STC單片機(jī)串口多片并聯(lián)的嘗試與難題

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-3-25 20:59

這是我最近嘗試制作的無線MIDI訊號合并器（merger), 目的是要讓多個(gè)（五個(gè)）音樂鍵盤同時(shí)彈奏時(shí)可以輸入到一個(gè)音源，前端的藍(lán)牙接收器已經(jīng)測試過可用，現(xiàn)在是要把五個(gè)接收器做在同意個(gè)盒子里，將輸出合并到第六個(gè)單片機(jī)再輸出到MIDI插座，MIDI訊號的合并相當(dāng)麻煩，時(shí)序非常重要，一個(gè)完整的MIDI訊號有3個(gè)或2個(gè)字節(jié)，必須接收到一個(gè)通道的完整訊號后才能夠再接收另一個(gè)通道的訊號，否則會(huì)出錯(cuò)。具體辦法是，前端的單片機(jī)在發(fā)出訊號前先檢查某一個(gè)接腳是否為高電位，若不是就等待，是則一次過發(fā)出一整個(gè)MIDI訊號（需時(shí)32X10=320US X 3(BYTES)=960US ）, 第6個(gè)單片機(jī)用T0定時(shí)順序給前端的單片機(jī)發(fā)出高電位允許傳送，5個(gè)前端單片機(jī)的TX口直接連在一起再聯(lián)到第6個(gè)單片機(jī)的RX口。

這個(gè)辦法已經(jīng)用打樣板測試過能行，問題在于偶爾會(huì)出現(xiàn)誤碼，我查了好幾天都無法完全消除誤碼，懷疑是干擾所致，因此打算調(diào)整底板另外打樣再測試，由于我畫線路板的經(jīng)驗(yàn)很少，只到了“布通”的水平，對什么么EMC干擾一無所知，所以上載給各位前輩幫忙看看，看犯了什么低級錯(cuò)誤，并問幾個(gè)問題，希望各位前輩指點(diǎn)一下：

1. 五個(gè)前端單片機(jī)的地端大面積敷銅是5個(gè)一整片好，還是每個(gè)單獨(dú)敷銅再小線聯(lián)通或者一點(diǎn)接地好呢？

2. 如何加強(qiáng)多串口連接的抗干擾能力呢？我嘗試用470歐姆電阻上拉也沒有什么效果，后來嘗試用一粒PNP晶體管作第12345單片機(jī)RX與第6單片機(jī)TX之間的隔離（晶體管E接6TX，C接地，B通過2.2K接5RX）好像也沒有什么改進(jìn)，不過卻意外得到一個(gè)好處，原本第6個(gè)單片機(jī)燒錄程序時(shí)必須斷開TX與前端單片機(jī)RX的連接，否者無法燒錄，用了這個(gè)晶體管后燒錄就不成問題了。

3.當(dāng)五個(gè)藍(lán)牙放在同一個(gè)盒子而且彼此很接近時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)無法預(yù)測的干擾？有沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)？

4.如何加裝更多0.1u電容一抗擊干擾？貼片的0.1u電容是否比多層電容抗干擾差？

打樣板：

新設(shè)計(jì)：

ID:52382 · 發(fā)表于 2018-3-26 17:26

建議使用多選一芯片連接，由第六片單片機(jī)控制選擇端口，收到可以接受數(shù)據(jù)時(shí)選通相應(yīng)通道進(jìn)行接收，你的誤碼我從你描述來看主要來自一個(gè)地方，串口空閑狀態(tài)Tx是保持低位輸出的，如果單片機(jī)驅(qū)動(dòng)不強(qiáng)那發(fā)送數(shù)據(jù)的單片機(jī)沒法拉高Tx，那你的數(shù)據(jù)肯定會(huì)出錯(cuò)，除非你空閑狀態(tài)將串口引腳重新初始化為浮置，這顯然不符合軟件設(shè)計(jì)思路，通訊效率會(huì)低很多，所以使用多選一芯片肯定更適合你的使用場合。當(dāng)然也有可能你自己已經(jīng)規(guī)避了這個(gè)問題，只是我沒理解到，希望我的想法能幫到你。

ID:294886 · 發(fā)表于 2018-3-26 16:32

多片連接一個(gè)串口，如果同時(shí)發(fā)送過來的話，你一個(gè)串口是接收不過來的吧！

ID:297353 · 發(fā)表于 2018-3-26 16:35

1、單獨(dú)鋪?zhàn)詈谩?/td>

ID:297518 · 發(fā)表于 2018-3-26 21:11

多個(gè)之間會(huì)有干擾的

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-3-27 01:13

各位好！謝謝各位的回應(yīng)。
xzh5508：每個(gè)前端單片機(jī)在發(fā)出訊號前都會(huì)先檢查是否允許，所以不會(huì)接收不過來。程序如下：
SENTOUTWAIT:                ;THIS IS FOR MERGE WAIT ;CHECK INPUT STATUS BEFORE SENT
JNB P1.5,SENTOUTWAIT    ；P1.5 NOT YET HIGH SO WAIT
SETB P1.7
MOV R4, 31H                      ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
MOV R4, 32H                      ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
JB 38H, SENTOUTWAITEXIT  ;ONLY 2 VALID BYTES SO JUMP
MOV R4, 33H                      ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
SENTOUTWAITEXIT:
CLR 38H
RET

鷹狐: STC單片機(jī)的串口在空閑的時(shí)候是高電位的，應(yīng)該是弱上拉雙向輸出入口，可能設(shè)定為其他IO口模式
會(huì)改善，但不確定那些IO口模式設(shè)定是否也對串口有效。有待實(shí)驗(yàn)，我分析了輸出的MIDI碼，都是在同一行出錯(cuò)，這是否意味著硬件干擾的可能性比較低，因?yàn)楦蓴_應(yīng)該隨機(jī)發(fā)生的，但我在設(shè)計(jì)新打樣板時(shí)一定要把可能出現(xiàn)的干擾降低，所以加了很多0.1u電容哈。
使用多選一芯片應(yīng)該是好辦法，但是我很想知道究竟STC多串口并聯(lián)的方式是否確實(shí)可用，而且最多能并上幾個(gè)而不出錯(cuò)。
TIMESTAMP IN PORT STATUS DATA1 DATA2 CHAN NOTE EVENT
000C1573 1 1    C0 00 -- 1  ---  PC: Acc. Grand Piano
000C15BB 1 1    90 3C 10 1  C  4 Note On    ；第1個(gè)前端機(jī)
000C15C0 1 1    90 3C 10 1  C  4 Note On    ；第2個(gè)前端機(jī)
000C15C2 1 1    90 3C 10 1  C  4 Note On    ；第3個(gè)前端機(jī)
000C15C8 1 1    90 3C 10 1  C  4 Note On    ；第4個(gè)前端機(jī)
000C161A 1 1    90 3C 10 1  C  4 Note On    ；第5個(gè)前端機(jī)
000C1662 1 1    90 40 30 1  E  4 Note On    ；第1個(gè)前端機(jī)
000C1667 1 1    90 40 30 1  E  4 Note On
000C1669 1 1    90 40 30 1  E  4 Note On
000C166C 1 1    90 40 30 1  E  4 Note On
000C16C1 1 1    90 40 30 1  E  4 Note On
000C17A9 1 1    90 43 40 1  G  4 Note On
000C17AE 1 1    90 43 40 1  G  4 Note On
000C17AF 1 1    90 43 40 1  G  4 Note On
000C17B3 1 1    90 43 40 1  G  4 Note On
000C1808 1 1    90 43 40 1  G  4 Note On
000C1993 1 1    90 48 60 1  C  5 Note On
000C1998 1 1    90 48 60 1  C  5 Note On
000C199A 1 1    90 48 60 1  C  5 Note On
000C199C 1 1    90 48 60 1  C  5 Note On
000C19F2 1 1    90 48 60 1  C  5 Note On
000C213B 1 1    80 3C 00 1  C  4 Note Off
000C213C 1 1    80 40 00 1  E  4 Note Off
000C213E 1 1    80 3C 00 1  C  4 Note Off
000C213F 1 1    80 40 00 1  E  4 Note Off
000C2141 1 1    90 00 00 1  C -1 Note Off 開始出錯(cuò)
000C2142 1 1    90 00 40 1  C -1 Note On
000C2143 1 1    90 00 00 1  C -1 Note Off

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-3-30 00:53

經(jīng)過幾天調(diào)試，結(jié)果是，5片STC12的RX并聯(lián)輸出到一片STC12的TX是可行的，不必經(jīng)過什么晶體管隔離，亂碼問題是由于單片機(jī)的軟件還有些問題，前端單片機(jī)輸出時(shí)除了必須等待允許輸出的腳的高電位，在輸出完畢后還必須檢測允許輸出的腳回到低電位才可以離開，否則在剩余時(shí)間里若緩沖里還有數(shù)據(jù)要輸出就會(huì)再輸出而因?yàn)闀r(shí)間不夠而產(chǎn)生亂碼，程序更正如下：
SENTOUTWAIT:          ;THIS IS FOR MERGE WAIT ;CHECK INPUT STATUS BEFORE SENT
JNB P1.5,SENTOUTWAIT
SETB P1.7
MOV R4, 31H          ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
MOV R4, 32H          ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
JB 38H, SENTOUTWAITEXIT  ;ONLY 2 VALID BYTES
MOV R4, 33H                      ;STORE DATA FOR CLOCK OUT IN R4
LCALL SENTONEBYTE2
SENTOUTWAITEXIT:
JB P1.5, SENTOUTWAITEXIT  ;WAIT FOR LOW
CLR 38H
RET

ID:653286 · 發(fā)表于 2024-3-23 15:50

請問一下樓主，這5個(gè)MCU的輸出TX是并聯(lián)一起接到主MCU的RX嗎？不是加了二極管？

ID:283954 · 發(fā)表于 2024-3-23 22:40

tianxiongweitxw 發(fā)表于 2024-3-23 15:50
請問一下樓主，這5個(gè)MCU的輸出TX是并聯(lián)一起接到主MCU的RX嗎？不是加了二極管？

這個(gè)項(xiàng)目我已經(jīng)完成但不必再用，5個(gè)副機(jī)的確可以直接接在一起，沒什么二極管，實(shí)際測試過可以用。

ID:283954 · 發(fā)表于 2024-3-23 22:50

tianxiongweitxw 發(fā)表于 2024-3-23 15:50
請問一下樓主，這5個(gè)MCU的輸出TX是并聯(lián)一起接到主MCU的RX嗎？不是加了二極管？

原來當(dāng)年寫錯(cuò)了RX和TX, 是“5片STC12的TX并聯(lián)輸出到一片STC12的RX是可行的”，我那時(shí)常把TX和RX對調(diào)，MCU端的TX來到藍(lán)牙接口就稱為RX，MCU端的RX來到藍(lán)牙接口就稱為TX，結(jié)果常常混淆了。

ID:420836 · 發(fā)表于 2024-3-24 02:04

感謝與我們分享設(shè)計(jì)和問題。這真的很有幫助。

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