單片機系統(tǒng)多串行口設(shè)計技術(shù)

以上八種多串口的設(shè)計方法可以歸納為五種設(shè)計思想：

①直接從ＣＰＵ上下手，選擇多串行口單片機；

②挖掘器件本身的資源，在ＣＰＵ?。桑峡诰€上用軟件模擬串行口；

③使用功能電路實現(xiàn)串、并轉(zhuǎn)換；

④使用功能電路將一路高速串行口分解為多路低速串行口；

⑤通過分時復(fù)用實現(xiàn)一路到多路的切換。

針對這幾種不同的設(shè)計思想和其具體的實現(xiàn)方法，在應(yīng)用時該如何選擇，不但要依據(jù)以上幾種方法的軟硬件復(fù)雜度、ＣＰＵ時間開銷、實時性和可靠性，還要依據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中所需串行接口的總路數(shù)、各個串口之間的獨立性和波特率，以及現(xiàn)有的開發(fā)條件和綜合成本指標(biāo)。選擇時要根據(jù)各種因素進行綜合權(quán)衡。要在能實現(xiàn)所要求功能的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有資源、降低系統(tǒng)的復(fù)雜度、提高可靠性，力求使設(shè)計代價最小、總體成本最低。當(dāng)然，這些方法的選擇應(yīng)該靈活多樣，不必拘泥于一種方法，也可以因地制宜地選擇幾種方法的組合。

４　應(yīng)用舉例

在某型無人機飛行控制器設(shè)計中，ＣＰＵ選用的是８０Ｃ１９６ＫＣ。ＣＰＵ上原有的一路串口用于遙控遙測。為了測量飛機的航向角。系統(tǒng)中應(yīng)用了數(shù)字羅盤ＨＭＲ３０００。該傳感器為串口接口，波特率為１９２００，輸出數(shù)據(jù)為ＮＭＥＡＣ１８３格式，每秒２０幀，每幀３５字節(jié)，為此需要給控制器增加一路全雙工異步串行接口。

基于對以上８種設(shè)計方法的比較與分析，在權(quán)衡系統(tǒng)的軟硬件復(fù)雜度之后，選用了第四種方法，即利用１６Ｃ５５０可編程通訊控制器擴展出一路串行口。專門與該傳感器通訊。１６Ｃ５５０使用了ＦＩＦＯ功能，在接收１４個字節(jié)后向ＣＰＵ提出一次中斷請求。這樣ＣＰＵ最多中斷４次就可以全部接收一幀姿態(tài)測量數(shù)據(jù)?？刂破鞯能浖Γ龋停遥常埃埃耙粠敵鰯?shù)據(jù)的解碼時間僅為１．１８７ｍｓ，ＣＰＵ的負(fù)擔(dān)并不大。ＣＰＵ、１６Ｃ５５０和ＨＭＲ３０００的連接電路如圖１所示。

圖１ 可編程通訊控制器１６Ｃ５５０與單片機系統(tǒng)的接口電路圖