基于雙單片機的數據通信模塊設計方案

在信息數據傳播的過(guò)程中，人們?yōu)榱吮Ｕ?strong>數據通信系統的工作性能，就將一些新型的通信技術(shù)應用到其專(zhuān)用，從而實(shí)現雙單片機數據通信模塊的設計，以確保信息數據傳遞的有效性和穩定性。其中SPI總線(xiàn)的應用，不但使得數據通信的效果得到很好的改善，還簡(jiǎn)化了整個(gè)通信系統的電流結構，使得雙單片機數據通信模塊設計的可靠性得到有效的提高。而且隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，人們也將許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應用到其中，有效的促進(jìn)了我國通信行業(yè)的發(fā)展，使其通信性能得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

雙單片機SPI總線(xiàn)數據通信設計分析

在當前我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的過(guò)程中，人們?yōu)榱藢?shí)現工業(yè)的信息化生產(chǎn)，就將計算機控制系統應用到其中才，使其生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到有效的提高。但是，由于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境十分的惡劣，這就使得計算機系統在運行的過(guò)程中，自身結構的穩定性和可靠性存在著(zhù)一定的問(wèn)題，進(jìn)而導致通信信息在傳遞時(shí)，出現信號中斷的情況。因此為了使得計算機系統的數據通信能力得到很好的提升，就通過(guò)對雙單片機的數據通信模塊的設計，來(lái)對其進(jìn)行相應的處理，從而保障信息數據的正常輸送，以確保工藝生產(chǎn)的正常運行。

1 數據通信模塊的雙單片機結構和工作原理

目前我們在對數據通信模塊處理的過(guò)程中，通常都是采用RS485總線(xiàn)技術(shù)來(lái)對其進(jìn)行處理的，從而對相關(guān)的信息數據進(jìn)行收集，以確保整個(gè)通信系統的正常使用，但是隨著(zhù)時(shí)代的不斷發(fā)展，傳統單片機的工作性能已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足信息通信的相關(guān)要求，我們就對其數據通信模塊進(jìn)行相應的優(yōu)化處理，因此就采用雙單片機結構，來(lái)對其工作性能進(jìn)行有效，在利用軟件模擬SPI總線(xiàn)，來(lái)對其進(jìn)行處理，從而使得整個(gè)通信系統的穩定性和可靠性得到有效的保障。

在雙單片機數據通信模塊設計的過(guò)程中，其雙單片機結構主要是有兩個(gè)不同的CPU系統組成的，它首先是利用一個(gè)CPU系統通過(guò)RS485總線(xiàn)技術(shù)來(lái)對相關(guān)的信息數據進(jìn)行采集，再在軟件模擬SPI總線(xiàn)技術(shù)的基礎之上，將相關(guān)的信息數據傳遞到另一個(gè)CPU系統上。在整個(gè)雙單片機結構允許的過(guò)程中，人們主要是以第二個(gè)CPU系統模塊為主要的核心內容，從而對所接受到的信息數據進(jìn)行采集。這樣不僅使得信息通信的效果得到很好的改善，還有利于人們對相關(guān)信息數據的采集，從而使得整個(gè)生產(chǎn)工作的效率和質(zhì)量得到有效的提升。而且隨著(zhù)時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們在也將許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入到了其中，這就使得整個(gè)數據通信系統的性能得到很好的提升，這也為我國通信行業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻。

2 SPI總線(xiàn)技術(shù)的概述

SPI是一種同步高效的通信總線(xiàn)系統，其中它的芯片管腳上中采用四根線(xiàn)路來(lái)對其進(jìn)行相應的通信處理，這樣不僅節省了PCB系統的空間布局，給數據通信信息傳播帶來(lái)了極大的便利，還滿(mǎn)足了當前我國通信行業(yè)發(fā)展的相關(guān)要求。其實(shí)，SPI總線(xiàn)技術(shù)的通信原理十分的簡(jiǎn)單，它主要是由主設備和多個(gè)從設備組成的，我們就通過(guò)相關(guān)的線(xiàn)路結構，來(lái)完成設備信息的輸送，從而使得整個(gè)計算機系統的通信能力得到有效的提升。不過(guò)，我們在對SCK信號進(jìn)行處理的過(guò)程中，其信號線(xiàn)主要是由主設備控制的，從設備在其中只能起到一個(gè)輔助的作用，這樣就使得主控設備，可以對所用的信息數據進(jìn)行有效的管理，以確保信息數據的正常輸送。

3 基于雙單片機的數據通信模塊設計的相關(guān)內容

為了提高測控系統對多個(gè)事件的響應速度和控制能力，經(jīng)常需要多個(gè)單片機來(lái)分工協(xié)調工作，這就要求各個(gè)單片機在完成自己任務(wù)的同時(shí)，還要同其他單片機進(jìn)行數據通信。由單片機構成的雙CPU系統中，兩單片機間的數據傳輸通常是采用并行口進(jìn)行并行通信或利用串口、串行總線(xiàn)(SPI,I2C等)進(jìn)行串行通信，還有通過(guò)共享I/O接口芯片、共享存儲器(RAM)等方式通信。若利用兩單片機的串口進(jìn)行串行通信，則必須保證二者的串口都可用，而51系列單片機只有1個(gè)串口，如果系統還要與其他外圍設備進(jìn)行數據通信，則串口被占用，此時(shí)要實(shí)現兩單片機間的通信就得考慮其他的方法;若采用并行通信方式，則至少需要8根并行數據線(xiàn)、2根控制信號線(xiàn)(對于雙機單向并行通信)，如果是雙向并行通信，則需要的控制信號線(xiàn)就會(huì )更多，這就對單片機的可用I/O口線(xiàn)提出了要求，而且并行通信要求兩CPU的時(shí)鐘同步，硬件設計相對復雜;若采用共享I/O接口芯片或共享存儲器方式通信，則需增加外圍接口芯片，使得硬件結構更復雜。

其中，單片機89C2051(A)的串口(RXD和TXD)與RS485總線(xiàn)接口，用來(lái)接收本站多個(gè)數據采集模塊的數據;89C2051(B)的串口與Modem芯片接口，用來(lái)接收下線(xiàn)車(chē)站數據和向上線(xiàn)車(chē)站發(fā)送數據。

此外，89C2051(B)通過(guò)P1口的2根口線(xiàn)(P1.7和P1.6)與I2C總線(xiàn)(SCL和SDA)接口的芯片CAT1161構成看門(mén)狗電路，兩CPU的復位端RST接在一起，使得他們可以同時(shí)復位;兩CPU各通過(guò)P1口的一根口線(xiàn)外接一個(gè)發(fā)光二極管，指示該CPU是否正常工作，若正常工作，則程序間隔地給這根口線(xiàn)高、低電平，使發(fā)光二極管處于閃爍狀態(tài)，以便程序調試。因此，串口已不能用于兩單片機間的數據傳輸，又由于本系統對二者之間的通信速度要求不太高，所以簡(jiǎn)單有效的方法是通過(guò)模擬串口來(lái)實(shí)現兩單片機間的通信。經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現模擬SPI串行總線(xiàn)是實(shí)現雙CPU之間數據通信的一種行之有效的方法，SPI總線(xiàn)只需要片選、串行時(shí)鐘、數據輸入和數據輸出4根線(xiàn)就可以完成兩CPU間的數據交換，因此采用SPI總線(xiàn)接口可以節省I/O口線(xiàn)和系統資源、簡(jiǎn)化電路設計、提高系統的可靠性。由于A(yíng)T89C2051單片機不帶SPI串行總線(xiàn)接口，所以要用軟件來(lái)模擬SPI的操作。

在實(shí)際應用中，對于不同的SPI接口芯片，他們的工作時(shí)序不同。本模塊采用時(shí)序進(jìn)行軟件模擬SPI的操作，即在時(shí)鐘信號的上升沿輸入(接收)數據，下降沿輸出(發(fā)送)數據。其中，Din和Dout分別用于串行數據輸入和輸出，片選線(xiàn)CS用于控制數據傳輸的開(kāi)始和結束，時(shí)鐘線(xiàn)CLK用于同步主從設備間的數據傳輸。

4 結束語(yǔ)

我們在對雙單片機數據通信模塊設計的過(guò)程中，人們?yōu)榱耸蛊鋽祿畔鬏斈芰Φ玫接行У奶岣?，人們就采用軟件模擬SPI總線(xiàn)來(lái)對其進(jìn)行處理，這樣不僅使得通過(guò)系統通信結構得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，還很好的滿(mǎn)足了單片機運行的相關(guān)要求，使其通信系統的通信能力很好的提升。