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目前，在眾多應用領域中，出現了許多所謂"智能儀表"和"智能儀器"，這些系統大多是以單片機為核心的計算機應用系統。在眾多的單片機中，Intel公司的8XC196MC／MD可謂其中的佼佼者。它是16位單片機中功能最強大的單片機之一，幾乎可以勝任各種測控工作，尤其在電機控制中備受青睞。然而由于8X196MC／MD單片機沒有提供硬件的通用異步收發器(UART)，這給用慣了UART的用戶帶來了一些不便。但利用專門的PTS模式，不僅可以實現串行通信，而且操作更加靈活，效率更高，CPU的開銷也更小；既可以實現異步(ASIO)功能，也可以實現同步(SSIO)功能；波特率由EPA建立，包括校驗位和停止位在內，收發數據格式可達16位／字符。 1 EPA和PTS概述 1．1 EPA及其工作原理 EPA(Event Processor Array，事件處理器陣列)，類似于HSIO，用來處理與時間有關的輸入和輸出事件，但比其更靈活、更高效。在EPA中，主要提供兩類模塊--捕獲／比較模塊和獨立的比較模塊，用于實現捕獲和比較兩種功能。每個模塊都與指定的一個輸入／輸出引腳相關聯，支持其高速輸入輸出功能，所有模塊都能產生中斷。"捕獲"用來捕獲產生于引腳上的跳變事件，包括正跳變、負跳變和正負跳變，并記錄這些事件發生的時刻；"比較"是和預定的時間作比較，時間一到即執行以下選定的輸出功能：復位定時器，啟動一次A／D轉換，為波形發生器產生一個重裝載觸發信號，改變輸出引腳狀態等。 1．2 PTS及其工作原理 PTS(Peripheral Transaction Server，外設事務服務器)，是一種特殊的中斷響應方式。與普通中斷響應相比，PTS響應把同一個中斷映射到相應的PTS通道。該通道產生一個PTS周期，它就像DMA周期那樣插入到正常指令流中，不需要額外的軟件開銷，因此其CPU開銷要比一般的中斷響應少得多。PTS有一個PTS向量表，其排列次序和優先級順序與普通中斷向量相同，但去掉了NMI、非法操作碼和軟件陷阱3種中斷。除了NMI之外，所有的PTS通道的優先級高于任何一個普通中斷。每個PTS向量都指向一個PTS控制塊(PTSCB)，控制塊說明了應執行的微代碼。它必須駐留在內部RAM空間內，每個控制塊包含8個字節，其首址應能被8除盡。 8XC196MC／MD有4種PTS工作方式，要實現串行通信需使用其SIO(串行輸入／輸出)方式。其中SIO有兩種方式：ASIO(異步串行I／O)和SSIO(同步串行I／O)。要工作于某一方式必須建立相應的控制塊(PTSCB)。與SIO方式相對應的控制塊有兩個，如圖1所示。此處只對BAUD和SAMPTIME加以說明。 BAUD(LO和HI)：存放控制SIO運行波特率的16位數據。異步方式下，由下式計算：FXTAL／(4×波特率×EPA預置值)。其中：FXTAL為XTAL1腳的輸入頻率，單位為Hz。 SAMPTIME：只用于異步接收多數采樣方式，用來指定采樣時間間隔，由下式計算：FXTAL×Tsam／2-9。其中，Tsam為采樣間隔時間(μs)；FXTAL同上，但單位為MHz。 2 利用EPA和PTS實現串行通信 2．1 基本思想 利用EPA和PTS實現串行通信的基本思想是：首先，選擇一個EPA捕獲／比較模塊作為串行通信的接收模塊，選擇一個獨立比較模塊(或選擇一個捕獲／比較模塊而只利用其比較方式)作為串行通信的發送模塊，構成串行通信的硬件端口。然后，對所選的EPA模塊開辟相應的PTS通道，根據通信要求編寫發送和接收PTS模塊。EPA和PTS兩者聯合工作共同實現串行通信。 2．2 應用實例及具體實現 下面以常用的異步串行通信方式為例介紹具體的實現原理和方法。本例用一個EPA捕獲／比較模塊CAPCOMP0產生移位時鐘，P2．O作發送端(TXD)，波特率為9 600 bps，8位數據位，無校驗位，1位停止位，用定時器1作時基，16MHz晶振。由于篇幅所限，僅介紹異步串行發送。 2．2．1 建立并定位控制塊 要利用PTS實現串行通信，必須首先定義相應的控制塊，并將其定位于能被8整除的首地址處；還要將控制塊地址賦給PTS向量。具體實現代碼如下： 2．2．2 發送初始化及PTS中斷子程序 在發送時，要用到EPA中的一個比較模塊，或者使用一個捕獲／比較模塊而使其工作于比較方式下，主要用作發送時產生移位時鐘，以保證指定的位周期。其具體過程如下：首先，在指定的發送引腳上產生一個下降沿(為確保產生下降沿，應先對該引腳置1)，并根據指定的波特率對EPA比較模塊的時間寄存器(CAPCOMPx_TIME或COMPx_TIME)置值，以指定發送的位周期。然后，打開中斷和PTS功能，啟動數據發送過程；以后每隔一個位周期便會產生一個PTS周期，在每個PTS周期中，將DATA寄存器中的數據逐位移到指定的發送腳上，直到最后一位移出后，產生一次End_of_PTS中斷，該幀數據發送完畢。每幀數據的位數在控制塊的ptscount中指定。如果需要繼續發送數據，就要在中斷服務程序中對PTSCB、EPA時間寄存器和相應引腳重新初始化，再次啟動發送過程。發送數據保存在transmit數組中，發送幀數，即數據個數由T_Count控制。具體實現代碼如下： 2.2.3 在主程序中調用初始化子程序 結語 該方法和實例已在實際應用中得到驗證。實踐證明其完全可以滿足串行通信的需要，而且效率更高，更加靈活。 |
