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分析不同种类单片机之间通信的方式

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-02-07 04:06    浏览量:

  也步如一个新的时期,越来越多的效用各异的单片机为咱们的打算供给了很多新的门径与思绪。关于莫少许地方,譬喻:庞杂的后台运算及

  与高及时性前台掌握体系、软件资源泯灭大的体系、效用健旺的低泯灭体系、加密体系等等。倘若合理运用多种分歧类型的单片机组合打算,可能获得极高灵便性与本能价钱比,因而,多种异型单片机体系打算慢慢成为一种新的思绪,但单片机之间的通讯不停是困扰这种门径拓展的苛重题目。本文将分解较量几种单片机之间的格式、难点,并提出一种处分计划。

  ①采用硬件UART举行异步串行通讯。这是一种占用口线少,有用、牢靠的通讯格式;但缺憾的是很多幼型单片机没有硬件 UART,有些也只要1个UART,倘若体系还要与上位机通讯的话,硬件资源是不足的。这种门径普通用于单片机有应件UART且不需与表界举行串行通讯或采用双UART单片机的地方。

  ②采用片内SPI接口或2C总线模块串行通讯花样。SPI/I2C接口拥有硬件大略、软件编程容易等特色,但目前大无数单片机不具备硬件SPI/I2C模块。

  ③应用软件模仿SPI/I2C形式通讯,这种格式很难模仿从机形式,通讯两边对每一位要做出呼应,通讯速度与软件资源的开销会酿成一个很大的抵触,经管欠好会导致体系团体本能快速消浸。这种门径只可用于通讯量极少的地方。

  ④口对口并行通讯,应用单片机的口线条握手信号线。这种格式的特色是通讯速率疾,1次可能传输4位或8位,乃至更多,但必要占用大批的口线,并且数据转达是准同步的。正在一个单片机向另一个单片机传送1个字节从此,务必比及另一个单片机的收受呼应信号后才气传送下一个数据。普通用于少许硬件口线较量富余的地方。

  ⑤应用双口RAM举动缓冲器通讯。这种格式的最大特色即是通讯速率疾,双方都可能直接用读写存储器的指令直接操作;但这种格式必要大批的口线,并且双口RAM的价钱很高,普通只用于少许对速率有异常央求的地方。

  从上面几种计划来看,种种门径对硬件都有很大的央求与局部,十分是难以正在效用大略的单片机上完毕,因而寻求一种大略、有用的,能正在种种单片机之间通讯的门径拥有紧急的旨趣。③、④计划中,两边单片机要转达的每一位或每一个字节做出呼应,通讯数据量较大时会消耗大批的软件资源,这正在少许及时性央求高的地方是不首肯的。针对这一题目,假设正在单片机之间增添1个数据缓冲器,多量数据先写入缓冲区,然后再让对方去取,各个单片机对数据缓冲器都是主控形式,云云一定会大大降低通讯功用。说到数据缓冲,咱们立刻会思到并行RAM,然则并行RAM必要占用大批的口线(数据线+所在线+读写线+片选线条以上。这是一个让人望而却步的数字,并且会大大增添PCB面积并给布线带来必定的穷苦,极少有人采用这种格式。串行接口的RAM正在墟市上很少见,不单难以买到并且价钱很高。移位寄存器也可能做数据缓冲器,但目前容量最大的也只128位,由于是“优秀先出”构造,因而不管转达数据多少,收受方务必移完扫数寄存器,灵便性差并且大容量的移位寄存器也是少见难买的。一种被称为“铁电存储器”芯片的显现,给咱们带来体会决门径。

  铁电存储器是美国Ramtran公司方才推出的一种新型非易失性存储器件,简称FRAM。与浅显EEPROM、Flash-ROM比拟,它拥有不需写入期间、读写次数无尽,没有分散构造可能持续写放的利益,因而拥有RAM与EEPROM的双得特征,并且价钱相对较低。现正在大无数的单片机体系装备串行EEPROM(如24CXX、93CXX等)用来存储参数。倘若用1片FRAM代庖原有EEPROM,使它既能存储参数,又能作串行数据通讯的缓冲器。2个(或多个)单片机与1片FRAM接成多主-从的I2C总线格式,增添几条握手线,即可获得大略高效的通讯硬件电道。正在软件方面,只消处分好I2C多主-从的掌握冲突与通讯合同题目,即可完毕大略、高效、牢靠的通讯了。

  W78LE52与EMC78P458构成一个电池供电、可长途通讯的工业流量计。78P458采用32.768kHz晶振,任务电流低,不间断任务,及时收集传感器的脉冲及温度、压力等少许模仿量;W78LE52采11.0592MHz晶振,因为它的任务电流较大,北京赛车pk10历史记录采用间断任务,认真流量的非线性校正、参数输入、液晶显示、与上位机通讯等效用,它的UART用于长途通讯。通讯接口局部线C接口的FRAM(FM24CL16)构成二主一从的I2C总线接连作握手信号线A与B。咱们驾驭手线A(简称A线)界说为总线掌握、指示线,苛重用于获取总线掌握权与判别总线是否“忙”;握手线B(简称B线)界说为报告线,苛重用于报告对方取走数据。

  因为咱们采用的是二主一从的I2C总线个主机同时去操作从机(防冲突)是一个很是紧急的题目。带有硬件I2C模块的器件普通是云云的,器件内部有1个总线仲裁器与总线超时按时器:当总线超时按时器超时后指示总线空闲,这时单片机可能发出获取总线号召,总线仲裁器通过一系列操作后确认获取总线获胜或腐朽;超时按时器清零,从此的每一个SCL形态转折对总线悉数主机的超时按时器举行清零,以防卫它溢出,指示总线正处于“忙”形态,直到一个主机对总线掌握罢了不再发生SCL脉冲;超时按时器溢出,总线从头回到“空闲”形态。然则目前大无数单片机没有装备硬件I2C模块,并且当2个主机的任务频率相差较大时,超时按时器按时值只可设为较大的值,云云也会影响总线的运用功用。下面先容一种用软件模仿I2C总线C读写操作措施的软件模仿极端多见,这里不再多述):用1条握手线所示,当A线高电闲居,指示总线空闲;当此中一个主机要获取总线掌握权时,先盘问总线是否空闲,“忙”则退出,空闲则向A线发送一个测试序列(如:1),正在每次发送位“1”后读取的A线形态。倘若读取形态为“0”,立刻退出,申明有其它器件曾经争先获取总线;倘若一个序列读取的A线形态都精确,则申明已获胜取得总线掌握权,这时要拉低A线以指示总线“忙”,直到读写高A线,使总线回到“空闲”形态。分歧的主机采用分歧的测试序列,或发生随机测试序列,测试序列长度可能选得长少许,云云可能增添仲裁的牢靠性。

  一个牢靠通讯编造,除了好的硬件电道表,通讯合同也至闭紧急。正在单片机体系RAM资源与实践速率都很是有限的情状下,一个简捷有用的合同瑕瑜常紧急的。下面全体先容一种较量合用于单片机通讯的合同,数据以包的花样传送。数据包构造:

  ⑥校验验证数据包的精确性,可能是和校验、异或校验、CRC校验等或者是它们的组合;

  最先,要正在FRAM里划分好各个区域,各个单片机的参数区、数据收受区等。然后,单片机可能向另一个单片机发送数据包,发送完毕之后通过向握手线个脉冲报告对方取走数据;收受方读取数据并举行经管后,向FRAM内发送方的数据收受区写入回传数据或通讯腐朽标识,再向握手线之间的通讯的例子。

  ③高效。因为采用数据缓冲,可能正在分歧时钟频率、分歧速率的单片机之间通讯;读写数据时,可能I2C总线的最高速率举行,可能完毕1次传送大批数据;正在一个单片机向FRAM传送数据时,另一个单片机毋庸逐一作出呼应或等候,可能举行其它措施操作,降低软件任务功用。

  ④灵便。通讯硬件接口关于各个单片机是对等的,通过软件装备,每个单片机既可能凭据必要主动发送通讯,也可能只呼应其它单片机的呼唤。

  ①为了降低通讯功用,握手线B最好运用间断端口,负脉冲宽度必定要餍足速率较低单片机间断信号央求。倘若没有间断的线条口线,用调动端口形态的门径报告对方,等候对方盘问,而不是负脉冲。

  ③因为参数与通讯缓冲区同时设正在统一片FRAM内,要避免对参数局部的误操作。一个较好的处分措施是把参数存放正在所在的后半局部(A2=1),正在举行通讯操作时,把FRAM的WP引脚拉高(所在正在后半局部的单位写扞卫),云云可能有用地防卫考查时对参数区误操作。

  ④因为I2C总线个单片机正正在写通讯数据时,另一个单片机是不行对FRAM举行操作的。倘若必要及时、经常地读取FRAM中参数的话,请预先将参数读入RAM单位运用或其余增添特意存放参数的芯片。

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