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          ARM7串口9位方式多機通信的編程技術(shù)

          作者: 時間:2010-04-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            1 主從式

            所謂主從式多機系統(tǒng),即在數(shù)個(或單片機)中,有一個是主機,其余的為從機。從機要服從主機的調(diào)度、支配,其拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

          拓撲結(jié)構(gòu)

            主機信息可以發(fā)到各個從機,從機發(fā)送的信息只能被主機接收,從機之間不進行通信。

            51單片機串口不同尋常的特征是包括第(在串口模式2和模式3下)。它允許把在串行口通信增加的第9位用于標志特殊字節(jié)的接收。一般約定第9位為高時表示該字節(jié)為地址字節(jié),第9位為低時為數(shù)據(jù)字節(jié)。第允許接收單片機信息,僅當字節(jié)具有一個第9位時才能被中斷。用這種方式,主機首先廣播1字節(jié),并讓其第9位為高,同時收到該字節(jié)的各個從機,只有地址相符的打開,以接收后面的數(shù)據(jù)字節(jié)。所接續(xù)的數(shù)據(jù)字節(jié)(第9位為低)不能引起其他從機中斷,因為未送它們的地址。

            51單片機用時,串口模式必須在方式2或方式3。

            其實現(xiàn)的原理和工作過程如下:作主機的8051的SM2應(yīng)設(shè)定為O,作從機的sM2設(shè)定為1。主機發(fā)送并被從機接收的信息有兩類:一類是地址,用于指示需要和主機通信的從機地址,由串行數(shù)據(jù)第9位為“1”來標志;另一類是數(shù)據(jù),由串行數(shù)據(jù)第9位為“0”來標志。由于所有從機的SM2=1,故每個從機總能在R1=O收到主機發(fā)來的地址(因為串行數(shù)據(jù)的第9位為“l(fā)”),并進入各自的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中,每臺從機把接收到的從機地址和它的本機地址(系統(tǒng)設(shè)計時所分配)進行比較。所有比較不相等的從機均從各自的中斷服務(wù)程序中退出(SM2仍為1),只有比較成功的從機才足被主機尋址通信的從機。被尋址的從機在程序中使SM2=0,以便接收隨之而來的數(shù)據(jù)或命令(RB8=0)。上述過程進一步歸結(jié)如下:

            ①主機的SM2為O,所有從機的SM2=1,以便接收主機發(fā)來的地址。

           ?、谥鳈C給從機發(fā)送地址時,第9數(shù)據(jù)位應(yīng)設(shè)置l,以指示從機接收這個地址。

           ?、鬯袕臋C在SM2=1、RB8=1和RI=O時,接收主機發(fā)來的從機地址,進入相應(yīng)中斷服務(wù)程序,并與本機地址相比較,以便確認是否為被尋址從機。

           ?、鼙粚ぶ窂臋C通過指令清除SM2,以便正常接收數(shù)據(jù),并向主機發(fā)回接收到的從機地址,供主機核對。未被尋址的從機保持SM2=1,并退出各自中斷服務(wù)程序。

            ⑤完成主機和被尋址之間的數(shù)據(jù)通信,被尋址從機在通信完成后重新使SM2=l,并退出中斷服務(wù)程序,等待下次通信。

            從以上8051實現(xiàn)9位方式多機通信的過程可見,關(guān)鍵問題在于:

           ?、侔l(fā)送端(主機)如何發(fā)送第9位,并且可編程設(shè)置1或O;

           ?、诮邮斩?從機)如何接收到這第9位,并判斷出是l還是0。

            以上問題,8051串口可通過控制寄存器SCON中的TB8、RB8和SM2位的設(shè)置和讀取輕松解決,但在中并沒有與805l類似功能的寄存器。那么7多機系統(tǒng)怎樣實現(xiàn)如上9位方式多機通信呢?下面通過分析ARM串口(以0為例)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)寄存器,給出一個有效的解決方案。

            2 ARM7串口0內(nèi)部結(jié)構(gòu)

            使用ARM7串口O之前須設(shè)置5個寄存器,即中斷使能寄存器UOIER、UARTO格式控制寄存器UOLCR、FIFO控制寄存器UOFCR和波特率設(shè)置寄存器UODLM和UODLL。發(fā)送過程是:CPU內(nèi)核通過VPB接口對UARTO的寄存器進行讀寫訪問,數(shù)據(jù)首先進入發(fā)送緩存UOTHR,經(jīng)發(fā)送移位寄存器UOTSR逐位移出,經(jīng)TxDO引腳輸出。接收過程是:數(shù)據(jù)經(jīng)RxDO,先進入接收移位寄存器UORSR,經(jīng)接收緩存U0RBR,通過VPB與CPU內(nèi)核相連。特別注意的是,通信過程中ARM7串口中的中斷標志寄存器U0IIR和UART0狀態(tài)寄存器UOLSR的各位將隨著通信收發(fā)而自動受到影響,也就是說這兩個寄存器記錄了數(shù)據(jù)通信過程的狀態(tài)信息,這些信息很有用。

            UOIIR寄存器的描述如表1所列。

          UOIIR寄存器的描述

            UOIIR提供狀態(tài)代碼,用于指示一個掛起中斷的中斷源和優(yōu)先級。在訪問UOIIR的過程中,中斷被凍結(jié)。如果在訪問UOIIR時產(chǎn)生了中斷,該中斷將被記錄,在下次訪問UOIIR時可以讀出,避免了中斷的丟失。

            UOLSR寄存器描述如下:

          UOLSR寄存器

            RDR:接收數(shù)據(jù)就緒。判斷該位是否置1,決定能否從FIF0中讀取數(shù)據(jù)。

            0——UORBR為空。

            l——UORBR中包含有效數(shù)據(jù)。從接收FIFO中讀走所有數(shù)據(jù)后,恢復(fù)為O。

            0E:溢出錯誤標志。當U0RBR寄存器中已經(jīng)有新的字符就緒,而接收FIF0已滿時,該位置位。

            0——接收緩存區(qū)沒有溢出。

            1——接收緩存區(qū)發(fā)生溢出錯誤。

            PE:奇偶校驗錯誤。在使能奇偶校驗位之后,對所有接收的數(shù)據(jù)都進行奇偶校驗,如果與UOLCR中的設(shè)置不符,將引起奇偶校驗錯誤。

            O——沒有發(fā)生奇偶校驗錯誤。

            1——發(fā)生奇偶校驗錯誤。讀操作使該位恢復(fù)為O。

            FE:幀錯誤標志。當接收字符的停止位為O時,產(chǎn)生幀錯誤。

            O——沒有發(fā)生幀錯誤。

            1——發(fā)生幀錯誤。讀取該位時恢復(fù)為O。

            BI:間隔中斷標志。在發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果RXDO引腳保持低電平,將產(chǎn)生間隔中斷。發(fā)生間隔中斷后,接收模塊停止數(shù)據(jù)接收。

            O——沒有發(fā)生間隔中斷。

            1——發(fā)生間隔中斷。

            THRE:反映UOTHR是否為空,也可以認為發(fā)送FIFO是否為空。

            O——不為空。

            1——空。對UOTHR進行寫操作,使該位恢復(fù)為O。

            TEMT:當發(fā)送移位寄存器和UOTHR均為空時,該位置位。

            0——不為空。

            1——空。對UOTHR進行寫操作,使該位恢復(fù)為0。

            RXFE:如果一個帶有接收錯誤(如幀錯誤、奇偶錯誤或間隔中斷)的字符裝入UORBR時,該位置位。

            O——UORBR中沒有接收錯誤,或UOFCR[O]為0。

            1——UORBR中包含至少一個UARTO Rx錯誤。

            另外,還有兩個很重要的寄存器:一個是前面提到的格式控制寄存器UOLCR,另一個是FIFO控制寄存器UOFCR。

            UOLCR寄存器的描述如下:

          UOLCR寄存器

            其中第3位和第4、5位十分重要。

            奇偶使能:控制是否進行奇偶校驗。如果使能,發(fā)送時將添加一位校驗位。


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          關(guān)鍵詞: ARM 多機通信 UART 9位方式

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