单片机多机并行通讯的一种方法

2006-12-28 13:28:06来源: 电子查询网
1 简介

  本文介绍的单片机多机并行通讯系统,使用89C51作为主机,多片89C2051作为从机。(89C2051为20脚300MIL封装,带有2K FLASH E2PROM的单片机,除了少了两个并口外,具备MCS-51系列单片机所有功能。因为其体积小,功能强,必将在单片机应用领域内广泛使用)。这种并行通讯方法适用于在多站点,多层次的检测和控制系统中充当通信控制器的角色;也适合于用作单片机串行口扩充电路。

  

  

  图1 芯片的逻辑图及四种工作状态 

  

      图2 单片机并行通信原理框图

  2 三态总线缓冲寄存器74HC646

  在单片机构成的多机并行通讯系统中,总线上的信息交换一般采用PIO(并行接口)和双端口寄存器等方法,并辅助以总线仲裁电路。通常使用的并行接口芯片有8155,8255等。本文介绍一种简单的并行接口电路,它既能取代8255等芯片,还能使电路结构更加简单和紧凑。该电路由一片74HC74和一片74HC646(300MIL窄封装)构成。

  74HC646是三态总线缓冲寄存器,其实也是一个双端口共享存储器,只是共享存储区很小的,仅有一个数据输入寄存器与一个数据输出寄存器,用它作为单字节通信数据的临时中转站,每传送一个字节,主从机间握手一次,把数据取走后再继续下一字节的通信。74HC646可以将两条总线的数据分别锁存,再由芯片内部总线进行数据交换。74HC646具有四种工作状态,利用对这四种工作状态的控制,可以实现多个单片机利用数据口进行数据交换,省下其余口线做其他的工作,如驱动LED,控制开关等。74HC646芯片的逻辑图及四种工作状态如图1所示。

  3 单片机并行通信原理

  74HC646对数据进行的锁存只为完成数据交换作了信息准备工作,单片机多机之间通讯的实现还必须具备通讯联络手段,以使单片机了解总线上的工作状态,避免发生总线冲突。这里采用四线握手联络:两条由发送方送接收方,通知接收方数据已经准备好(如图2中的TFNE*,RFNE*);两条由接收方送发送方,通知发送方数据已经收到(如图2中的TFNF*,RFNF*)通信联络信号是由74HC74电路产生。单片机并行通信原理框图如图2所示。

  4 多机并行通信协议

  上面的并行通讯的单片机没有封锁电路以防止主从机向74HC646同时写数或同时读数,因此各单机在双向传输时,必须根据状态信息来控制自己的下一步操作,即进行联络,通过软件、硬件通讯协议配合才能避免造成错误,保证对74HC646不会造成竞争冲突。因此,除了上面所讲的联络电路之外,在编制软件时,还必须遵从以下协议:

  . 主机向74HC646发送数据时,必须保证74HC646接收寄存器为空。

  . 主机与从机间的数据传输要通过74HC646,协议不允许双方同时对74HC646进行操作,必须根据状态信息来控制自己的操作。

  5 通讯协议的格式与执行过程

  5.1 信息格式

  在并行通讯的异步通信传输时,也同样存在帧的类型及格式问题,可以采用串行通讯类似的帧格式:

  特征字

  长度

  数据1

  数据2

  ...

  校验码

  5.2 通讯协议的执行过程

  下面以检测方式为例说明通讯协议的执行过程。

  5.2.1 主机向从机写数过程:(主机写, 从机读)

  主机向74HC646写数据,然后通知从机有数据来,从机从74HC646中读取数据。

  ① 主机读取状态位,检测TFNF*位是否为零。

  ②若TFNF*=1,主机暂时等待;若TFNF*=0,主机向74HC646写数据,使TFNF*=1,同时使TFNE*=0。

  ③ 从机读取状态位,检测TFNE*位是否为零。若TFNE*=1,从机暂时等待;若TFNE*=0,从机从74HC646读数据,使TFNE*=1,同时使TFNF*=0。

  ④ 主机再次检测状态位TFNF*是否为零,若为“0”,说明从机已将数据从74HC646中取走,主机可发送下一数据。

  5.2.2 主机读从机过程:(从机写, 主机读)

  从机向74HC646写数据,然后通知主机有数据来,主机收到信号后,将数据从74HC646中取走。

  ① 从机读取状态位,检测RFNF*位是否为零。

  ②若RFNF*=1,从机暂时等待;若RFNF*=0,从机向74HC646写数据,使RFNF*=1,同时使RFNE*=0。

  ③ 主机读取状态位,检测RFNE*位是否为零。若RFNE*=1,主机暂时等待;若RFNE*=0,主机从74HC646读数据,使RFNE*=1,同时使RFNF*=0。

  ④ 从机再次检测状态位RFNF*是否为零,若为“0”,说明从机已将数据从74HC646中取走,主机可发送下一数据。

  6 流程图(检测方式)

  采用检测方式的程序流程如图3所示。  

  

  图3 采用检测方式的程序流程图

  若使用中断方式, 只需对执行过程和流程图稍加修改即可。

关键字:89C51  封装  E2PROM

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/mcu/200612/7662.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
89C51
封装
E2PROM

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved