基于嵌入式系統的實時控制模塊設計方案

　　單片機與上位計算機的通信使用通用異步收發器UART,外接MAX3224,將UART信號轉換為RS-232信號進行傳輸，MAX3224在3~5.5 V低電壓下工作，卻可產生RS-232的±12 V電壓，只需連接Tx、Rx和地線即可實現 異步串行通信。系統中仍有一些時鐘、復位電路和電源等，在此不再贅述。

　　2 軟件設計與實現

　　2.1 主程序框架

　　主程序流程圖如圖4所示。

　　主程序是順序結構，較為簡單。主要分兩部分：一是對系統各部分進行初始化設置，使其能夠工作在正常狀態。二是正常工作循環狀態，當收到上位機的控制命令時，即進行相應的操作，無命令時則等待。對于嵌入式程序而言，無限循環是必要的。

　　2.2 串口通信程序

　　串口通信程序實現與上位機的通信功能。具體操作中使用一個循環隊列存放接收到的上位機命令，分別用頭指針和尾指針指向隊頭和隊尾，將各命令字節取出，進行相應操作。命令執行完畢（隊列取空），清標志位，等待新命令。如圖5所示。

　　2.3 SPI通信程序

　　C51采用SPI主模式與AD7707進行通信。主模式寫AD7707較為簡單，單片機先寫1 Byte的配置數據給AD7707,其會自動將該數據放入自身的通信寄存器，隨后AD7707根據該配置值確定下一步要寫的寄存器及數據大小，再將單片機隨后輸入的數據放入指定位置。C8051F120發數據前，先根據SPICN寄存器的TXBMT位的值判斷是否能夠發送數據，再向自身的SPIDAT寄存器寫數據即可，硬件會自動將數據發出。

　　主模式讀AD7707較為困難。當C51已設置AD7707的通信寄存器，表明下一步操作是讀AD7707的某個寄存器值后，C51向SPIDAT寫任意值，之后SPI數據線（MOSI）上會串行移出數據，同時時鐘線上產生串行時鐘，從設備（AD7707）收到時鐘，將預備的數據送到MISO線上交給C51,同時不采納主設備發送的任意值。C51將發送的串行數據放在移位寄存器中，當最后一位收到后即移入收緩沖器，再讀SPIDAT便可讀出數據。

　　2.4 其他軟件模塊

　　其他軟件模塊均是根據各部分硬件的具體要求，通過向所分配的對應地址空間按序發送所需數據來實現相關功能。

　　3 結束語

　　文中提出以C51單片機C8051F120為核心控制芯片的嵌入式系統的實時控制模塊設計方案,已成功應用于某通信測試儀器中，陔系統通過中斷及查詢等方式較好地實現了對整機的實時控制功能。