单片机多机并行通讯的一种方法

1、单片机多机并行通讯的一种方法摘要单片机多机通讯一般采用串行总线方式，但在通讯距离短，通讯数据量大，通讯速率高的场合也会用到多机并行通讯。本文介绍一种采用简单逻辑电路实现单片机多机并行通讯的方法。1简介本文介绍的单片机多机并行通讯系统，使用89C51作为主机，多片89C2051作为从机。（89C2051为20脚300MIL封装，带有2K FLASH E2PROM的单片机，除了少了两个并口外，具备MCS-51系列单片机所有功能。因为其体积小，功能强，必将在单片机应用领域内广泛使用）。这种并行通讯方法适用于在多站点，多层次的检测和控制系统中充当通信控制器的角色；也适合于用作单片机串行口扩充电路。图1

2、芯片的逻辑图及四种工作状态图2单片机并行通信原理框图2三态总线缓冲寄存器74HC646在单片机构成的多机并行通讯系统中，总线上的信息交换一般采用PIO（并行接口）和双端口寄存器等方法，并辅助以总线仲裁电路。通常使用的并行接口芯片有8155，8255等。本文介绍一种简单的并行接口电路，它既能取代8255等芯片，还能使电路结构更加简单和紧凑。该电路由一片74HC74和一片74HC646（300MIL窄封装）构成。74HC646是三态总线缓冲寄存器，其实也是一个双端口共享存储器，只是共享存储区很小的，仅有一个数据输入寄存器与一个数据输出寄存器，用它作为单字节通信数据的临时中转站，每传送一个字节，主从

3、机间握手一次，把数据取走后再继续下一字节的通信。74HC646可以将两条总线的数据分别锁存，再由芯片内部总线进行数据交换。74HC646具有四种工作状态，利用对这四种工作状态的控制，可以实现多个单片机利用数据口进行数据交换，省下其余口线做其他的工作，如驱动LED，控制开关等。74HC646芯片的逻辑图及四种工作状态如图1所示。3单片机并行通信原理74HC646对数据进行的锁存只为完成数据交换作了信息准备工作，单片机多机之间通讯的实现还必须具备通讯联络手段，以使单片机了解总线上的工作状态，避免发生总线冲突。这里采用四线握手联络：两条由发送方送接收方，通知接收方数据已经准备好（如图2中的TFNE*

4、,RFNE*）；两条由接收方送发送方，通知发送方数据已经收到（如图2中的TFNF*,RFNF*）通信联络信号是由74HC74电路产生。单片机并行通信原理框图如图2所示。4多机并行通信协议上面的并行通讯的单片机没有封锁电路以防止主从机向74HC646同时写数或同时读数，因此各单机在双向传输时，必须根据状态信息来控制自己的下一步操作，即进行联络，通过软件、硬件通讯协议配合才能避免造成错误，保证对74HC646不会造成竞争冲突。因此，除了上面所讲的联络电路之外，在编制软件时，还必须遵从以下协议：. 主机向74HC646发送数据时，必须保证74HC646接收寄存器为空。. 主机与从机间的数据传输要通过

5、74HC646，协议不允许双方同时对74HC646进行操作，必须根据状态信息来控制自己的操作。5通讯协议的格式与执行过程5.1信息格式在并行通讯的异步通信传输时，也同样存在帧的类型及格式问题，可以采用串行通讯类似的帧格式：特征字长度数据1数据2.校验码5.2通讯协议的执行过程下面以检测方式为例说明通讯协议的执行过程。5.2.1主机向从机写数过程：(主机写, 从机读)主机向74HC646写数据，然后通知从机有数据来，从机从74HC646中读取数据。 主机读取状态位，检测TFNF*位是否为零。 若TFNF*1，主机暂时等待；若TFNF*0，主机向74HC646写数据，使TFNF*1，同时使TFNE

6、*0。 从机读取状态位，检测TFNE*位是否为零。若TFNE*1，从机暂时等待；若TFNE*0，从机从74HC646读数据，使TFNE*1，同时使TFNF*0。 主机再次检测状态位TFNF*是否为零，若为“0”，说明从机已将数据从74HC646中取走，主机可发送下一数据。5.2.2主机读从机过程：(从机写, 主机读)从机向74HC646写数据，然后通知主机有数据来，主机收到信号后，将数据从74HC646中取走。 从机读取状态位，检测RFNF*位是否为零。 若RFNF*=1，从机暂时等待；若RFNF*=0，从机向74HC646写数据，使RFNF*=1，同时使RFNE*=0。 主机读取状态位，检测

7、RFNE*位是否为零。若RFNE*1，主机暂时等待；若RFNE*=0，主机从74HC646读数据，使RFNE*1，同时使RFNF*0。 从机再次检测状态位RFNF*是否为零，若为“0”，说明从机已将数据从74HC646中取走，主机可发送下一数据。6流程图(检测方式)采用检测方式的程序流程如图3所示。图3采用检测方式的程序流程图若使用中断方式, 只需对执行过程和流程图稍加修改即可。作者简介：尹红工程师。从事计算机应用、数控产品的研究和开发工作。作者单位：中国科学院成都计算机应用研究所四川.成都（610041）参考文献1.电子工程手册编委会,集成电路手册分编委会编著.标准集成电路数据手册高速CMOS电路(第一版).北京：电子工业出版社,1992:533-5412.孙涵芳,徐爱卿编著.MCS