MCU之間是怎么來通信的

目前很多產(chǎn)品的集成度比較高，也包括非常多的主控芯片，而芯片之間傳遞數(shù)據(jù)不同的方式會(huì)有不同特點(diǎn)，速度、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)吞吐量等等。

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MCU之間通信的主要方式

1、采用硬件UART進(jìn)行異步串行通信

這是一種占用口線少，有效、可靠的通信方式；但遺憾的是許多小型單片機(jī)沒有硬件UART，有些也只有1個(gè)UART，如果系統(tǒng)還要與上位機(jī)通信的話，硬件資源是不夠的。這種方法一般用于單片機(jī)有硬件UART且不需與外界進(jìn)行串行通信或采用雙UART單片機(jī)的場(chǎng)合。

2、采用片內(nèi)SPI接口或I2C總線模塊串行通信形式

SPI/I2C接口具有硬件簡(jiǎn)單、軟件編程容易等特點(diǎn)，但目前大多數(shù)低端的單片機(jī)不具備硬件SPI/I2C外設(shè)。

3、可以利用軟件模擬SPI/I2C模式通信

這種方式很難模擬從機(jī)模式，通信雙方對(duì)每一位要做出響應(yīng)，通信速率與軟件資源的開銷會(huì)形成一個(gè)很大的矛盾，處理不好會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能急劇下降。這種方法只能用于通信量極少的場(chǎng)合。

4、口對(duì)口并行通信

利用單片機(jī)的口線直接相連，加上1～2條握手信號(hào)線。這種方式的特點(diǎn)是通信速度快，1次可以傳輸4位或8位，甚至更多，但需要占用大量的口線，而且數(shù)據(jù)傳遞是準(zhǔn)同步的。在一個(gè)單片機(jī)向另一個(gè)單片機(jī)傳送1個(gè)字節(jié)以后，必須等到另一個(gè)單片機(jī)的接收響應(yīng)信號(hào)后才能傳送下一個(gè)數(shù)據(jù)。一般用于一些硬件口線比較富裕的場(chǎng)合。

5、利用雙口RAM作為緩沖器通信

這種方式的最大特點(diǎn)就是通信速度快，兩邊都可以直接用讀寫存儲(chǔ)器的指令直接操作；但這種方式需要大量的口線，而且雙口RAM的價(jià)格很高，一般只用于一些對(duì)速度有特殊要求的場(chǎng)合。

總 結(jié)

從上面幾種方案來看，各種方法對(duì)硬件都有很大的要求與限制，特別是難以在功能簡(jiǎn)單的單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)，因此尋求一種簡(jiǎn)單、有效的，能在各種單片機(jī)之間通信的方法具有重要的意義。③、④方案中，雙方單片機(jī)要傳遞的每一位或每一個(gè)字節(jié)做出響應(yīng)，通信數(shù)據(jù)量較大時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量的軟件資源，這在一些實(shí)時(shí)性要求高的地方是不允許的。

針對(duì)這一問題，假設(shè)在單片機(jī)之間增加1個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器，大批數(shù)據(jù)先寫入緩沖區(qū)，然后再讓對(duì)方去取，各個(gè)單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)緩沖器都是主控模式，這樣必然會(huì)大大提高通信效率。

談到數(shù)據(jù)緩沖，我們馬上會(huì)想到并行RAM，但是并行RAM需要占用大量的口線（數(shù)據(jù)線+地址線+讀寫線+片選線+握手線），一般在16條以上。這是一個(gè)讓人望而生畏的數(shù)字，而且會(huì)大大增加PCB面積并給布線帶來一定的困難，極少有人采用這種方式。

串行接口的RAM在市場(chǎng)上很少見，不但難以買到而且價(jià)格很高。移位寄存器也可以做數(shù)據(jù)緩沖器，但目前容量最大的也只128位，因?yàn)槭恰跋冗M(jìn)先出”結(jié)構(gòu)，所以不管傳遞數(shù)據(jù)多少，接收方必須移完整個(gè)寄存器，靈活性差而且大容量的移位寄存器也是少見難買的。一種被稱為“鐵電存儲(chǔ)器”芯片的出現(xiàn)，給我們帶來了解決方法。

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采用鐵電存儲(chǔ)器

利用鐵電存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)緩沖器的通信方式，鐵電存儲(chǔ)器是美國(guó)Ramtran公司推出的一種非易失性存儲(chǔ)器件，簡(jiǎn)稱FRAM。

與普通EEPROM、Flash-ROM相比，它具有不需寫入時(shí)間、讀寫次數(shù)無限，沒有分布結(jié)構(gòu)可以連續(xù)寫放的優(yōu)點(diǎn)，因此具有RAM與EEPROM的雙得特性，而且價(jià)格相對(duì)較低。

現(xiàn)在大多數(shù)的單片機(jī)系統(tǒng)配備串行EEPROM（如24CXX、93CXX等）用來存儲(chǔ)參數(shù)。如果用1片F(xiàn)RAM代替原有EEPROM，使它既能存儲(chǔ)參數(shù)，又能作串行數(shù)據(jù)通信的緩沖器。

2個(gè)（或多個(gè)）單片機(jī)與1片F(xiàn)RAM接成多主-從的I2C總線方式，增加幾條握手線，即可得到簡(jiǎn)單高效的通信硬件電路。

在軟件方面，只要解決好I2C多主-從的控制沖突與通信協(xié)議問題，即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、高效、可靠的通信了。