探讨下例如：当前网络内有10个从机一个主机，属于新建网络，主机不知道任何从机地址，这个时候主机发送一个广播指令，广播指令后10个从机如何应答？我们先撇开从机地址冲突这个点，就算10个都不冲突，从机如何知道应该何时发送数据，因为485本身就是不支持多个点同时发送数据的，如果10个从机收到广播立即回复，必然会发送冲突，极端情况永远都是冲突状态。然后我么从主机层面看，主机发现数据错误怎么判断是发送时间上的冲突还是地址冲突，或者还有可能本身网络错误，这个时候怎么处理？

陶新成 · 发表于 2016-8-31 10:00:20

norman33 发表于 2016-8-31 09:33
我们深入探讨下例如：当前网络内有10个从机一个主机，属于新建网络，主机不知道任何从机地址，这个时候 ...

这种组网通信需要建立类似ZIGBEE或者CAN那样的通信机制，实时对总线进行监听，或者主机逐个查询从机是否需要发送数据，至于分配地址，除了读处理器ID或硬件编码真没想到好的方法

菜包 · 发表于 2016-8-31 10:08:10

norman33 发表于 2016-8-31 09:33
我们深入探讨下例如：当前网络内有10个从机一个主机，属于新建网络，主机不知道任何从机地址，这个时候 ...

对于之前做过的20多个节点的网络，我们规定的地址范围是1~40，广播枚举设备命令的要求是，设备收到命令后，根据自身地址，延时一个时间（Delay=（地址-1）x200毫秒）再发送应答，可以数据包保证不冲突，比如地址为3的设备延时400毫秒；应答数据包只有10个字节，即使按9600bps的波特率，传输完成也只需要不到20毫秒的时间，实际我们是用19200bps通讯的，裕量更大。
26个设备全部应答完的时间是7秒，主机在这个时间内不发数据，收到一个有效应答，就把在地址表中将其置为有效，中途可能会因为地址冲突，收到一连串的无效应答数据，根据收到的时间，按200毫秒的时间片，以及在其后面最近一个有效应答包的地址，可以估算有冲突的地址。

只有一种情况下会比较麻烦，但我们没遇到过，就是两个设备地址一样，但是应答时很同步，叠加在总线上的就是一个有效的数据包，这时在主机这边的现象就是设备数量少了，处理操作是告警，让管理员决定是否全部设备都重置地址

norman33 · 发表于 2016-8-31 14:18:05

菜包发表于 2016-8-31 10:08
对于之前做过的20多个节点的网络，我们规定的地址范围是1~40，广播枚举设备命令的要求是，设备收到命令后 ...

嗯除了这种延迟以外还有种办法就是令牌环 485在这种情况下最多也只能做到这样了。在网上就要在协议层加碰撞检测和规避了

NewSpark · 发表于 2016-9-21 16:11:07

上几楼的大虾说的 LIN 方式是一个很好的方法,支持节点多结构简单,传输距离远, LIN一般是12V的电压通信,不防考虑考虑

USART总线通信如何自动给子设备分配地址

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