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文檔簡介
1、51單片機的串行通信口基本常識MCS-51單片機內(nèi)部有一個全雙工的串行通信口,即串行接收和發(fā)送緩沖器. SMO、SM1 :串行口工作方式控制位。SMO SMI工作方式00方式001方式110方式211方式3(2. SM2 :多機通信控制位。多機通信是工作于方式2和方式3, SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態(tài),當串行口工作于方式2或3,以及SM2二1時,只有當接收到第9位數(shù)據(jù)vRB8)為1時,才把接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF且置位RI發(fā)岀中斷申請,否則會將接受到的數(shù)據(jù)放棄。當SM2二0時,就不管第位數(shù)據(jù)是 0還是1,都難得數(shù)據(jù)送入SBUF,并發(fā)出中斷申請。工作于方式0時,SM2必須為0。
2、(3. REN :允許接收位。REN用于控制數(shù)據(jù)接收的允許和禁止,REN二1時,允許接收,REN二0時,禁止接收。(4. TB8 :發(fā)送接收數(shù)據(jù)位8。在方式2和方式3中,TB8是要發(fā)送的一一即第9位數(shù)據(jù)位。在多機通信中同樣亦要傳輸這一位,并且它代表傳輸?shù)牡刂愤€是數(shù)據(jù),TB8二0為數(shù)據(jù),TB8=1時為 地址。(5. RB8 :接收數(shù)據(jù)位8。在方式2和方式3中,RB8存放接收到的第9位數(shù)據(jù),用以識別接收到的數(shù)據(jù)特征。(6. TI:發(fā)送中斷標志位。可尋址標志位。方式0時,發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)后,由硬件置位,其它方式下,在發(fā)送或停止位之前由硬件置位,因此,TI=1表示幀發(fā)送結(jié)束,TI可由軟件清“ 0”。(
3、7. RI:接收中斷標志位??蓪ぶ窐酥疚弧=邮胀甑?位數(shù)據(jù)后,該位由硬件置位,在其他工作方式下,該位由硬件置位,RI=1表示幀接收完成。電源管理寄存器PC0N87H,其結(jié)構(gòu)格式如下:PCOXfc要是為CHMO型單片機的電源控制而設(shè)置的專用寄存器,單元地址是表2PCONfe源管理寄存器結(jié)構(gòu)PCOND7D6D5D4D3D2D1DO位符號SMODGF1GF0PDIDL在CHMO型單片機中,除復位默認為SMOD二0SMO位外,其他位均為虛設(shè)的,SMOD是串行口波特率倍增位,當SHOD二時,串行口波特率加倍。系統(tǒng)中斷允許寄存器IEES ES為串行中斷允許控制位,ES二1允許吊行中斷,作者:陳松嶺文章來源
4、:單片機及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用點擊數(shù):匡49更新時間:2007-12-12中斷允許寄存器在詢一節(jié)中已闡述,這里重述一下對串行口有影響的位ES=O,禁止串行中斷。表3IE中斷允許控制寄存器結(jié)構(gòu)位符號rrLEX1ETOEXO位地址AFHAEHADHACHABHAAHA9HASH圍ahuo關(guān)注-6粉絲-5關(guān)注博主00(請您對文章做岀評價基于硬件仲裁和串行總線的多機通信61IC也孑工程師V開瀾代碼丁廠永丸免費每天更新無須注冊確俁資頑完整摘要多個單片機通過串行總線度串行接口 (I2C、SPI存儲芯片可以構(gòu)成簡捷、高效的多主機系統(tǒng)。多主機系統(tǒng)需要解決 總線的仲裁問題,本文給出利用優(yōu)先編碼器 74HCI48和譯碼
5、器74HCI38實現(xiàn)硬件仲裁的解決方法。與軟件實現(xiàn)總線仲 法簡單可靠,實時性高,可實現(xiàn)總線的預(yù)約功能,適用于曲各種不同類型的CPU構(gòu)成的多機系統(tǒng),進一步提高多主機能。關(guān)鍵詞多主機系統(tǒng)串行總線I2C SPI硬件仲裁優(yōu)先編碼器引言隨著單片機技術(shù)的發(fā)展和單片機芯片價格的下降,利用多個相同類型或不同類型的單片機構(gòu)成一個多單片機系統(tǒng),可的系統(tǒng)靈活性和性 能價格比,如可以用一個AT89C52單片機作多功能外圍器件芯片。系統(tǒng)內(nèi)多個單片機之間的通信可式,如硬件UART、片內(nèi)SPI/I2C總線、軟件模擬SPI/I2C總線、I /0 口、雙口 RAM和基于I2C總線及FRAM的;中,基于串行總線(SPI或I2C及
6、串行接口存儲芯片(FRAM或SRAM,如DSI302芯片內(nèi)的SRAM的通信方式是一種簡實用的解決方法。此時,系統(tǒng)可 以有多個主機,需要解決串行總線的仲裁問題,即在某一個時刻只允許一個主機占用串參考文獻1和4中,分別采用測試序列和時 間片的軟件仲裁方法實現(xiàn),需要占用CPU的處理時間,且在仲裁過程中有部干擾,因此對軟件編程的可靠性有較高的要求。本設(shè)計利用優(yōu)先編碼器74HC148和譯碼器74HC138,通過硬件方式進行總線仲裁使仲裁所需時間大為縮短,可靠性得到提下面著重以n=8個主機系統(tǒng)為例說明串行總線硬件仲裁的實現(xiàn)方法,并將其推廣到n8的多機系統(tǒng)中。HCI38功能簡介是十分常見的三線一八線譯碼器。
7、該譯碼器有3個輸入A2、Ab A0,它們總共有8利|狀態(tài)的組合,可以譯出8個輸出信號Y0Y7。從表1所列的74HC當STA、STB、STC不滿 足使能條件時,Y0Y7輸出為1,均為無效信號;而當74HC138滿足使能條件時,Y0Y7其中一個為0,即有一路有效信號(其余為。(74HC138引腳排列參見圖1a 1 74HQ138的夏僵衷器74HCI48功能簡介是八線一三線的優(yōu)先編碼器。該編碼器有8個信號輸入端,3個二進制碼輸岀端。此外,電路還設(shè)置了輸入使能端EI,輸岀使能端E0和優(yōu)先編碼器工作所列的74HCI48真值表中可以看出:當EI=1時,不論8個輸入端為何種狀態(tài),3個輸出端均為高電平,且輸出
8、使能端和狀態(tài)標志端均為高電平,編碼器處0且至少有一個輸入端有編碼請求信號(邏輯0時,GS為0,表明編碼器處于工作狀態(tài),否則為1。由真值表可知,在8個輸入端均無低電平輸入信號和別最低位時,A2AIA0 均為111,此時可由GS的狀態(tài)加以區(qū)別。當GS二1時,表示無輸入信號,A2A1AO=U 1為非編碼輸出;當GS二0時,A2AIA0二111電平時的編碼輸出。E0只有在EI為0,且所有 輸入端為I時,輸出為0,用于級聯(lián)。知,輸入優(yōu)先級別的次序依次為17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10o輸入有效信號為低電平,當某一輸入端有低電平輸入,且比它優(yōu)先級別高的輸入端無出相對應(yīng)的輸入端的
9、代 碼;同時,74HC148的編碼輸出為反碼。例如,當17為0時,編碼輸出為000。(74HC148引腳排列參見圖1表274HC148的真值表的實現(xiàn)C148和74HCI38可實現(xiàn)8個主機的硬件仲裁,電路原理如圖1所示。該電路以Ask為總線請求信號,Reply為總線請求的返回信號,Status為總線狀態(tài)。從圖此時 74HCI38處于無效的工作狀態(tài),ReplyOReply7均為高電平信號。只有當y0- Reply7至少有一個低電平輸出,故Starus為低電平表示總線被占用。I2C總線芯片(如FM24C64)作為數(shù)據(jù)交換芯片。電路提供3種類型的信號1可知,Ask的有效請求信號為低電平。當AskOAs
10、k7都為高電平時,GSAskOAsk7中至少有一個低電平時,GS (Status輸出為低電平,使74HCICPU沖AskORepIyOStatusSCLSDA74HC14SAskl Replyl StatusSCLSDACPUB74LS138Al1A2“3=4STCY5STBY6STAY7AO YO6cSCI. rStatusSDA FM24C64圖八主機硬件仲報電路原理需要提供3個I /0 口作為控制線和狀態(tài)線用于總線仲裁,2個1/0 口用于讀寫I2C總線。為例,當CPUA需要占用總線時,首先檢查Status的狀態(tài),若為高電平,說明總線沒有被占用,若為低電平,說明總線已被占用;當CPU沒有占
11、用總線申請信號(將AskO置為低電平 。此時,也有可能有多個CPU同時發(fā)出總線申請信號,但只有優(yōu)先級別最高的CPU申請有效。因此,CPUA隨即檢查Re,則說明成功申請到總線,可以對I2C總線進行數(shù)據(jù)操作;否則,總線被其他CPU所占用,需要在Status為高電平時繼續(xù)申請。例,其中CPUH的優(yōu)先級最高。必須說明的是,由于74HCI48輸出的編碼為反碼,當74HCI48的17輸入為低電平時,編碼輸出應(yīng)為000,經(jīng)74HC138譯樣,16對應(yīng)YI,依此類推。出申請之后,如果沒有成功獲得總線,就必須立即撤消總線申請信號(Ask置為高電平 ,否則將影響其他CPU的總線申請;如果成功獲得總線,則在完成立即
12、撤消總線申請信號。件編程也是相當簡單的,以MCS51單片機為例;必乂銳:JNB bScnd. DoSrndJJut*撻否需要傳送數(shù)據(jù)給主機?i bSend 二 1,足SETB Status:康人當前總線狀態(tài)JNB Status, DoSnd_O ui :低電平.總線被占用,不發(fā)出申誦CLR Ask;總線空閑發(fā)出申莆SEI B Reply1讀人冋應(yīng)狀態(tài)J NB feply. I jSeni. feBus 電平撰得總線匪比A$k無法鎂得總線,撤消申請DoSend_GetBus; 1獲得總踐后進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理八TB Askf撤謂申請SR bSend發(fā)送完畢清除標志位SETB5DA丨恢夏FC總線的狀
13、態(tài)SETB SCLliSencl Out; RET面,還需要對I2C芯片(如FM24C64 , 8 KB的地址空間進行分配??梢愿鶕?jù)需要給每一個主機分配一個連續(xù)的地址空間,空間大小可以不等,例如CPUo在AddrA中,再進行細分,例如CPUC與CPUA通信的地址為AddrAC。當CPUC需要傳送數(shù)據(jù)給CPUA時,只需將數(shù)據(jù)寫入AddrAC的地址中,而由取AddrAC的數(shù)據(jù),從而 完成數(shù)據(jù)傳送的過程。使用I2C芯片作為數(shù)據(jù)芯片,必須保證在每一個CPU沒有獲得總線的情況下,對應(yīng)的SDA和SCL 口線保于主機數(shù)量小于或等于8個的情況。量大于8個(如16個時,可以利用2片74HC148通過級聯(lián)實現(xiàn)十六
14、線一四線的優(yōu)先編碼,同時利用2片74HCI38通過級聯(lián)實現(xiàn)四線一十六線譯碼。級聯(lián)的必須注意的是,級聯(lián)后,某個CPU的Ask和Reply必須是對應(yīng)的。主機的請求線AskOAsk7存在不同的優(yōu)先級,當系統(tǒng)對實時性能要求較高時,可以通過3個控制線實現(xiàn)總線預(yù)約功能。本文以MCS5I系列單片機CPUA將Status狀態(tài)線經(jīng)非”門后接入CPUA外部中斷INTO或INT1 (外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā) ,當其他高優(yōu)先級釋放總線后,Status端出現(xiàn)下降沿,使CPU可及時獲得總 線。將RepIyO接至CPUA的外部中斷INTO或INTI (外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā),當CPUA需要盡快獲得總線時,將AskO置為低電平
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