多機通信模式在通信系統中的應用

任瑞濤，姜家宏

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

在AVR系列單片機中，通過設置從機的UCSRA寄存器中標志位MPCM，可以使能USART接收器對接收的數據幀進行過濾的功能。在多處理器通信模式下，多個從處理器可以從一個主處理器接收數據。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處理器。如果尋址到某一個處理器，它將正常接收后續數據，其他的從處理器會忽略這些幀，直到接收到另一個地址幀，發送器則不受MPCM位設置的影響。這在多機通信中有效地方便了對從機MCU處理器程序的編寫，縮短了MCU處理數據的時間。

1 多機通信模式的數據幀格式

在多機通信模式下，數據幀一般采用:1位起始位+9位數據位+校驗位(可選)+1或2個停止位。其中第9位(RXB8)表征該幀是地址幀還是數據幀。當幀類型表征位為“1”時，表示該幀數據為一個地址幀;當幀類型表征位為“0”時，表示這個幀為一個數據幀。此外，也可以在編程時，用8位數據位+奇偶校驗位的數據幀格式來代替9位數據位+無奇偶校驗位的數據幀格式［1］。

2 多機通信的操作流程

對于一個作為主機的處理器，可以使用9位數據幀格式。如果傳輸的是一個地址幀就將第9位(TXB8)置1，如果是一個數據幀就將它清零。在這種幀格式下，從處理器必須工作于9位數據幀格式。在多處理器通信模式下進行數據交換的步驟:

(1)所有從處理器都工作在多處理器通信模式(MPCM=1)。

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

(3)每一個從機都會讀取UDR寄存器的內容來確定自己是否被尋址。如果被尋址，就將UCSRA的MPCM位清零，等待接收數據;否則，保持MPCM為“1”，等待下一個地址幀的接收:

1)作為1號從機的MCU處理過程為，收到地址幀后，判定讀取UDR數據0X01為自己的地址，將MPCM位置“0”，接收之后所有主機下發的數據幀，直到下一個地址幀為止。

2)其他從機MCU的處理過程，收到地址幀后，判定讀取UDR數據0X01不是自己的地址，將MPCM位置“1”，這樣他們將忽略主機隨后發送的數據幀，直到主機再次發送地址幀。

(4)當被尋址的從機MCU接收完最后一個數據幀后，將MPCM位置位，等待下一個地址幀的出現，然后從步驟(2)開始重復。

3 軟件設計

以AVR系列單片機中的ATmega32為例，使用編譯器ICCAVR對初始化程序、發送程序和接收程序給出了具體方案和實現方法。

當主機發送數據幀或地址幀時，將第9位復制到TXB8，然后將數據放入緩沖器，發送數據。程序流程圖如圖1所示［2］。

圖1 主機發送流程圖

4 結束語

在多機通信中，設置發送器或接收器中的第9位或發送器中的第9位來確定是數據幀還是地址幀，這給程序員的編程帶來便利。同時提高了系統的速度和穩定度，避免因為區分地址和數據程序陷于死循環。

圖2 從機接收流程圖

［1］ 周興華．AVR單片機C語言高級程序設計［M］．北京:中國電力出版社，2008．

［2］ 張軍．AVR系列單片機應用系統典型實例［M］．北京:中國電力出版社，2005．