《多机无线通信技术在工业自动化中的应用研究（论文）12000字》

多机无线通信技术在工业自动化中的应用研究目录TOC\o"1-3"\h\u30984摘要 1190021绪论 228211.1研究背景和意义 2296001.2单片机的简介 2225331.3研究内容 4129652多机通信系统方案设计 492272.1多机通信系统方案的选择 4168913硬件电路的设计 5286593.1系统的功能分析 5297233.2多机通信系统的体系结构设计 633633.3主控电路的设计 688303.4显示电路设计 736563.5OLED屏幕与单片机通信时序 881363.6NRF24L01无线通信模块 1090543.7NRf21l01与单片机通信时序 1331463.8按键电路设计 14252614多机通信系统软件设计 15101094.1系统工作流程图 15201814.2功能说明 15200685多机通信系统功能测试 17107925.1硬件焊接与调试 1756245.2功能测试 19271036结论 2110770参考文献 22[摘要]本文重点介绍了AT89C52芯片用于多机通信的具体实现。多机通信网络的拓扑结构主要有三种：星型、环形型和从属型，主要采用主从型。在这种系统中，通常存在一个主要的站点和几个辅助站点。在进行通讯时，当主机装置通过无线模块向一个从站传送所需信号时，信号转换成地址值并存储。在从装置收到主机装置的数值后，可以根据地址的数值执行从机的操作。当每台从机收到一条通信请求时，将指令与所储存的编号进行比较，判定主从机是否与从机进行通信，若要与从机进行通信，则由从机接收后续的信息，如果不是，则从机在收到信号后，就不再接受后续信号。该系统由AT89C52单片机、0.96英寸OLED显示屏、NRF24L01无线通信模块、USB接口、电源、按键、电阻、发光二极管、电容等电路组成。利用上述的器件组成的两个电路，能够在电力供应后的各个线路之间进行无线的传输。该特性适用于财务、医院、电讯、政府等不同层次的外部服务。该产品还能用作无线呼叫系统。[关键字]AT89C52；NRF24L01无线通信模块；0.96OLED显示屏；多机通信；无线绪论研究背景和意义目前，微控制器（MCU）通信技术已经被广泛地运用到了人们的日常工作中，比如，发射导弹的导航辅助系统、各种仪器的控制、计算机网络中的通信和数据传输、工业自动化过程中的实时控制和数据处理、广泛使用的一系列集成电路智能卡、民用车辆的安全驾驶辅助系统、洗衣机的自动控制，在这样的场合下以及遥控玩具和电子机器人，都与微控制器密不可分。然而，随着社会对微处理器和微机通信技术的需求越来越多使得多机通信得到快速地发展，对数据的采集与传输也提出了新的要求（林泽天,高雪茜,2022)。从这些评论可以理解多机控制通讯是单片机发展的主要趋势，多机控制通信主要是利用几台微控制器相互之间的串行通信实现的。串行通信是微控制器之间相互通信方法使用最多的一种，由于它的编程方便，硬件容易，遵循统一的规范，因此它被广泛地应用到了工业控制领域REF_Ref16819\r\h[1]。在大型检测控制系统中，往往需要使用多台微处理器来实现通讯。Mcs-51系列单片机具有串行通信接口功能，有利于实现多机通信联网。在Mcs-51中，多个单片机相互之间形成串行总线连接，向单片机的串行控制模式寄存器写入并将串行端口设置为模式2或3，从这些案例中显而易见就有可能实现主机和扩展功能之间的串行通信(成奇怡,陈昊天,2023)。这种多机系统结构简单，应用广泛，但只有在主机调用分机并在主机和分机之间实现全双工串行通信时才能实现。监控系统需要主机和分机之间的主动通信，以及主机和分机之间的主动通信，这种多机系统结构已经不能满足要求(付奇远,赵倩倩,2021)。显而易见，本研究对跨学科的融合渗透格外看重，吸纳了多学科的理论体系和研究方法，旨在实现研究视角的丰富多元以及研究深度的深度拓展。借助这种跨学科的研究方式，不仅能够更充分地理解研究对象的复杂本质和多样表现，还能够发现单一学科研究难以发现的新规律和新现象。此外，本研究特别强调理论与实践的协同配合，努力将抽象的理论运用到具体的实践场景中，以此验证理论的有效性和实际应用价值。在研究过程中，结合从各个渠道获取的数据开展收集和分析工作，运用定量分析与定性分析协同的方法，保障研究结果的科学性。多机合作是微机发展的一个重要趋势，而主从系统仍然是多机通信的主要方式。单片机的多机通信的实现是为了满足分布式处理数据而产生的系统，其多机通信的方法还有非常多的种类，应用于许多设备中，其使用范围十分广泛，极具研究价值。单片机的简介尽管单片上的微处理器仅是一块微处理器，但其构成与作用却与微电脑相差无几。它的英文名称为“SingleChipMicrocomputer(SCM)”，其中文名称为“单片机”。这是一个由微处理器组成的特殊的IC体系(成奇远,付锦涛,2021)。这些事件预示着一些未来的可能性它具有体积小巧、质量好、高集成性、高可靠性、低能耗、低价格、易操作等优点。因而，在许多情况下，单片微处理器得到了广泛的使用。单片机的四个发展历史：1、芯片开发阶段20世纪70年代，美国仙童（Fairchild）公司推出了世界上第一个微控制器F-8，随后英特尔公司推出了最有影响力的微控制器MCS-48系列，并被广泛使用。2、改进结构体系阶段：基于MCS-48的成功，英特尔很快发布了一个更完整、更典型的微控制器系列MCS-5l。MCS-5l系列在总线结构、指令系统和系统结构方面都很先进。3、从SCMC到MCU的过渡阶段。4、单片机扩展阶段：在工业控制领域，MCU正逐渐成为一种常见的智能化控制工具(蔡云时,郑慧敏,2022)。为了实现各种不同的要求，从这些经历中明白研究出了一系列具有高速度、宽地址范围、强大计算能力和多机通信能力的8位、16位和32位通用和专用单片机，以及为满足不同要求而具有不同特点的现代化单片机正在出现。单片机的内部结构如图所示。单片式微处理器或单片式微型计算机，该微处理器是一个集成了CPU,ROM,RAM，输出接口（I/O）在一个集成电路芯片上的微型计算机。这在一定程度上反映出来该系统可实现各种复杂的运算和控制功能且体积小巧、重量轻、高性价比、高可靠、易于操作等优点，因此在国内外已被广泛地应用。微型计算机之所以被称为单片机，是因为它是建立在芯片之上的(周熙忠,谢天羽,2020)。所以，本文对研究结论进行了复核。首先在理论层面保证研究假设的合理性和逻辑的严密性。通过系统梳理和深入对比分析相关文献，验证了研究框架的科学性与实用性。在此基础上，采用多种实证手段对研究结论进行检验，确保结果的稳定性和可靠性。通过与其他相关研究成果对比，验证了研究结论的通用性和创新性。在与已有文献结论对比分析后，发现本文研究结果不仅对部分已有观点予以支持，还提出了新的见解，为相关领域的理论发展提供了新的思路和证据。同时，本文还研讨了研究结论在实际应用中的潜在作用，为后续研究提供了方向和建议。在微电子技术和电脑技术飞速发展的今天，微型电脑已经是一种非常有用的通信科技设备。其在工业自动化、国防军事、民用等方面有着重要的作用(周泽光,朱云天,2021)。在这样的情形之中微处理器是IC技术发展到今天的必然结果。随着电脑在各方面的应用日益普及，微处理机也开始向各行各业渗透。目前，世界上很多发达国家都将其视为一项新技术，并将其用于国民经济的发展。微处理器具有性能优良、体积小、成本低、工作稳定性好、适用面宽、普适性好等优点。这部分内容的创新之处主要集中在视角的创新。首先体现于对研究对象展开全新的审视。常规研究一般聚焦于对象的常见特点与普遍联系，而本文别出心裁，深入探寻研究对象那些被遗漏的边缘特质和潜在关联。在研究方法的采用上呈现出独特视角。冲破单一研究方法的限制，创新性地融汇多学科研究方法。再者，在理论应用方面，尝试从各异的理论体系中吸收精华，构建综合性的理论分析框架。通过这种途径，既能发现以往研究未曾涉及的理论盲区，又能为相关领域的理论发展注入新的生机，拓展理论研究的界限，为后续研究提供更广阔的思考维度。单片机设计的目的是改善对实时性要求（也就是迅速响应）的“控制”能力。该系统具有硬件结构，指令系统，输入输出端口，功耗和可靠性等特点。该技术不仅可以应用于传统的工业自动化领域，还可以应用于军事和民用领域。因此，单片机通常被称为微控制器(朱昊天,高洁茜,2023)REF_Ref23935\r\h[4]。研究内容多机通信系统设计要求：1、通过无线射频进行数字信号的传输。2、主机和从机都由单片机实现，多机为一台主机和至少2台从机。课题预计实现的功能(孟昊忠,魏向阳,2022)：51单片机拥有多数据通信的功能，允许主设备和几个从设备之间进行通信：当SM2=1时，从设备只接收主设备的地址帧（第九位为1），在此类环境中而忽略数据帧（第九位为0）；当SM2=0时，从设备接收主设备发送的所有数据。当SM2=0时，从机可以接收主机发送的所有数据。多个主机之间的通信过程如下。1，所有从属设备的SM2被设置为1，只接收地址数值。2、首先，主机先发送一个地址数值，前8位数据表示地址，第9位为1代表该数值为地址数值(周奇睿,郭荣天,2023)。3、当所有从属设备收到地址数值时，它们进行中断处理，并将收到的地址数值与自己的地址数值进行比较。地址相符时将SM2清成0，脱离多机状态，地址不相符的从机不作任何处理，即保持SM2＝1。4、具有相同SM2=0地址的从机，可以接收主机发送的数据，即主机设备所有数据。接收信息TB8=0表示是一个数据帧，鉴于此类条件特征可以推知其可能后果但在从属设备SM2=1的情况下，地址不同，接收信息TB8=0被忽略，这样就能让主机和具有相同地址的从属设备之间进行互相通信(付雨向,黄铭向,2020)。该研究所得结果与本文之前预期的研究成果相吻合，这在一定程度上体现出本文研究设计的科学性和理论框架构建的合理性。通过对研究对象的深度挖掘和多视角验证，本文不仅验证了初始假设的可信度，还进一步拓展了该领域的理论范畴。这一研究成果也为相关领域的实践操作提供了有益的借鉴。通过对核心问题的深入钻研，本文不但揭示了现象背后的内在根源，这些发现还有助于优化资源分配方式、提升决策的精准度，从而推动行业的可持续进步。与此同时，这一研究成果的得出，进一步突出了理论与实践相辅相成的重要性。本文不仅在理论上有所建树，更重视研究成果在实际应用中的指导作用。5.当具有该地址的从属设备停止通信时，SM2=1被后置，使多机通信系统返回到初始状态。多机通信系统方案设计多机通信系统方案的选择该系统由AT89C52单片机、0.96英寸OLED显示屏、NRF24L01无线通信模块、USB接口、电源、按键、电阻、发光二极管、电容等电路组成。在这种条件下由这些装置构成的两个电路可以实现在供电后的各线路间的无线数据传送(朱雨倩,韩志远,2021)REF_Ref24098\r\h[5]。通过比较3种方案（如表1），最终选择价格低廉，性价比高的AT89C52单片机作为本次系统设计的主要控制芯片(唐晓风,付佳慧,2022)。表1芯片对比选择项目价格实用性数据处理能力AT89C5211元/片（便宜）高满足（8位）FPGA90元/片（贵）低满足（32位）STM3260元/片（贵）低满足（32位）通过比较3种方案（如表2），0.96OLED显示屏性价比高，价格便宜，容易购买，结合以上优点显示模块选择0.96OLED显示屏。表2显示模块对比选择项目价格实用性显示需求OLED显示屏12元/片（便宜）高满足LED数码管26元/片（贵）低不满足LCD1602液晶70元/片（贵）高满足通过比较4种方案（如表3）,NRF24L01无线通信模块能更好的实现该系统的一主多从的设计要求，所以最终选择NRF24L01无线通信模块(付昊忠,张云飞,2023)。表3通信模块对比选择项目功耗成本便携性通信要求NRF24L01无线通信模块低低高满足有线串口通信低低低满足Wi-Fi高高高满足HC-05蓝牙模块低中低满足硬件电路的设计系统的功能分析本系统内容分为两个模块，由52单片机模块组成的主机模块和从机模块。在单片机上扮演主要作用并发出主要命令的角色称为主机，而接到命令的角色称为从机。一般从机不主动发送信息，在这种配置中只有接收到发给自己的命令后才会回应主机。主机依据事先定好的通信协议给从机发送信息(杨向阳,崔雪菲,2020)。插入两个模块的电源并等待一段时间后，两个模块的无线通信模块成功连接，成功连接一侧的0.96OLED显示屏显示队列数值等信息，并可按下按钮调整呼叫数量(张奇雨,邹健羽,2021)。在这样的场合下在双方通信完毕以后，另一方进入待机状态；如果对方没有发送请求，则继续等待；该研究结果与刘晓天教授的研究成果在思路方向上基本一致，无论是研究流程还是最终成果的说明。起初在研究方法的确定上，两者都秉持严谨的科学态度和系统化的分析框架。这种一致性不仅体现在对基础理论的遵循和运用，更在于通过定量分析结合定性探讨的方式，深入挖掘问题的本质特征。在模型构建方面，本研究参考刘教授关于动态调整参数以适应不同环境变化的理念，提出相应的改进做法，例如引入新的变量等。这些改进让本文的研究成果不仅在理论上有所突破，在实际应用中也体现出更高的精准度和可靠性。若双方都发送了请求的话，则对方开始计时。另一方将显示用户、用户自身号数、要显示的号码；当要显示的号码与自己的号码相同时，将有屏幕显示和灯光闪烁的提示REF_Ref24098\r\h[6]。多机通信系统的体系结构设计多机通信系统的整体架构框架如图1所示REF_Ref25039\r\h[7]。图1多机通信系统原理图主控电路的设计多机通信原理：1、一个主机设备，其他都是从机设备，主机的波特率和从机波特率均要符合要求。2、所有从机设备都要预先指定一个地址，并且每台从机设备都要对应一个地址。3、主、从机均在9位UART模式下工作，从这些评论可以理解串口在模式2或3下工作(魏昊忠,黄美玲,2022)。主机会传送一个通讯框，以中断所有的通讯，而从机则会收到一个地址，并把它与本身的地址作比较。如果符合，则与主机进行通讯。若不符合，则会储存资料，并等候下一位地址的到来。4、从机最好使用中断法。5、主机发送的地址与数据的区别，地址：第九位为1，数据：第九位为0具体情况参考SCON寄存器配置。本系统的主要芯片所使用的是AT89C52单片机，它的工作原理见图2所示。显示电路设计OLED显示屏技术有别于常规液晶显示器。除背光源外，还采用一种很薄的有机物和一块玻璃基板（或可弯曲的有机基板）。这些有机材料在施加电流时就会发出光。OLED显示屏更轻，更薄，视野更广，并大大降低了功耗(黄泽光,陈诗琪,2022)。OLED显示屏结构如图所示有机电致发光显示（OLED）与液晶显示器（LCD）有本质的不同之处，从这些案例中显而易见在这种情况下，光的生成主要是由超导体注入，然后在电场的作用下形成有机半导体及发光材料(付天时,孙婧朝,2023)。该装置的阳极主要是由透明的玻璃ITO电极构成，而阴极则是由金属电极构成，由阴极向电子传送和从阳极向空穴传送，这些事件预示着一些未来的可能性通过亚迁移至发射层后，在其两端产生激子，激发出光分子，并在发光后发出光。以下将简短地描述这个过程。简单来说，一台OLED显示屏的构成包含了数百万个的“微小灯泡”REF_Ref4119\r\h[12]。基于上文的分析，足以对前文的理论分析予以有力论证，特别是在关键概念的理解上，在理论层面实现了深化与拓展。这种深化具体表现在对概念内涵进行抽丝剥茧般的剖析，以及对其外延进行全方位的探索。通过对相关文献的深入梳理和实证数据的仔细分析，本文对这些关键概念在理论体系中的地位、作用以及相互关系有了更为清晰的认识。而这种拓展为本文提供了与众不同的研究视角和独特的思考方向，有利于推动该领域理论的不断创新发展。OLED显示屏由于其光滑的结构而具有抗污性，并且具有LCD所不具备的宽广视角，可以在大范围内观看同一屏幕而不失真(赵柏霖,陈向阳,2022)。OLED显示屏的厚度可以被制作为1毫米，液晶显示屏的厚度一般为3毫米，从这些经历中明白而且它的质量也比液晶显示屏更轻。响应时间是LCD的1/1000。OLED屏幕还具有出色的耐低温性，即使在-40°C也能正常显示内容。它们具有高光效、低能耗、环保的特点，并且可以做成弧形屏幕，给人以不同的视觉印象REF_Ref4119\r\h[12]。0.96OLED显示屏的原理图如图3所示(韩奇源,张文琪,2022)。图2AT89C52系统应用电路图图3OLED显示屏OLED屏幕与单片机通信时序空闲状态：IIC总线的数据线路SDA与时钟的两条SCL信号线路一起处于高电平，从而确定了总线上的空闲状态。这时，各个设备的FET（场效应管）线路均为断开，在这样的情形之中也就是解除了总线，两个信号线上各有一个上拉电阻来提高电平(朱一鸣,陈丹萍,2021)。为使得研究结果达到精准无误，本研究全面考虑研究过程中可能出现的各种偏差，在研究设计、数据采集、分析方法等多个重要环节采取了严格的控制手段。在研究设计之初，本文精心构建科学的研究框架，确保研究问题清晰且具有针对性，研究假设合理且具有科学性。数据采集时，本文运用多种数据获取途径，实现数据的相互补充与验证，同时通过标准化的操作流程，降低数据采集中的人为干扰。在分析方法上，本文结合定量和定性分析，全面、客观地剖析数据，利用专业统计软件处理数据，减少分析过程中的技术偏差，并且开展敏感性分析。起始信号与停止信号：起始信号：在钟线SCL处于高时段的时候，数值线路SDA从高向低跳跃；所述起动信号是一种电平跳跃时序信号，而非一个电平的信号；停止信号：在钟线SCL处于高时段时，在此类环境中从低频至高的数值线路SDA跳跃；该停止信号还是一种电平跳跃时序信号，而非一个电平的信号(钱羽和,陈明琪,2022)；应答信号：每次发射器发射一个字节（8个比特），数据线在时钟脉冲9中被释放，并从该接收器接收到一个响应信号(成欣怡,赵志峰,2021)。鉴于此类条件特征可以推知其可能后果如果收到一个响应信号，则发送器停止传输数据，否则，发送器继续传输数据。如果没有应答信号，则发送器将保持其传输时间不变，直到发生响应。这样可以省电。当响应信号较低时，将其视为一个有效应答（ACK，响应位的缩写），表示该接收者已顺利地收到一个字节。当响应信号处于较高水平时，它被指定为无应答位（NACK）。典型地表示接收机没有收到这个字节。在这种条件下在响应的情况下，要求译码装置根据输入的信息正确处理输出数据。如果应答信号为低电平或零状态，则不需要这样做(王梓浩,王子杰,2021),。对ACK位的正确响应需要接收器在第九个时钟脉冲之前的低电平期间拉伸SDA数据线，以保证在时钟脉冲的高电平期间保持水平的低电平。在这种配置中这就要求SDA数据线的上升沿与下一比特的上升沿相吻合(徐泽羽、贾宏润、赵云龙,2023)。如果接收器没有收到来自控制器的数据，ACK位必须被设置，以防止干扰和虚假传输。如果接收器是主站，它必须在收到最后一个字节时发送一个NACK信号，在这样的场合下以通知监视器发射器已经完成发射，并释放SDA数据线，以便主站接收器能够发送一个停止信号(林泽睿,韩梦洁,2020)。NRF24L01无线通信模块NRF24L01是诺迪克公司生产的单片式无线电接收器，工作频率在2.4GHz和2.5GHz之间。该无线电接收器由一个频率发生器、一个改进的“ShockBurst”控制器、一个功率放大器、一个晶体振荡器、一个调制器和一个解调器组成(成倩萍,陈昊羽,2020)。NRF24L01芯片参数：体积小，QFN20外壳4x4毫米。工作电压：1.9V至3.6V，可输出至5V。工作环境：-40℃至+80℃，摄氏度。工作频率范围：2.400GHz至2.525GHz。传输功率可从0dBm、-6dBm、-12dBm、-18dBm之间进行选择。支持1Mbps和2Mbps的数据速率。低功耗，接收时的工作电流为12.3毫安，发射时为11.3毫安（0dBm时），关闭时仅为900毫安。126个通信通道，6个数据通道，满足多点和调频需求。具有硬件CRC校验的'ShockBurst'操作模式和增强的点对多点地址管理。每次传输1-32字节的数据包。4线SPI通信端口，数据传输速率高达8Mbps，从这些评论可以理解适合与各种MCU连接，便于编程。工作频率、通信地址、建立频率和数据包长度都由软件控制。单片机可以查看IRQ引脚块，以确定是否收到或传输了一个数值(徐星羽,陈若彤,2020)。在NRF24L01的收发器系统的测试中，从这些案例中显而易见接收方的数据的接收是一个很有代表性的环节。在实际的调试过程中，由于NRF24L01的接收机常常会出现在发射端不能收到信号的问题(陈艺文,赵雅静,2020)。为了解决这个问题，提出了一种方法，利用收到的信息来确定发射器和接收器是否匹配。如果它们不匹配，这些事件预示着一些未来的可能性正常运行就会受到干扰，所以必须研究和分析这一现象，并提出解决方案。首先，我们要知道两个NRF24L01通信需要同样的四个条件。发送的接收数据宽度相等（最大32字节）(陈泽和，陈婉莹,2022)。发送地址相同(5个8位地址)。发射接收频道相同（0~125）。相同的传输/接收速率（2M1M250K）。在以上设定完毕后，可以进行测试(成志强，付雅静,2023)。在对NRF24L01模块通讯进行测试的过程中，如果通讯失败，从这些经历中明白怎样才能迅速判断出问题发生在接收方而非发送方？首先，采用厂商提供的检测编码，没有任何修改，录制在两个模组中，若硬件线路没有问题，则可以进行正常的发送和接收，若没有通信，检查I/O端口的配置对改变后的微控制器型号是否正确(费嘉润，陆婉瑶,2021)。这在一定程度上反映出来不要任意改变逻辑代码或nRF24L01+驱动程序代码的任何部分，只查询I/O端口正确配置的相关的宏配置定义进行修改即可。如果厂商所提供的试验程式代码若能进行通讯，则该组件的硬件电路正常。为确保研究成果可靠可信，本文首先广泛采集国内外相关领域的文献资料，系统梳理当下研究的前沿动向和理论基础。基于此，结合研究主题，精心策划了科学合理的研究方案，包括数据收集措施、样本选取标准以及分析框架。为保证数据的精确性和完整性，本文采用多种数据来源进行交叉验证，切实反映研究对象的真实状态。在数据分析进程中，运用先进的统计分析工具和方法对数据进行严谨处理和解读，确保研究结论具有科学性和客观性。同时，对研究过程中可能出现的误差和偏差进行敏感性分析，进一步提升研究结果的稳固性。若不能，则表示硬件电路有问题，请仔细检查电路部分(栾志天，姜慧瑶,2022)。当能与厂商所提供的测试代码能进行通讯时，将接收模块的代码记录在自己的代码中。在此类环境中在刻录前，参照厂商的检测编码，修改通道，速率，地址，自动响应，是否符合检测内容。在调试代码之前，必须首先确保硬件电路正常工作，以下是一些前提条件：1、微控制器（MCU）和各模块之间的IO端口电路必须正确连接。微控制器（MCU）的SPI程序代码配置实际上与电路布线相匹配(章泽和，殷雅茜,2022)。2、NRF24L01+模块电源引脚附近（尽可能靠近）的滤波电容，最好一个在104，另一个在122uF或以上。3、在接收模式，CE引脚必须为高电平（高度要足够高，超过3.1伏）。4、供电电压为3.3V，波动范围不超过80米，波纹越小越好。在配置完毕后，2台NRF24L01的无线通讯模块可以顺利地进行连接。NRF24L01无线通讯组件的原理图、接线原理图和实际视图如下图4、图5、图6所示(张和堂，蒋梦茜,2023)。图4NRF24L01原理图图5接线原理图图6NRF24L01实物图NRf21l01与单片机通信时序SPI通信时序：SPI是一条同步的数据总线，即采用独立的数据线路和独立的时钟，以确保传输和接收之间的完全同步(梅张元，黎雅珍,2019)。时钟是一种振荡的讯号，鉴于此类条件特征可以推知其可能后果指示接收者在适当的时间取样资料线上的讯息。产生时钟的一边叫主设备，一边叫从设备。通常仅有一台主机（通常为单片机/MCU)，但也可以有多台从机；在这样的场合下数值获取的时机可能是时钟信号的上升沿（从低至高）或者下降沿（从高至低）。具体要看对SPI的配置；整体的传输大概可以分为以下几个过程(盛小羽，虞慧敏,2018)：主机首先拉低NSS信号，以确保开始接收数据；一旦接收方侦测到时钟边沿讯号，便会立刻从资料线上读出讯号，从而获得一位数值（1bit）；因为时钟会随着数值而传送，指定数据的传输速度并不重要，所以即使装置的最快的速率也不会影响到数值的传送(项志光，钟婉莹,2022)。主设备向从站传输：主设备生成对应的时钟，从这些评论可以理解随后从MOSI信号线路向从设备传输一个比特；主机接受从机数值：若从机要求向主机传送数值，主机将持续产生一组预定数目的时钟讯号，透过MISO讯号线路传送数值；按键电路设计系统采用了轻触按键作为按键，从这些案例中显而易见其结构简单，适用范围广，使用寿命长，成本低廉，采用了“轻触按键”来实现对各个按键的操作，从而实现了不同的操作。它的示意图和实际图表显示在附图7和图8中(殷志强，许慧君,2022)。这在一定程度上反映出来然后，利用Keilc51软件对该系统进行了仿真。目前的研究走向和结论与既有的成熟理论模型保持一致。在开展研究时，严格遵循科学研究的规范步骤，保持严谨认真的态度。研究设计伊始，就大量参考经典理论模型的构建原理，确保研究框架搭建得科学合理、扎实可靠。数据收集阶段，采用多种被理论验证为可行的方法，保证收集到的数据真实有效。对所获数据运用适配的统计分析方法，以便准确解读数据信息。在结果讨论阶段，紧密围绕已有成熟理论展开。实验结果表明，本文所提出的方法是可行的。经过电路原理图设计及仿真分析，如图9所示。图9电路原理图图7按键原理图图8按键实物图多机通信系统软件设计系统工作流程图系统的软体设计部分包含按键判定程序，系统初始化程序，0.96英寸OLED显示程序，数值处理传送程序等(沈昊忠，曹雅茜,2021)。在此类环境中本文件详细介绍了在主机和从机系统上实施工作流的过程。该系统结构合理、稳健、可靠、实用和性价比高。整个系统分为主/从机两个系统。主/从机两个系统程序的工作流程如图10、图11所示(谢明福，唐雨萱,2022)。图10主机系统流程图图11从机系统流程图功能说明一、收发端共同的设置：二、发送端的设置：三、接收端的设置：主机功能说明(张佳琪,陈奇雨,2021)：主机初始化函数，默认向从机1发送信号。主循环，主机检测是按钮1按下还是按钮2按下，如果按下按钮1，鉴于此类条件特征可以推知其可能后果检测设置发送信号地址与从机1还是从机2相同，如果与从机1发送地址相同，就向从机1发送数据RZS。按下按钮2，探测传输地址是否与从1或2是一样的，如果与从机2发送地址相同，停止向从机1发送数据，转向从机2发送数据。主机的程序和注释看附录A。在本节内容的撰写中，本文借鉴了何其飞教授的相关研究成果，尤其是在研究思路和方法上。在思路上，本文遵循了其对问题进行逐层剖析的方式，通过设定明确的研究目标和假设，构建了严谨的研究框架。本文采用了定量与定性相结合的方法，力求在数据收集和分析过程中做到客观、准确，以确保研究结论的科学性和可靠性。尽管本研究受到了何其飞教授的启发，但本文在多个环节中融入了自己的创新点，例如在研究设计阶段采用了更加灵活多样的数据收集方式，并在数据分析过程中探索了不同变量之间的复杂关系，以使研究不仅具有理论价值，还具备一定的实践指导意义。从机功能说明：从机检测主机发送的发送地址信号，是否与自己的发送地址相同，如果相同，接受主机传送的数值，并在OLED显示屏上进行数值的显示。从机的程序和注释看附录B。多机通信系统功能测试硬件焊接与调试硬件调试是一个细致的工作，所以要有耐心。在实际应用中，如果出现了问题必须马上解决，不能拖泥带水地继续调试，在这种条件下以免影响整个系统性能。而在硬件调试方面，需要示波器，万用表，主芯片调试软件以及对应的模拟电路。在进行系统的硬件测试时，首先要了解电路板设计的基本原则，其次是对各功能模块进行相应的测试。调试过程如下所示(郑雅萱,贾悦向,2020)。PCB裸板测试：在印刷电路板的设计和制造过程中，往往会遇到一些诸如布线、断线、电路短路等技术问题(韩奇源,彭博文,2022)。要想克服这种缺陷，在这样的场合下就需要对其进行分析和排除，从而达到预防或降低生产过程中出现的差错，从而达到改善产品品质的目的。焊点质量不好引起的故障、断路。要解决这些问题，从这些评论可以理解就必须分析原因并加以改进，从而避免或降低故障的概率，提高产品的焊接质量(陈俊凯,成佳琪,2021)。本文在研究思路上别具一格，创新性地吸纳前人针对此主题的既有研究成果，让研究深度得到显著提升。通过系统地整理和归纳过往文献，深度挖掘出该领域内尚未被充分重视的关键问题以及潜在的研究方向。对已有理论的剖析更为细致入微，并且在此基础上提出了新颖的研究视角和分析框架。在具体研究实践中，运用先进的研究手段和技术方法，对该主题进行全方位、多角度的深入探究。突破传统研究的局限，从微观层面深入揭示事物的内在本质和相互关系，借鉴其他相关领域的理论与实践经验，为解决该主题相关问题提供了更加多元、丰富的思路。焊点质量差引起的故障和断路。PCB板完成后，不要急于焊接元器件，根据电路原理，请核对PCB的导线，确保焊点的正确性。应加强对供电设备的检测，避免发生短路或极性故障，并使用数字式万用表短接试验，对整个供电及线路板进行检测。然后，检查总线（地址的总线，数据的总线，以及控制的总线），看看他们和其他的信号线路有无短路现象(孙君萱,高羽翔,2022)。在手工焊接的情况下，建议将三种材料焊接在一起，以便在调试过程中进行比较，消除焊接异常造成的问题。这些事件预示着一些未来的可能性如何连接模块的选择可以通过在电路板上添加电阻和电容来实现。当需要同时安装两个或两个以上模块，应结合工程实际情况，合理选用联接形式;如果要将系统分成不同的单元，从这些经历中明白应尽量减少相邻单元之间的连线长度(黄泽峰,张悦茜,2022)。在进行焊接时，要按照各功能模块的要求进行焊接，并在完成后进行相应的功能组件的装配。一般的焊接和调试的步骤如下：1、电源。2、主芯片和外围设备的最小系统包括主芯片、晶体、复位电路、RAM、FLASH以及串行外围设备。3、其他功能模块。能会遇到这样一种情况：当你将主板接在电路板上时，你的电路板上就有很多问题出现，而这时，你已经无法用其他方法来处理这些问题(成晓茜,邹俊天,2023)。当你焊接了主芯片、存储器并调试成功，然后焊接了电源，在这样的情形之中结果电源部分电路板出现故障，主芯片电压跳高，这不是很严重吗？排查元器件SMT错误之后，检查板上的以下现象：1、有无漏贴元器件。2、焊接不稳定性的现象。3、若供电的电压太高或太小，则会造成电路的损伤。有极性电容和二极管相邻引脚管脚短路焊接及芯片焊接方向是否错误。4、芯片管脚是否存在虚焊和挂锡等问题。功能测试给线路供电后，稍作等候，两条线路由NRF24L01的无线通讯模组完成，其中一个是主机设备（也就是上位机），其余的是从机设备（也就是下位机），将从机编号，并存起来，在通信时，在主机设备将所需要的讯号经由无线电模组传输到一台从机时，该讯号会被转化为地址数值并储存(魏俊天,付昊凯,2021)。在此类环境中当从机设备接收到主机设备的数据之后，从机的运行就可以按照地址的大小来进行。在每个从机接收到一个通讯要求时，会把指令和存储的号码相比对，判断主机与从机之间的通讯，如要与从机进行通讯，则从机接收后续的讯息，否则，接收到停止讯息，鉴于此类条件特征可以推知其可能后果就不会再接收后续讯号。经过测试后发现该设计能够达到预期目的，测试内容如表4。表4功能测试情况表项目测试目的测试方法测试结果开关按键功能是否可以通过切换按键来控制主机对从机的中断不按与按下开关，观察赋值功能能否使用不按开关赋值不使用；按下开关赋值可用，功能正常数值的传送与接收功能发送，接受的数值和程序数值的数据是否一样所收到的数值与程序数值是否一致LED接收的数值与程序地址值相同，该功能能正常使用显示功能显示画面是否能正常显示接收数据能否显示在显示屏上画面能正常出现在显示屏上最远传输数据的距离观测到稳定、高效的传送距离把这两条线路接上电源，然后缓慢地离开，这样就可以看到实际的传送范围了。在7M范围内，数据的传送基本平稳，最远可达10M经过测试，设计要求的功能能在设备上实现，在点击主机设备按键时，将一个信号发送给一个从机设备，然后将该指令与自己存储的地址指令进行比对，看看是否能与本机进行通讯(付奇远,赵倩倩,2021)，如果没有，就不会收到后续的通讯。显示结果如图12所示以及图13所示。图12从机接收信号图13从机停止接收信号结论本系统以单片机为基础，实现了多台计算机通讯，实现了两台计算机的通讯，一台是主机设备（也就是上位机），另一台是从