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基于EPA和PTS的8XC196MC-MD的串行通信 - 通信-网络 - 免费猫

发布时间:2020-02-17 14:26:59 阅读: 来源:金属雕花板厂家

基于EPA和PTS的8XC196MC/MD的串行通信 - 通信/网络 - 电子工程网

目前,在众多应用领域中,出现了许多所谓 智能仪表 和 智能仪器 ,这些系统大多是以单片机为核心的计算机应用系统。在众多的单片机中,Intel公司的8XC196MC/MD可谓其中的佼佼者。它是16位单片机中功能最强大的单片机之一,几乎可以胜任各种测控工作,尤其在电机控制中备受青睐。然而由于8X196MC/MD单片机没有提供硬件的通用异步收发器(UART),这给用惯了UART的用户带来了一些不便。但利用专门的PTS模式,不仅可以实现串行通信,而且操作更加灵活,效率更高,CPU的开销也更小;既可以实现异步(ASIO)功能,也可以实现同步(SSIO)功能;波特率由EPA建立,包括校验位和停止位在内,收发数据格式可达16位/字符。

1 EPA和PTS概述

1.1 EPA及其工作原理

EPA(Event Processor Array,事件处理器阵列),类似于HSIO,用来处理与时间有关的输入和输出事件,但比其更灵活、更高效。在EPA中,主要提供两类模块--捕获/比较模块和独立的比较模块,用于实现捕获和比较两种功能。每个模块都与指定的一个输入/输出引脚相关联,支持其高速输入输出功能,所有模块都能产生中断。 捕获 用来捕获产生于引脚上的跳变事件,包括正跳变、负跳变和正负跳变,并记录这些事件发生的时刻; 比较 是和预定的时间作比较,时间一到即执行以下选定的输出功能:复位定时器,启动一次A/D转换,为波形发生器产生一个重装载触发信号,改变输出引脚状态等。

1.2 PTS及其工作原理

PTS(Peripheral Transaction Server,外设事务服务器),是一种特殊的中断响应方式。与普通中断响应相比,PTS响应把同一个中断映射到相应的PTS通道。该通道产生一个PTS周期,它就像DMA周期那样插入到正常指令流中,不需要额外的软件开销,因此其CPU开销要比一般的中断响应少得多。PTS有一个PTS向量表,其排列次序和优先级顺序与普通中断向量相同,但去掉了NMI、非法操作码和软件陷阱3种中断。除了NMI之外,所有的PTS通道的优先级高于任何一个普通中断。每个PTS向量都指向一个PTS控制块(PTSCB),控制块说明了应执行的微代码。它必须驻留在内部RAM空间内,每个控制块包含8个字节,其首址应能被8除尽。

8XC196MC/MD有4种PTS工作方式,要实现串行通信需使用其SIO(串行输入/输出)方式。其中SIO有两种方式:ASIO(异步串行I/O)和SSIO(同步串行I/O)。要工作于某一方式必须建立相应的控制块(PTSCB)。与SIO方式相对应的控制块有两个,如图1所示。此处只对BAUD和SAMPTIME加以说明。

BAUD(LO和HI):存放控制SIO运行波特率的16位数据。异步方式下,由下式计算:FXTAL/(4×波特率×EPA预置值)。其中:FXTAL为XTAL1脚的输入频率,单位为Hz。

SAMPTIME:只用于异步接收多数采样方式,用来指定采样时间间隔,由下式计算:FXTAL×Tsam/2-9。其中,Tsam为采样间隔时间(μs);FXTAL同上,但单位为MHz。

2 利用EPA和PTS实现串行通信

2.1 基本思想

利用EPA和PTS实现串行通信的基本思想是:首先,选择一个EPA捕获/比较模块作为串行通信的接收模块,选择一个独立比较模块(或选择一个捕获/比较模块而只利用其比较方式)作为串行通信的发送模块,构成串行通信的硬件端口。然后,对所选的EPA模块开辟相应的PTS通道,根据通信要求编写发送和接收PTS模块。EPA和PTS两者联合工作共同实现串行通信。

2.2 应用实例及具体实现

下面以常用的异步串行通信方式为例介绍具体的实现原理和方法。本例用一个EPA捕获/比较模块CAPCOMP0产生移位时钟,P2.O作发送端(TXD),波特率为9 600 bps,8位数据位,无校验位,1位停止位,用定时器1作时基,16MHz晶振。由于篇幅所限,仅介绍异步串行发送。

2.2.1 建立并定位控制块

要利用PTS实现串行通信,必须首先定义相应的控制块,并将其定位于能被8整除的首地址处;还要将控制块地址赋给PTS向量。具体实现代码如下:

2.2.2 发送初始化及PTS中断子程序

在发送时,要用到EPA中的一个比较模块,或者使用一个捕获/比较模块而使其工作于比较方式下,主要用作发送时产生移位时钟,以保证指定的位周期。其具体过程如下:首先,在指定的发送引脚上产生一个下降沿(为确保产生下降沿,应先对该引脚置1),并根据指定的波特率对EPA比较模块的时间寄存器(CAPCOMPx_TIME或COMPx_TIME)置值,以指定发送的位周期。然后,打开中断和PTS功能,启动数据发送过程;以后每隔一个位周期便会产生一个PTS周期,在每个PTS周期中,将DATA寄存器中的数据逐位移到指定的发送脚上,直到最后一位移出后,产生一次End_of_PTS中断,该帧数据发送完毕。每帧数据的位数在控制块的ptscount中指定。如果需要继续发送数据,就要在中断服务程序中对PTSCB、EPA时间寄存器和相应引脚重新初始化,再次启动发送过程。发送数据保存在transmit数组中,发送帧数,即数据个数由T_Count控制。具体实现代码如下:

2.2.3 在主程序中调用初始化子程序

结语

该方法和实例已在实际应用中得到验证。实践证明其完全可以满足串行通信的需要,而且效率更高,更加灵活。

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