多机通信模式在通信系统中的应用

任瑞涛，姜家宏

(1.海军701工厂研发部，北京100016;2.中国电子科技集团公司第45研究所研发部，河北三河065201)

在AVR系列单片机中，通过设置从机的UCSRA寄存器中标志位MPCM，可以使能USART接收器对接收的数据帧进行过滤的功能。在多处理器通信模式下，多个从处理器可以从一个主处理器接收数据。如果使能过滤功能，首先要通过解码地址帧来确定所寻址的是哪个处理器。如果寻址到某一个处理器，它将正常接收后续数据，其他的从处理器会忽略这些帧，直到接收到另一个地址帧，发送器则不受MPCM位设置的影响。这在多机通信中有效地方便了对从机MCU处理器程序的编写，缩短了MCU处理数据的时间。

1 多机通信模式的数据帧格式

在多机通信模式下，数据帧一般采用:1位起始位+9位数据位+校验位(可选)+1或2个停止位。其中第9位(RXB8)表征该帧是地址帧还是数据帧。当帧类型表征位为“1”时，表示该帧数据为一个地址帧;当帧类型表征位为“0”时，表示这个帧为一个数据帧。此外，也可以在编程时，用8位数据位+奇偶校验位的数据帧格式来代替9位数据位+无奇偶校验位的数据帧格式［1］。

2 多机通信的操作流程

对于一个作为主机的处理器，可以使用9位数据帧格式。如果传输的是一个地址帧就将第9位(TXB8)置1，如果是一个数据帧就将它清零。在这种帧格式下，从处理器必须工作于9位数据帧格式。在多处理器通信模式下进行数据交换的步骤:

(1)所有从处理器都工作在多处理器通信模式(MPCM=1)。

(2)通信开始是由主机先发送一个地址帧，所有从机都会接收并读取此帧。从处理器UCSRA寄存器的RXC正常置位，表示接收到地址帧。

(3)每一个从机都会读取UDR寄存器的内容来确定自己是否被寻址。如果被寻址，就将UCSRA的MPCM位清零，等待接收数据;否则，保持MPCM为“1”，等待下一个地址帧的接收:

1)作为1号从机的MCU处理过程为，收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01为自己的地址，将MPCM位置“0”，接收之后所有主机下发的数据帧，直到下一个地址帧为止。

2)其他从机MCU的处理过程，收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01不是自己的地址，将MPCM位置“1”，这样他们将忽略主机随后发送的数据帧，直到主机再次发送地址帧。

(4)当被寻址的从机MCU接收完最后一个数据帧后，将MPCM位置位，等待下一个地址帧的出现，然后从步骤(2)开始重复。

3 软件设计

以AVR系列单片机中的ATmega32为例，使用编译器ICCAVR对初始化程序、发送程序和接收程序给出了具体方案和实现方法。

当主机发送数据帧或地址帧时，将第9位复制到TXB8，然后将数据放入缓冲器，发送数据。程序流程图如图1所示［2］。

图1 主机发送流程图

4 结束语

在多机通信中，设置发送器或接收器中的第9位或发送器中的第9位来确定是数据帧还是地址帧，这给程序员的编程带来便利。同时提高了系统的速度和稳定度，避免因为区分地址和数据程序陷于死循环。

图2 从机接收流程图

［1］ 周兴华．AVR单片机C语言高级程序设计［M］．北京:中国电力出版社，2008．

［2］ 张军．AVR系列单片机应用系统典型实例［M］．北京:中国电力出版社，2005．