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MCS51系列單片機雙機并行互連的實(shí)現方法
由于MCS51系列單片機具有性能穩定、工作可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此其應用相當廣泛。一個(gè)MCS51系列的單片機（如Atmel89cxx）內部包含有RAM、FLASH ROM、兩個(gè)或者三個(gè)16位的定時(shí)器/計數器、一個(gè)通用異步串行通信控制器（UART）等多種資源。但即便如此，在一些相對復雜的單片機應用系統中，僅僅一個(gè)單片機資源還是不夠的，因此而常常需要擴充I/O接口、定時(shí)器/計數器、串行通信接口、RAM、ROM等。采用通用的標準器件進(jìn)行擴充是通常的做法，但將單片機本身作為一個(gè)通用的擴充器件來(lái)使用，也不失為一個(gè)好的方法。在這種情況下，一個(gè)系統中就使用了兩個(gè)或兩個(gè)以上的單片機，而單片機之間就要通過(guò)互連來(lái)進(jìn)行數據通信。MCS51系列的單片機（以下簡(jiǎn)稱(chēng)單片機）都帶有串口，利用串口進(jìn)行互連通信極為方便，其各種連接方式在許多書(shū)籍和資料上都有介紹，在此不再重述。但如果系統要求擴充的資源是對外連接的串口，或對相互之間的數據傳送有一定的速度要求，則單片機的串口就不能用作系統內兩單片機的通信接口了。所幸的是，單片機的并行端口也能相互連接來(lái)進(jìn)行數據通信。根據單片機端口內部結構的特點(diǎn)，這些端口的端口線(xiàn)可以直接相連，從而使兩單片機之間并行通信接口的實(shí)現不用另外的硬件電路設備�；谶@種情況，設計時(shí)，可根據不同的使用要求，來(lái)采用不同的并行連接方法。下面介紹在兩個(gè)單片機之間進(jìn)行三種并行通信接口的實(shí)現方法。
1 單向并行通信接口的實(shí)現
在應用中，如果只需一個(gè)單片機向另一個(gè)單片機傳送數據，則可以采用單向并行通信接口方式，這種方式較為簡(jiǎn)單。圖1所示為單向并行通信接口的組成方法。圖中，單片機A為數據發(fā)送方，單片機B為數據接收方，8位端口可以是P0～3的任何一個(gè)。
數據傳送的流程是：?jiǎn)纹瑱CA將數據送到端口后，通過(guò)STB信號中斷單片機B，單片機B進(jìn)入中斷并從端口讀取數據，讀完后，利用BUSY信號進(jìn)行應答，單片機A在檢查到端口線(xiàn)CHK上的應答信號后，就可以發(fā)送下一個(gè)數據了。以上是采用中斷方式進(jìn)行數據傳送的具體方法。當然，單片機B也可以采用查詢(xún)方式接收數據。利用單向并行通信接口方法的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用單片機的資源來(lái)擴充整個(gè)系統的串行通信接口、并行接口、定時(shí)器等部件。
2 主從并行通信接口的實(shí)現
主從并行通信接口的特點(diǎn)是兩單片機之間能夠通過(guò)并行通信接口將數據發(fā)送到對方，但這種方法必須有一個(gè)單片機處在主機狀態(tài)，另一個(gè)單片機處在從機狀態(tài)。圖2為主從并行通信接口原理圖。單片機A是主機，單片機B是從機，該接口使用了一個(gè)8位端口（如P0或P1）和4根控制信號線(xiàn)。
在主從工作方式下，該接口的工作方式有主機發(fā)送從機接收和主機接收從機發(fā)送等兩種情況。
2.1 主機發(fā)送從機接收方式的主機工作流程
主發(fā)從收方式的工作流程如下：
（1）主機設置數據傳送方法控制位DIR為0，以表示主機有數據發(fā)送到從機；
（2）主機在STB端口產(chǎn)生一個(gè)負脈沖，以使從機進(jìn)入中斷，并準備接收數據；
（3）主機將數據送8位數據端口，再設定ACK信號表示數據有效；
（4）主機檢查CHK端口，等待從機從8位端口取走數據；
（5）數據發(fā)送完成返回。
2.2 主機接收從機發(fā)送時(shí)的主機工作流程
主機接收從機發(fā)送方式時(shí)的工作流程如下：
（1）主機設置數據傳送方向控制位DIR為1，以表示主機將從從機讀取數據；
（2）主機在STB端口產(chǎn)生一個(gè)負脈沖，以使從機進(jìn)入中斷，并準備發(fā)送數據；
（3）主機查詢(xún)CHK端口，等待從機將數據送到8位端口上；
（4）主機從8位端口上讀取數據，再設定ACK信號以表示數據已被讀��；
（5）數據接收完成返回。
2.3 從機工作流程
在主從并行通信接口工作方式下，無(wú)論從機是接收數據還是發(fā)送數據，都是在中斷（也可以是查詢(xún)方式）方式下進(jìn)行的，從機的工作流程如下：
（1）進(jìn)入中斷服務(wù)程序；
（2）檢查數據傳送的方向；
（3）如果DIR為0，則等待CHK信號有效，再從8位端讀取數據，讀完后設定ACK信號有效；
（4）如果DIR為1，從機將數據送到8位端上，再設定ACK為有效，并等待主機取走數據（即CHK信號有效）；
（5）退出中斷服務(wù)程序。
3 無(wú)主從雙向并行通信接口的實(shí)現
無(wú)主從雙向并行通信接口的特點(diǎn)是兩個(gè)單片機處在平等的地位，兩個(gè)單片機均可隨時(shí)提出申請，向對方發(fā)送數據，當然也可通過(guò)簡(jiǎn)單的接口協(xié)議從對方讀取數據。這種情況下，就有可能出現兩個(gè)單片機同時(shí)提出使用8位端口的申請而發(fā)生沖突，從而影響雙方數據的傳送。要解決這個(gè)問(wèn)題，就要求每一方必須在數據傳送之前進(jìn)行檢查，以判斷8位端口是否被對方所使用，從而避免沖突的發(fā)生。圖3是無(wú)從雙向并行通信接口的原理圖。該接口中采用了5根控制信號線(xiàn)，其中CHK/ACK控制信號線(xiàn)，其中CHK/ACK控制信號線(xiàn)的功能可以復用。8位端口可以是P0、P1或其它8位I/O口。
在無(wú)主從雙向并行通信接口中，由于單片機A與單片機B沒(méi)有主從關(guān)系而處在平等位置，所以單片機B與單片機A的數據接收發(fā)送流程完全相同。這里只說(shuō)明單片機A的數據接收發(fā)送流程。
3.1 數據發(fā)送流程
下面給出單片機A的數據發(fā)送流程：
（1）檢查CHKREQ，判斷單片機B是否提出了數據傳送申請；
（2）如果單片機B提出了申請，則轉a繼續等待；否則，單片機A提出申請，將REQ置為有效；
（3）再次檢查CHKREQ，判斷單片機B是否同
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