單片機的總線

　一直以來，單片機沒有自己的專門的總線標準，通常是由著名廠家推出自己產品時配套設計的。如MC S－51系列單片機就設計有完善的三總線結構（地址總線AB，數據總線DB，控制總線CB），要構成不同的單片機應用系統是方便的。雖然，單片機可以歸結為工控機的一種，而工控機的成熟主流總線是STD總線，但單片機卻沒有完全執行STD總線標（IEEE961），而以控制總線差別較大。
　 這里只論及完全根據單片機的特點，按照控制系統網絡及多機系統的需要而設計的串行接口總線。有了此總線，多個單片機就能以一定的拓樸結構組成多種系統，彌補了在網絡控制方面的不足。
　 單片機應用系統涉及多種多樣的外部設備或系統的互連和通信，有必要在單片機與外部芯片間插入有通信功能的接口。這樣做的好處是：1）串行總線連線少，結構簡單，安裝調整方便。在傳送速度不太高的場合，串行總線是可取的；2）總線接口部分已集成到芯片中，系統可以按功能模塊直接聯接；3）故障診斷排除十分簡單；4）可利用軟件庫進行安裝，減少軟件開發時間；5）取消外部接口電路，外部接線少，體積小，可靠，價廉。目前已生產出多種產品，但仍未有正式批準的國際標準。常見的有以下幾種總線〔5〕〔6〕：
　 ·IIC總線（Inter－Integrated Circuit）。這是Philips開發的一種內部雙向二線串行總線。一為串行數據總線。另一為串行時鐘總線。線上設備可用軟件尋址，且可自動沖突仲裁 。標準傳送速率100kbit／s，最大400kbit／s．適于非高速系統。
　 ·BIT總線。這是Intel開發的一種分布式機間通信的串行總線。通過RUPI－44系列的串行接口單元，可實現點對點、多點主從、環形網三種鏈路結構的通信。外同步速率2．4MB／s（點對點，多點），1．0MB／s（環形網）。
　 ·MicroWire總線。這是國家半導體開發的一種三線串行接口總線。一為數據輸出線，二為數據輸入線，三為時鐘線。線上只有一臺機為主機，其余為從機。MicroWire／plus是增強型。各型號功能各異。
　 ·SPI／SCI總線（串行輸入接口／串行通信口）。由Motorola開發。SPI為并行同步總線（兩條串行數據線，一條串行時鐘線）通過SPI的互連可構成各種應用系統。SCI為異步通信接口。
　 ·VESA總線（Video Electronics StandardAssociation）。由視頻電子標準協會等多家公司聯合推出的全開放模塊式的局部總線。又稱VESALocal總線，簡稱VL。此總線支持高速視頻處理，總線寬32位，數據線可擴至64位。數據傳輸率132MB／s。適于多媒體場合。
　 ·CAN總線（Controller Area Network）。這是一種單片機外部串行總線。采用多元競爭式結構。按設定仲裁字的方式進行總線仲裁。是網絡系統的一種重要總線型式。
　 此外，還有Signetics公司的芯片內部的DDB總線等。
　 1995年末，世界上最新開發的Intel公司的總線產品compact PCI被介紹給我國的工控〔7〕 〔8〕，而該類產品在我國目前仍處于初創研發階段。作為歸結為工控機類的單片機，如何徹底解決設備共享問題 ，從而加入現場控制系統（FCS）中，一直是工控界關注的問題。

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