MCU單片機(jī)并行通訊的原理參考

1. 問題的提出

某系統(tǒng)中使用了三路串行接口的傳感器(GPS、壓力和風(fēng)向)及三路模擬電流(4～20mA)接口的傳感器(濕度、溫度和水位)。現(xiàn)需要將這些數(shù)據(jù)匯總后通過串口上傳給PC機(jī)，并且要求每路信號(hào)數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r(shí)獨(dú)立的接收。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)過分析，我們分別使用一塊2051單片機(jī)接收各路串口傳感器的數(shù)據(jù)，同時(shí)使用一塊多路高精度ADC對(duì)轉(zhuǎn)換成電壓的溫度等信號(hào)采樣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。主從機(jī)之間的具體管腳連接參見圖2。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)中51單片機(jī)作為主機(jī)控制著整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作并發(fā)起每次通信，每塊2051作為實(shí)時(shí)從傳感器獲取數(shù)據(jù)并在主機(jī)控制下完成通信。主機(jī)和各從機(jī)之間通過并口連接通信。主從機(jī)工作流程如下：

· 主機(jī)上電初始化后，通過P0口發(fā)送從機(jī)地址選中一路從機(jī)并等待應(yīng)答。

· 各從機(jī)上電初始化后接收傳感器串行數(shù)據(jù)，然后通過P1口接收主機(jī)地址，當(dāng)?shù)刂放c自己相符后，調(diào)整245方向并由245向主機(jī)發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)，此過程由握手線負(fù)責(zé)控制。

· 從機(jī)發(fā)送完所有數(shù)據(jù)后再次將245方向改為接收，重新開始接收傳感器數(shù)據(jù)和主機(jī)發(fā)送的地址。

· 主機(jī)按照同樣方式接收所有各路2051數(shù)據(jù)。

· 串口數(shù)據(jù)接收完畢后，主機(jī)控制AD轉(zhuǎn)換并獲取三路信號(hào)數(shù)據(jù)。

· 主機(jī)將所有數(shù)據(jù)集合成規(guī)定格式后通過232發(fā)送給PC機(jī)。

主從機(jī)的工作流程圖如圖3所示：

圖2 主從機(jī)間的管腳連接

圖3 主從機(jī)工作流程圖

主要程序代碼分別如下，主機(jī)為：

……

sbit adc_busy=P3^2;

sbit adc_hben=P3^3;

sbit hand1=P2^0;//GPS

sbit hand2=P2^1;//PRESSURE

sbit hand3=P2^2;//WIND

sbit hand4=P2^3;//BAK1

uchar idata gps[96];

uchar idata pressure[9];

uchar idata wind[26];

uchar idata tem[6];

uchar idata hum[6];

uchar idata water_tem[7];

……

P1=0x01;

for(i=0;i《96;i++){

while(hand1!=0);

gps[i]=P1;

while(hand1==0);

}

sendbyte2pc(’#’);

sendbyte2pc(’#’);

sendbyte2pc(’1’);

sendbyte2pc(’ ’);

sendbyte2pc(’ ’);

send2pc(gps，96);

……

從機(jī)為：

……

sbit dir=P3^2;

sbit en=P3^3;

sbit hand=P3^4;

……

loop：

RI=0;i=0;

while(!RI);//wait for receiving ready

if (SBUF!=0x40)//data head

goto loop;

data_str[i]=0x40;i++;

RI=0;

while(!RI);//wait for receiving ready

if (SBUF!=0x40)//data head

goto loop;

data_str[i]=0x40;i++;

do{

RI=0;

while(!RI);

data_str[i]=SBUF;

i++;

}

while(i!=96);

dir=0;en=0;//enable data receiving P1=0xff;

for(i=0;i《100;i++){

if(P1==0x01)

goto send;

}

en=1;

goto loop;

send：

for(i=0;i《96;i++){

dir=1;

P1=data_str[i];

hand=0;

for(j=0;j《5;j++){;}

hand=1;

}

en=1;dir=0;

goto loop;

……

3.結(jié)語

本文中提出的并行通信方法具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰、程序容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，已經(jīng)在實(shí)際中證明可行。在調(diào)試過程中可以借用串口助手等軟件接收數(shù)據(jù)來驗(yàn)證通信的可靠性。