基于嵌入式系統(tǒng)的實時控制模塊設計方案

　　單片機與上位計算機的通信使用通用異步收發(fā)器UART,外接MAX3224,將UART信號轉換為RS-232信號進行傳輸，MAX3224在3~5.5 V低電壓下工作，卻可產(chǎn)生RS-232的±12 V電壓，只需連接Tx、Rx和地線即可實現(xiàn) 異步串行通信。系統(tǒng)中仍有一些時鐘、復位電路和電源等，在此不再贅述。

　　2 軟件設計與實現(xiàn)

　　2.1 主程序框架

　　主程序流程圖如圖4所示。

　　主程序是順序結構，較為簡單。主要分兩部分：一是對系統(tǒng)各部分進行初始化設置，使其能夠工作在正常狀態(tài)。二是正常工作循環(huán)狀態(tài)，當收到上位機的控制命令時，即進行相應的操作，無命令時則等待。對于嵌入式程序而言，無限循環(huán)是必要的。

　　2.2 串口通信程序

　　串口通信程序實現(xiàn)與上位機的通信功能。具體操作中使用一個循環(huán)隊列存放接收到的上位機命令，分別用頭指針和尾指針指向隊頭和隊尾，將各命令字節(jié)取出，進行相應操作。命令執(zhí)行完畢（隊列取空），清標志位，等待新命令。如圖5所示。

　　2.3 SPI通信程序

　　C51采用SPI主模式與AD7707進行通信。主模式寫AD7707較為簡單，單片機先寫1 Byte的配置數(shù)據(jù)給AD7707,其會自動將該數(shù)據(jù)放入自身的通信寄存器，隨后AD7707根據(jù)該配置值確定下一步要寫的寄存器及數(shù)據(jù)大小，再將單片機隨后輸入的數(shù)據(jù)放入指定位置。C8051F120發(fā)數(shù)據(jù)前，先根據(jù)SPICN寄存器的TXBMT位的值判斷是否能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，再向自身的SPIDAT寄存器寫數(shù)據(jù)即可，硬件會自動將數(shù)據(jù)發(fā)出。

　　主模式讀AD7707較為困難。當C51已設置AD7707的通信寄存器，表明下一步操作是讀AD7707的某個寄存器值后，C51向SPIDAT寫任意值，之后SPI數(shù)據(jù)線（MOSI）上會串行移出數(shù)據(jù)，同時時鐘線上產(chǎn)生串行時鐘，從設備（AD7707）收到時鐘，將預備的數(shù)據(jù)送到MISO線上交給C51,同時不采納主設備發(fā)送的任意值。C51將發(fā)送的串行數(shù)據(jù)放在移位寄存器中，當最后一位收到后即移入收緩沖器，再讀SPIDAT便可讀出數(shù)據(jù)。

　　2.4 其他軟件模塊

　　其他軟件模塊均是根據(jù)各部分硬件的具體要求，通過向所分配的對應地址空間按序發(fā)送所需數(shù)據(jù)來實現(xiàn)相關功能。

　　3 結束語

　　文中提出以C51單片機C8051F120為核心控制芯片的嵌入式系統(tǒng)的實時控制模塊設計方案,已成功應用于某通信測試儀器中，陔系統(tǒng)通過中斷及查詢等方式較好地實現(xiàn)了對整機的實時控制功能。