單片機雙串口同時(shí)通訊的實(shí)現

2．2　集中器中雙串口CPU同時(shí)通訊的實(shí)現

由于集中器要實(shí)現和上位機與采集模塊的同時(shí)通訊，采用一片具有雙串口的CPU，該CPU具有2個(gè)串口和2個(gè)串口中斷，串口1中斷處理與上位機的通訊，串口2中斷處理與采集模塊的通訊，串口1中斷設置為高優(yōu)先級中斷，每接塑到或發(fā)送完一個(gè)字節都進(jìn)入中斷處理，處理完畢立即退出中斷，通訊波特率都為9 600 b/s，一個(gè)起始位和一個(gè)停止位。

首先要解決時(shí)間沖突問(wèn)題，硬件接受或發(fā)送一個(gè)字節的時(shí)間為1 ms左右，而軟件接受或發(fā)送一個(gè)字節的時(shí)間僅幾μs，這就為雙串口同時(shí)通訊提供了條件。同時(shí)通訊實(shí)際上是將CPU時(shí)間分成很小的時(shí)間片，假設較快的串口發(fā)送或接受一個(gè)字節的最長(cháng)時(shí)間為T(mén)RbyteMax，則CPU最長(cháng)時(shí)間片一般應小于TRbyteMax/2，當然在接受或發(fā)送完一幀數據之后的間隙，CPU時(shí)間片可以適當延長(cháng)，作一些必要的數據處理。

其次要解決數據沖突問(wèn)題，2個(gè)串口通訊分別使用各自的接受發(fā)送數據緩沖區和控制變量，以減少中斷保護數據量和防止數據沖突。當主程序、串口2中斷處理程序和其他中斷處理程序往存儲器(與上位機的通訊用存儲器)中寫(xiě)數據時(shí)，需在盡量短的時(shí)間內關(guān)閉串口1中斷，關(guān)閉中斷時(shí)間應小于幾百μs，防止其他程序數據沒(méi)有寫(xiě)完之前串口1讀此數據。

同時(shí)需要注意一些其他問(wèn)題：盡量采用模塊化、結構化、對象化編程，使串口通訊程序和其他程序之間、2個(gè)串口通訊程序之間相互獨立，以減少發(fā)生錯誤的機會(huì )。另外串口通訊中，還要增加通訊超時(shí)處理機制，中斷處理中要注意數據和程序狀態(tài)的保護，完善出錯處理程序，使用電源監測掉電保護硬件和看門(mén)狗技術(shù)等。

串口通訊數據幀中采用高可靠性的循環(huán)冗余校驗(CRC)技術(shù)，極大地降低了數據誤碼率，在連續運行幾個(gè)月的大量數據中沒(méi)有發(fā)現誤碼。

3　結語(yǔ)

本系統設計采用模塊化、結構化、對象化的程序設計方法，硬件冗余設計和軟硬件自動(dòng)故障診斷，使系統具有高可靠性和高實(shí)時(shí)性。系統使用大量報表和動(dòng)態(tài)圖形曲線(xiàn)，具有友好的人機交互界面。專(zhuān)用掌上電腦可現場(chǎng)初始化，操作簡(jiǎn)便、維修快捷。同時(shí)具有在線(xiàn)設置方便、硬件配置靈活多樣、適用范圍廣、通用性好、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。

本系統已在電廠(chǎng)連續可靠運行，有很高的抄收成功率，抄收數據無(wú)誤碼?？蓮V泛應用于大中型企業(yè)和電廠(chǎng)，為現代化發(fā)電用電管理提供可靠的數據來(lái)源。

本系統可做進(jìn)一步改進(jìn)，針對不同類(lèi)型的應用，在DCS中加入相應的統計分析模塊和控制單元，達到自動(dòng)控制的目的。

參考文獻
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