多機(jī)通信模式在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

任瑞濤，姜家宏

(1.海軍701工廠研發(fā)部，北京100016;2.中國電子科技集團(tuán)公司第45研究所研發(fā)部，河北三河065201)

在AVR系列單片機(jī)中，通過設(shè)置從機(jī)的UCSRA寄存器中標(biāo)志位MPCM，可以使能USART接收器對接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾的功能。在多處理器通信模式下，多個(gè)從處理器可以從一個(gè)主處理器接收數(shù)據(jù)。如果使能過濾功能，首先要通過解碼地址幀來確定所尋址的是哪個(gè)處理器。如果尋址到某一個(gè)處理器，它將正常接收后續(xù)數(shù)據(jù)，其他的從處理器會(huì)忽略這些幀，直到接收到另一個(gè)地址幀，發(fā)送器則不受MPCM位設(shè)置的影響。這在多機(jī)通信中有效地方便了對從機(jī)MCU處理器程序的編寫，縮短了MCU處理數(shù)據(jù)的時(shí)間。

1 多機(jī)通信模式的數(shù)據(jù)幀格式

在多機(jī)通信模式下，數(shù)據(jù)幀一般采用:1位起始位+9位數(shù)據(jù)位+校驗(yàn)位(可選)+1或2個(gè)停止位。其中第9位(RXB8)表征該幀是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。當(dāng)幀類型表征位為“1”時(shí)，表示該幀數(shù)據(jù)為一個(gè)地址幀;當(dāng)幀類型表征位為“0”時(shí)，表示這個(gè)幀為一個(gè)數(shù)據(jù)幀。此外，也可以在編程時(shí)，用8位數(shù)據(jù)位+奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)幀格式來代替9位數(shù)據(jù)位+無奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)幀格式［1］。

2 多機(jī)通信的操作流程

對于一個(gè)作為主機(jī)的處理器，可以使用9位數(shù)據(jù)幀格式。如果傳輸?shù)氖且粋€(gè)地址幀就將第9位(TXB8)置1，如果是一個(gè)數(shù)據(jù)幀就將它清零。在這種幀格式下，從處理器必須工作于9位數(shù)據(jù)幀格式。在多處理器通信模式下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的步驟:

(1)所有從處理器都工作在多處理器通信模式(MPCM=1)。

(2)通信開始是由主機(jī)先發(fā)送一個(gè)地址幀，所有從機(jī)都會(huì)接收并讀取此幀。從處理器UCSRA寄存器的RXC正常置位，表示接收到地址幀。

(3)每一個(gè)從機(jī)都會(huì)讀取UDR寄存器的內(nèi)容來確定自己是否被尋址。如果被尋址，就將UCSRA的MPCM位清零，等待接收數(shù)據(jù);否則，保持MPCM為“1”，等待下一個(gè)地址幀的接收:

1)作為1號(hào)從機(jī)的MCU處理過程為，收到地址幀后，判定讀取UDR數(shù)據(jù)0X01為自己的地址，將MPCM位置“0”，接收之后所有主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)幀，直到下一個(gè)地址幀為止。

2)其他從機(jī)MCU的處理過程，收到地址幀后，判定讀取UDR數(shù)據(jù)0X01不是自己的地址，將MPCM位置“1”，這樣他們將忽略主機(jī)隨后發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，直到主機(jī)再次發(fā)送地址幀。

(4)當(dāng)被尋址的從機(jī)MCU接收完最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，將MPCM位置位，等待下一個(gè)地址幀的出現(xiàn)，然后從步驟(2)開始重復(fù)。

3 軟件設(shè)計(jì)

以AVR系列單片機(jī)中的ATmega32為例，使用編譯器ICCAVR對初始化程序、發(fā)送程序和接收程序給出了具體方案和實(shí)現(xiàn)方法。

當(dāng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀或地址幀時(shí)，將第9位復(fù)制到TXB8，然后將數(shù)據(jù)放入緩沖器，發(fā)送數(shù)據(jù)。程序流程圖如圖1所示［2］。

圖1 主機(jī)發(fā)送流程圖

4 結(jié)束語

在多機(jī)通信中，設(shè)置發(fā)送器或接收器中的第9位或發(fā)送器中的第9位來確定是數(shù)據(jù)幀還是地址幀，這給程序員的編程帶來便利。同時(shí)提高了系統(tǒng)的速度和穩(wěn)定度，避免因?yàn)閰^(qū)分地址和數(shù)據(jù)程序陷于死循環(huán)。

圖2 從機(jī)接收流程圖

［1］ 周興華．AVR單片機(jī)C語言高級(jí)程序設(shè)計(jì)［M］．北京:中國電力出版社，2008．

［2］ 張軍．AVR系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)典型實(shí)例［M］．北京:中國電力出版社，2005．