原创 RS485总线的对等网络

2　网络原理
　　在主从式网络中，信道由主机进行控制，不存在竞争信道的问题。在对等式网络中则不同，由于每个节点均可根据自己的需要随时发送信息，必然会竞争使用信道，因此，如何合理分配信道的使用权就成为对等式网络的关键问题。与计算机网络^［1］类似，解决信道分配问题可采用静态分配方案和动态分配方案。在静态分配方案中，时分多路复用TDMA（TimeDivision Multiple Access）是常用的方法，在TDMA中，时间被均分为N段时隙，每个节点静态的占用一个。如果每个节点都能充分利用自己的时隙发送数据，该方案是十分灵活而高效的。
　　然而，实际中有些节点数据很多，时隙不够用，而有些节点数据却很少，不能充分利用分配给他的时隙而使这段时间被闲置。因此，信道静态分配方案不能有效地处理通信的突发性。在动态分配方案中，带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA／CD（carrier sensemultiple access with collision detection）协议是常用的方法。
　　该协议中，当一个节点要发送数据时，他首先侦听信道，看是否有其他节点正在发送。若没有其他节点在发送，他就开始发送，否则，等待一个随机的时间后，重复上述过程。当2个节点侦听到信道空闲并同时开始传送时，必然会产生冲突，此时，他们几乎将同时检测到冲突，一旦检测到冲突，不是继续传完他们的帧，而是尽快停止，这样既节省了时间又节省了频带。在等待一个随机的时间后，重新开始上述的发送过程。
　　CSMA／CD能有效地解决通信的突发性。在负载较低时，欲发送数据的节点能立即发送，负载较重时，也可保证通信的稳定，本文中将采用该协议来实现网络通信。

3　硬件电路设计
　　实现CSMA／CD协议的关键是载波侦听和冲突检测。这就要求每个节点能够接收所有节点传送过来的数据，包括他自己

    在主从式网络中，一般将驱动器和接收器的使能端连接在一起以便起方向控制的作用，使收发器工作于半双工状态。在这里收发器必须工作于全双工状态，以便节点能接收到自己发出的信息。因此，将接收器的使能端接低电平，而驱动器的使能端则由单片机的IO口控制，平时为低电平，释放总线，要发送数据时则转换为高电平。