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目前，在眾多應用領(lǐng)域中，出現了許多所謂"智能儀表"和"智能儀器"，這些系統大多是以單片機為核心的計算機應用系統。在眾多的單片機中，Intel公司的8XC196MC／MD可謂其中的佼佼者。它是16位單片機中功能最強大的單片機之一，幾乎可以勝任各種測控工作，尤其在電機控制中備受青睞。然而由于8X196MC／MD單片機沒(méi)有提供硬件的通用異步收發(fā)器(UART)，這給用慣了UART的用戶(hù)帶來(lái)了一些不便。但利用專(zhuān)門(mén)的PTS模式，不僅可以實(shí)現串行通信，而且操作更加靈活，效率更高，CPU的開(kāi)銷(xiāo)也更��；既可以實(shí)現異步(ASIO)功能，也可以實(shí)現同步(SSIO)功能；波特率由EPA建立，包括校驗位和停止位在內，收發(fā)數據格式可達16位／字符。 1 EPA和PTS概述 1．1 EPA及其工作原理 EPA(Event Processor Array，事件處理器陣列)，類(lèi)似于HSIO，用來(lái)處理與時(shí)間有關(guān)的輸入和輸出事件，但比其更靈活、更高效。在EPA中，主要提供兩類(lèi)模塊--捕獲／比較模塊和獨立的比較模塊，用于實(shí)現捕獲和比較兩種功能。每個(gè)模塊都與指定的一個(gè)輸入／輸出引腳相關(guān)聯(lián)，支持其高速輸入輸出功能，所有模塊都能產(chǎn)生中斷。"捕獲"用來(lái)捕獲產(chǎn)生于引腳上的跳變事件，包括正跳變、負跳變和正負跳變，并記錄這些事件發(fā)生的時(shí)刻；"比較"是和預定的時(shí)間作比較，時(shí)間一到即執行以下選定的輸出功能：復位定時(shí)器，啟動(dòng)一次A／D轉換，為波形發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)重裝載觸發(fā)信號，改變輸出引腳狀態(tài)等。 1．2 PTS及其工作原理 PTS(Peripheral Transaction Server，外設事務(wù)服務(wù)器)，是一種特殊的中斷響應方式。與普通中斷響應相比，PTS響應把同一個(gè)中斷映射到相應的PTS通道。該通道產(chǎn)生一個(gè)PTS周期，它就像DMA周期那樣插入到正常指令流中，不需要額外的軟件開(kāi)銷(xiāo)，因此其CPU開(kāi)銷(xiāo)要比一般的中斷響應少得多。PTS有一個(gè)PTS向量表，其排列次序和優(yōu)先級順序與普通中斷向量相同，但去掉了NMI、非法操作碼和軟件陷阱3種中斷。除了NMI之外，所有的PTS通道的優(yōu)先級高于任何一個(gè)普通中斷。每個(gè)PTS向量都指向一個(gè)PTS控制塊(PTSCB)，控制塊說(shuō)明了應執行的微代碼。它必須駐留在內部RAM空間內，每個(gè)控制塊包含8個(gè)字節，其首址應能被8除盡。 8XC196MC／MD有4種PTS工作方式，要實(shí)現串行通信需使用其SIO(串行輸入／輸出)方式。其中SIO有兩種方式：ASIO(異步串行I／O)和SSIO(同步串行I／O)。要工作于某一方式必須建立相應的控制塊(PTSCB)。與SIO方式相對應的控制塊有兩個(gè)，如圖1所示。此處只對BAUD和SAMPTIME加以說(shuō)明。 BAUD(LO和HI)：存放控制SIO運行波特率的16位數據。異步方式下，由下式計算：FXTAL／(4×波特率×EPA預置值)。其中：FXTAL為XTAL1腳的輸入頻率，單位為Hz。 SAMPTIME：只用于異步接收多數采樣方式，用來(lái)指定采樣時(shí)間間隔，由下式計算：FXTAL×Tsam／2-9。其中，Tsam為采樣間隔時(shí)間(μs)；FXTAL同上，但單位為MHz。 2 利用EPA和PTS實(shí)現串行通信 2．1 基本思想 利用EPA和PTS實(shí)現串行通信的基本思想是：首先，選擇一個(gè)EPA捕獲／比較模塊作為串行通信的接收模塊，選擇一個(gè)獨立比較模塊(或選擇一個(gè)捕獲／比較模塊而只利用其比較方式)作為串行通信的發(fā)送模塊，構成串行通信的硬件端口。然后，對所選的EPA模塊開(kāi)辟相應的PTS通道，根據通信要求編寫(xiě)發(fā)送和接收PTS模塊。EPA和PTS兩者聯(lián)合工作共同實(shí)現串行通信。 2．2 應用實(shí)例及具體實(shí)現 下面以常用的異步串行通信方式為例介紹具體的實(shí)現原理和方法。本例用一個(gè)EPA捕獲／比較模塊CAPCOMP0產(chǎn)生移位時(shí)鐘，P2．O作發(fā)送端(TXD)，波特率為9 600 bps，8位數據位，無(wú)校驗位，1位停止位，用定時(shí)器1作時(shí)基，16MHz晶振。由于篇幅所限，僅介紹異步串行發(fā)送。 2．2．1 建立并定位控制塊 要利用PTS實(shí)現串行通信，必須首先定義相應的控制塊，并將其定位于能被8整除的首地址處；還要將控制塊地址賦給PTS向量。具體實(shí)現代碼如下： 2．2．2 發(fā)送初始化及PTS中斷子程序 在發(fā)送時(shí)，要用到EPA中的一個(gè)比較模塊，或者使用一個(gè)捕獲／比較模塊而使其工作于比較方式下，主要用作發(fā)送時(shí)產(chǎn)生移位時(shí)鐘，以保證指定的位周期。其具體過(guò)程如下：首先，在指定的發(fā)送引腳上產(chǎn)生一個(gè)下降沿(為確保產(chǎn)生下降沿，應先對該引腳置1)，并根據指定的波特率對EPA比較模塊的時(shí)間寄存器(CAPCOMPx_TIME或COMPx_TIME)置值，以指定發(fā)送的位周期。然后，打開(kāi)中斷和PTS功能，啟動(dòng)數據發(fā)送過(guò)程；以后每隔一個(gè)位周期便會(huì )產(chǎn)生一個(gè)PTS周期，在每個(gè)PTS周期中，將DATA寄存器中的數據逐位移到指定的發(fā)送腳上，直到最后一位移出后，產(chǎn)生一次End_of_PTS中斷，該幀數據發(fā)送完畢。每幀數據的位數在控制塊的ptscount中指定。如果需要繼續發(fā)送數據，就要在中斷服務(wù)程序中對PTSCB、EPA時(shí)間寄存器和相應引腳重新初始化，再次啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程。發(fā)送數據保存在transmit數組中，發(fā)送幀數，即數據個(gè)數由T_Count控制。具體實(shí)現代碼如下： 2.2.3 在主程序中調用初始化子程序 結語(yǔ) 該方法和實(shí)例已在實(shí)際應用中得到驗證。實(shí)踐證明其完全可以滿(mǎn)足串行通信的需要，而且效率更高，更加靈活。 |
