智能仪表的一种数据交换技术

1、智能仪表的一种数据交换技术郑 伟( 南京师范大学地科院 ，南京市，210097 )摘 要：介绍了智能仪表中的双CPU数据交换技术，这种方法是基于非易失性存储器E2PROM X24C16的数据交换的方法，它具有编程简单、性能可靠和调试简便的特点。关键词：单片机；X24C16；协议0 引言随着单片机的应用日益广泛，基于单片机的测控仪表也变得十分复杂、功能日趋多样化并且很完善，性能价格比更高。复杂的系统往往带来许多问题，编程繁琐、调试困难、可靠性低等，将一个应用系统划分成任务单一的模块，使每个模块编程简单，性能可靠，抗干扰性能强，大大节省了设计和编程时间。解决功能模块间的数据交换问题，是本文所要讨论

2、的，以某测试仪为例，简要探讨了基于非易失性存储器E2PROM X24C16的数据交换的方法。1 硬件系统按功能的模块化设计根据应用系统各部分所要完成的主要功能，划分为相对独立的智能模块。相互之间数据交换通过X24C16来完成。如下图：2应用系统采用ATMEL公司的AT89C2051单片机，其为20脚封装，本身带有2K FLASH EPROM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，得到广泛的应用。单片机1完成被测信号的实时采集、计算与键盘的扫描，单片机2实现被测参数工程量的显示、与上位PC机通讯和打印输出功能。X24C16架起数据传输的桥梁，单片机

3、1和单片机2分别由其I/O口的两条线连到X24C16的SDA和SCK的输入端，用于向X24C16读写数据。1.1 读写操作的协议各单片机在进行数据交换时，必须根据状态信息来控制自己的下一步操作，即进行联络，要通过软件、硬件的配合才能避免造成错误，保证对X24C16的操作不会造成竞争冲突。因此，两单片机之间还要加一条联络线，如上图所示的状态线。在编制软件时，还必须遵从以下协议：单片机之间的数据传输要通过X24C16，协议不允许双方同时对X24C16进行操作，单片机之间必须根据状态信息来控制自己的操作。1.2 写操作协议的执行过程单片机1向X24C16写数据过程：首先将数据读状态线置低电平“0”，

4、表示正在占用X24C16。然后将数据写入X24C16的存储器单元，完成后再将状态线置高电平，释放X24C16。1.3 读操作协议的执行过程单片机2从X24C16读取数据。首先检测状态线是否被占用，如没被占用，则将状态线置低电平“0”，表示正在占用X24C16。然后从X24C16的存储器单元读出数据，完成后再将状态线置高电平，释放X24C16。注意：初始时，应当使状态线为高电平，否则将产生错误操作，使系统出错。2 X24C16的读写操作X24C16是一种具有2KB存储容量的串行EPROM，具有体积小、功耗低，可掉电保护等特点。当要对X24C16的存储单元写入数据时，每写入一个字节，所要操作的数据

5、格式由3个字节组成，第1字节为： 1 0 1 0 A10 A9 A8 R/W A1、A2、A3为地址位，R/W为读写位 2第2字节 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0其中：1010码是X24C16的器件地址，A7-A0是从地址，A10、A9、A8为X24C16的高位地址。第2字节是X24C16的低8位地址，第3字节是要写入到X24C16的数据，特别注意，每个字节后一定要跟一个应答信号。以下给出X24C16的读写汇编源程序如下（已通过调试）：;*; 向X24C16 写入一字节数据子程序;*WR24: ACALL STA24 发起始信号mov a,addwh 存储单元地址高位clr c

6、rlc aorl a,#0a0h ; 器件码1010acall send 发送mov a,addwl 存储单元地址低8位acall sendMOV A,DATA 数据在DATA中acall send 发送acall STOP 发终止信号RET;*; 24C16 读出子程序;*RD24: ACALL STA24mov a,addrhclr crlc aorl a,#0A0h ; special code for read(0a1h) acall sendmov a,addrlacall sendacall sta24mov a,#0A1hacall sendacall readmov data,

7、aacall stopRET;*; 启动 24C16(发I2C总线起始信号);*STA24: setb sclsetb sdanopclr sdanopnopnopclr sclnopret;*; 24C16 关闭（发I2C总线终止信号）;*STOP: clr sdanopnopsetb sclnopnopsetb sdanopnopnopclr sclnopret;*; 24C16写入;*send: MOV R7,#08Hclr scllop: RLC Amov sda,cnopnopsetb sclnopnopclr scldjnz r7,lopsetb sda 应答信号setb scln

8、opnoplop1: mov c,sdajc lop1clr sclret;*; 按位读出每一位;*READ: MOV R7,#08Hclr sclRLP: nopnopsetb sclnopmov c,sdarlc anopnopclr scldjnz r7,rlpclr sda 应答信号nopnopsetb sclret3 结束语基于串行E2PROM X24C16为数据交换技术的设计方法，具有结构简单，操作方便的特点。将应用系统以功能模块划分，使各模块的任务比较单一，既具有独立性，又降低了编程的工作量，提高了可靠性也方便了调试。与传统的基于双口RAM的数据交换方式相比，具有操作简单，价格低

9、廉的特点。参考文献：1. XICOR 非易失性器件使用手册 P&S 武汉力源电子股份公司 19962. 夏继强 沈德金 编著. 单片机实验与实验教程（二）；北京航空航天大学出版社，2001作者简介：郑 伟，男，（1960年生），江苏南京人，讲师，从事计算机教学、科研方面的相关工作，发表文章多篇。An technique of the data exchange in the intelligent instrument systemZheng Wei(.Nanjing normal university，Nanjing 210097，China )Abstract: The technique of data exchange between dual single chip processor in the2intelligent instrument system was introduced. The technique was based