基于AT89C51的單線雙機通信協(xié)議
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一、緒言
因工作需要，設計一單線雙向雙機通訊協(xié)議。要求主機通過其所帶的鍵盤能控制主機和從機的顯示，從機也能通過所帶的鍵盤控制主機和從機的顯示，主機和從機鍵盤所起的控制作用完全一致，顯示也完全一致。
另外，從機可以隨時脫離主機。當從機從脫機狀態(tài)連上主機時，要求從機能立即顯示主機的鍵盤信息，即雙機顯示一致。
二、設計概況
1.整體時序：
2.主機接收數(shù)據(jù)從機發(fā)送數(shù)據(jù)的時序：
3.主機發(fā)送數(shù)據(jù)從機接收數(shù)據(jù)的時序：
4.符號說明：
S ：開始位
A ：響應位
E ：結(jié)束位
R ：讀端口
W ：寫端口
Dx：數(shù)據(jù)
5.主從機同步原理：
由圖可知，主從機的讀寫是互不沖突的，任意時刻只允許一個寫，但允許兩個都處于讀狀態(tài)。從整體上講，數(shù)據(jù)是按幀傳輸?shù)?，但從定時器中斷方面來說，數(shù)據(jù)是按位傳輸?shù)模驗橐淮味〞r器中斷只傳送一個位，而不是完整的一幀數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)未開始傳輸前，從機IO口處于邊沿中斷接收狀態(tài)，其定時器中斷是關(guān)閉的。主機永遠處于定時中斷狀態(tài)。當主機發(fā)出開始位之后，若存在從機，則從機會發(fā)出一個低電平響應；否則表示通訊失敗，幾個時鐘周期之后，主機會接著發(fā)起下一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始位。在通訊過程中，任意一個響應位不成立均宣告通訊失敗，同時此次通訊結(jié)束。
綜上所述，在數(shù)據(jù)傳輸開始時，靠“外部邊沿中斷”同步，在數(shù)據(jù)傳輸開始之后，靠“定時器中斷”同步。
6.協(xié)議的穩(wěn)健性
?。?）速度問題：
以單放機、CD機等的現(xiàn)控為例，由于處理器的主要任務為信號處理，所以要求通訊占用的時間越少越好，而且通訊數(shù)據(jù)量也不大，該協(xié)議正是基于該類設計的。由于每次只發(fā)送一位數(shù)據(jù)，故占用的MCU時間非常少.
?。?）可靠性問題：
在該協(xié)議中，存在兩個響應位、一個結(jié)束位，還有標志位，這些為數(shù)據(jù)的合法性的檢測提供了依據(jù)。另外，由于主從通訊只需傳輸單放機、CD機等的“按鍵”或“工作狀態(tài)”數(shù)據(jù)，故數(shù)據(jù)量根本用不著8位，多余的位可用于校驗，例如采用奇偶校驗、漢明碼等。
?。?）效果檢測
通過由兩塊AT89C51組成的單片機系統(tǒng)試驗，該協(xié)議工作完全正常，并具備即插即用功能，即在主機工作時，從機可以隨時拔下插上而不會影響主從機工作狀態(tài)及其顯示。該協(xié)議已于國內(nèi)某知名企業(yè)的單放機的大批量生產(chǎn)中采用。
1.主機源程序
;主機程序
KBUF0 EQU 24H ;鍵值臨時緩沖
KBUF1 EQU 25H ;鍵值緩沖
KCNTEQU 26H ;鍵盤重復計數(shù)
DLYD0 EQU 27H ;延遲變量
DLYD1 EQU 28H ;延遲變量
DLYD2 EQU 29H ;延遲變量
RSCNT EQU 2AH
RSI BIT 00H ;收發(fā)開始標志
RSF BIT 01H ;收/發(fā)標志
RSF0BIT 02H ;收發(fā)標志0
RSF1BIT 03H ;收發(fā)標志1
;SDFBIT 04H ;有數(shù)據(jù)發(fā)送標志
RDF BIT 05H ;有接收數(shù)據(jù)標志
STATE EQU 2BH
SDATX EQU 22H
RDATX EQU 23H
CTPIO BIT 0B2H
TSIOBIT 0B3H
ORG 00H
AJMPMAIN
ORG 0BH
AJMPINT_T0
ORG 100H
MAIN:
MOV SP,#50H
MOV KBUF0,#00H
MOV KBUF1,#00H
MOV KCNT,#00H
MOV STATE,#00H
MOV SDATX,#00H
MOV RDATX,#00H
MOV RSCNT,#00H
MOV 20H,#00H
MOV P0,#00H
CLR RSF
MOV TH0,#00H
MOV TL0,#00H
MOV TMOD,#02H ;工作模式為定時方式2
MOV TCON,#10H ;允許定時器0工作
MOV IE,#82H
LOOPX:
CALLKEYREAD ;讀鍵盤
CALLDLY2MS;延遲2ms
JMP LOOPX
;按鍵功能入口
FUNCTION:
MOV A,KBUF1
CJNEA,#07FH,FUN1;+1
;MOVA,STATE
;ADDA,#01H
MOV A,#01H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN1:
CJNEA,#0F7H,FUN2;+2
;MOVA,STATE
;ADDA,#02H
MOV A,#02H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN2:
CJNEA,#0BFH,FUN3;+4
;MOVA,STATE
;ADDA,#04H
MOV A,#03H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN3:
CJNEA,#0FBH,FUN4;+8
;MOVA,STATE
;ADDA,#08H
MOV A,#04H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN4:
CJNEA,#0DFH,FUN5;+16
;MOVA,STATE
;ADDA,#10H
MOV A,#05H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN5:
CJNEA,#0FDH,FUN6;+32
MOV A,STATE
;ADDA,#20H
XRL A,#08H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN6:
CJNEA,#0EFH,FUN7;+64
MOV A,STATE
ADD A,#40H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN7:
CJNEA,#0FEH,FUN8;+128
MOV A,STATE
ADD A,#80H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN8:
JMP LOOPX
;==================================================================
KEYREAD:
CLR P2.7
SETBP2.6
MOV A,P2
ANL A,#0FH
MOV KBUF0,A
SETBP2.7
CLR P2.6
MOV A,P2
ANL A,#0FH
SWAPA
ORL A,KBUF0
MOV KBUF0,A
CJNEA,KBUF1,KEYRD4
MOV A,KCNT
CJNEA,#03H,KEYRD1
RET
KEYRD1:
INC A
INC KCNT
CJNEA,#03H,KEYRD5
MOV A,KBUF1
CJNEA,#0FFH,KEYRD2
RET
KEYRD2:
POP A
POP A
;MOVP0,A
KEYRD3:
JMP FUNCTION
KEYRD4:
MOV KBUF1,A
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