基于AT89C51的單線雙機(jī)通信協(xié)議

　　一、緒言

　　因工作需要，設(shè)計(jì)一單線雙向雙機(jī)通訊協(xié)議。要求主機(jī)通過其所帶的鍵盤能控制主機(jī)和從機(jī)的顯示，從機(jī)也能通過所帶的鍵盤控制主機(jī)和從機(jī)的顯示，主機(jī)和從機(jī)鍵盤所起的控制作用完全一致，顯示也完全一致。

　　另外，從機(jī)可以隨時(shí)脫離主機(jī)。當(dāng)從機(jī)從脫機(jī)狀態(tài)連上主機(jī)時(shí)，要求從機(jī)能立即顯示主機(jī)的鍵盤信息，即雙機(jī)顯示一致。

　　二、設(shè)計(jì)概況

　　1.整體時(shí)序：

　　2.主機(jī)接收數(shù)據(jù)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)序：

　　3.主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)從機(jī)接收數(shù)據(jù)的時(shí)序：

　　4.符號(hào)說明：

　　S ：開始位

　　A ：響應(yīng)位

　　E ：結(jié)束位

　　R ：讀端口

　　W ：寫端口

　　Dx：數(shù)據(jù)

　　5.主從機(jī)同步原理：

　　由圖可知，主從機(jī)的讀寫是互不沖突的，任意時(shí)刻只允許一個(gè)寫，但允許兩個(gè)都處于讀狀態(tài)。從整體上講，數(shù)據(jù)是按幀傳輸?shù)模珡亩〞r(shí)器中斷方面來說，數(shù)據(jù)是按位傳輸?shù)模驗(yàn)橐淮味〞r(shí)器中斷只傳送一個(gè)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(jī)IO口處于邊沿中斷接收狀態(tài)，其定時(shí)器中斷是關(guān)閉的。主機(jī)永遠(yuǎn)處于定時(shí)中斷狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)發(fā)出開始位之后，若存在從機(jī)，則從機(jī)會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平響應(yīng)；否則表示通訊失敗，幾個(gè)時(shí)鐘周期之后，主機(jī)會(huì)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(gè)響應(yīng)位不成立均宣告通訊失敗，同時(shí)此次通訊結(jié)束。

　　綜上所述，在數(shù)據(jù)傳輸開始時(shí)，靠“外部邊沿中斷”同步，在數(shù)據(jù)傳輸開始之后，靠“定時(shí)器中斷”同步。

　　6.協(xié)議的穩(wěn)健性

　　（1）速度問題：

　　以單放機(jī)、CD機(jī)等的現(xiàn)控為例，由于處理器的主要任務(wù)為信號(hào)處理，所以要求通訊占用的時(shí)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(shè)計(jì)的。由于每次只發(fā)送一位數(shù)據(jù)，故占用的MCU時(shí)間非常少.

　　（2）可靠性問題：

　　在該協(xié)議中，存在兩個(gè)響應(yīng)位、一個(gè)結(jié)束位，還有標(biāo)志位，這些為數(shù)據(jù)的合法性的檢測(cè)提供了依據(jù)。另外，由于主從通訊只需傳輸單放機(jī)、CD機(jī)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(yàn)，例如采用奇偶校驗(yàn)、漢明碼等。

　　（3）效果檢測(cè)

　　通過由兩塊AT89C51組成的單片機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)，該協(xié)議工作完全正常，并具備即插即用功能，即在主機(jī)工作時(shí)，從機(jī)可以隨時(shí)拔下插上而不會(huì)影響主從機(jī)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(jī)的大批量生產(chǎn)中采用。

　　1.主機(jī)源程序

　　;主機(jī)程序

　　KBUF0 EQU 24H ;鍵值臨時(shí)緩沖

　　KBUF1 EQU 25H ;鍵值緩沖

　　KCNTEQU 26H ;鍵盤重復(fù)計(jì)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(biāo)志

　　RSF BIT 01H ;收/發(fā)標(biāo)志

　　RSF0BIT 02H ;收發(fā)標(biāo)志0

　　RSF1BIT 03H ;收發(fā)標(biāo)志1

　　;SDFBIT 04H ;有數(shù)據(jù)發(fā)送標(biāo)志

　　RDF BIT 05H ;有接收數(shù)據(jù)標(biāo)志

　　STATE EQU 2BH

　　SDATX EQU 22H

　　RDATX EQU 23H

　　CTPIO BIT 0B2H

　　TSIOBIT 0B3H

　　ORG 00H

　　AJMPMAIN

　　ORG 0BH

　　AJMPINT_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(shí)方式2

　　MOV TCON,#10H ;允許定時(shí)器0工作

　　MOV IE,#82H

　　LOOPX:

　　CALLKEYREAD ;讀鍵盤

　　CALLDLY2MS;延遲2ms

　　JMP LOOPX

　　;按鍵功能入口

　　FUNCTION:

　　MOV A,KBUF1

　　CJNEA,#07FH,FUN1;+1

　　;MOVA,STATE

　　;ADDA,#01H

　　MOV A,#01H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN1:

　　CJNEA,#0F7H,FUN2;+2

　　;MOVA,STATE

　　;ADDA,#02H

　　MOV A,#02H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN2:

　　CJNEA,#0BFH,FUN3;+4

　　;MOVA,STATE

　　;ADDA,#04H

　　MOV A,#03H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN3:

　　CJNEA,#0FBH,FUN4;+8

　　;MOVA,STATE

　　;ADDA,#08H

　　MOV A,#04H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN4:

　　CJNEA,#0DFH,FUN5;+16

　　;MOVA,STATE

　　;ADDA,#10H

　　MOV A,#05H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN5:

　　CJNEA,#0FDH,FUN6;+32

　　MOV A,STATE

　　;ADDA,#20H

　　XRL A,#08H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN6:

　　CJNEA,#0EFH,FUN7;+64

　　MOV A,STATE

　　ADD A,#40H

　　MOV STATE,A

　　CPL A

　　MOV P0,A

　　;SETB SDF

　　JMP LOOPX

　　FUN7:

　　CJNEA,#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

　　SETBP2.6

　　MOV A,P2

　　ANL A,#0FH

　　MOV KBUF0,A

　　SETBP2.7

　　CLR P2.6

　　MOV A,P2

　　ANL A,#0FH

　　SWAPA

　　ORL A,KBUF0

　　MOV KBUF0,A

　　CJNEA,KBUF1,KEYRD4

　　MOV A,KCNT

　　CJNEA,#03H,KEYRD1

　　RET

　　KEYRD1:

　　INC A

　　INC KCNT

　　CJNEA,#03H,KEYRD5

　　MOV A,KBUF1

　　CJNEA,#0FFH,KEYRD2

　　RET

　　KEYRD2:

　　POP A

　　POP A

　　;MOVP0,A

　　KEYRD3:

　　JMP FUNCTION

　　KEYRD4:

　　MOV KBUF1,A