單片機雙串口同時通訊的實現(xiàn)

2．2　集中器中雙串口CPU同時通訊的實現(xiàn)

由于集中器要實現(xiàn)和上位機與采集模塊的同時通訊，采用一片具有雙串口的CPU，該CPU具有2個串口和2個串口中斷，串口1中斷處理與上位機的通訊，串口2中斷處理與采集模塊的通訊，串口1中斷設置為高優(yōu)先級中斷，每接塑到或發(fā)送完一個字節(jié)都進入中斷處理，處理完畢立即退出中斷，通訊波特率都為9 600 b/s，一個起始位和一個停止位。

首先要解決時間沖突問題，硬件接受或發(fā)送一個字節(jié)的時間為1 ms左右，而軟件接受或發(fā)送一個字節(jié)的時間僅幾μs，這就為雙串口同時通訊提供了條件。同時通訊實際上是將CPU時間分成很小的時間片，假設較快的串口發(fā)送或接受一個字節(jié)的最長時間為TRbyteMax，則CPU最長時間片一般應小于TRbyteMax/2，當然在接受或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)之后的間隙，CPU時間片可以適當延長，作一些必要的數(shù)據(jù)處理。

其次要解決數(shù)據(jù)沖突問題，2個串口通訊分別使用各自的接受發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和控制變量，以減少中斷保護數(shù)據(jù)量和防止數(shù)據(jù)沖突。當主程序、串口2中斷處理程序和其他中斷處理程序往存儲器(與上位機的通訊用存儲器)中寫數(shù)據(jù)時，需在盡量短的時間內關閉串口1中斷，關閉中斷時間應小于幾百μs，防止其他程序數(shù)據(jù)沒有寫完之前串口1讀此數(shù)據(jù)。

同時需要注意一些其他問題：盡量采用模塊化、結構化、對象化編程，使串口通訊程序和其他程序之間、2個串口通訊程序之間相互獨立，以減少發(fā)生錯誤的機會。另外串口通訊中，還要增加通訊超時處理機制，中斷處理中要注意數(shù)據(jù)和程序狀態(tài)的保護，完善出錯處理程序，使用電源監(jiān)測掉電保護硬件和看門狗技術等。

串口通訊數(shù)據(jù)幀中采用高可靠性的循環(huán)冗余校驗(CRC)技術，極大地降低了數(shù)據(jù)誤碼率，在連續(xù)運行幾個月的大量數(shù)據(jù)中沒有發(fā)現(xiàn)誤碼。

3　結語

本系統(tǒng)設計采用模塊化、結構化、對象化的程序設計方法，硬件冗余設計和軟硬件自動故障診斷，使系統(tǒng)具有高可靠性和高實時性。系統(tǒng)使用大量報表和動態(tài)圖形曲線，具有友好的人機交互界面。專用掌上電腦可現(xiàn)場初始化，操作簡便、維修快捷。同時具有在線設置方便、硬件配置靈活多樣、適用范圍廣、通用性好、性能價格比高等特點。

本系統(tǒng)已在電廠連續(xù)可靠運行，有很高的抄收成功率，抄收數(shù)據(jù)無誤碼?？蓮V泛應用于大中型企業(yè)和電廠，為現(xiàn)代化發(fā)電用電管理提供可靠的數(shù)據(jù)來源。

本系統(tǒng)可做進一步改進，針對不同類型的應用，在DCS中加入相應的統(tǒng)計分析模塊和控制單元，達到自動控制的目的。

參考文獻
［1］Modicon modbus protocol reference guide．PI- MBUS - 300 Rev. J. MODICON ,Inc. ,Industrial Automation Systems . June 1996.
［2］何立民．單片機應用系統(tǒng)［M］．北京：北京航空航天大學出版社，1992．
［3］High - speed microcontrollers . DataBook of Dallas Semiconductor Corp．1999．