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            解密單片機W78LE52 與 EMC78P458,是怎么“交談”?
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            專業芯片解密公司

            時間 : 2020-05-30 10:32 瀏覽量 : 54

            解密單片機實例(雙單片機結構,多功能低功耗系統)

            (1)硬件

            W78LE52 與 EMC78P458 組成一個電池供電、可遠程通信的工業流量計。78P458 采用 32.768kHz 晶振,工作電流低,不間斷工作,實時采集傳感器的脈沖及溫度、壓力等一些模擬量;W78LE52 采 11.0592MHz 晶振,由于它的工作電流較大,采用間斷工作,負責流量的非線性校正、參數輸入、液晶顯示、與上位機通信等功能,它的 UART 用于遠程通信。2 個單片機共用 1 片 I2C 接口的 FRAM(FM24CL16)組成二主一從的 I2C 總線控制方式,W78LE52 的 P3.5、P3.2 分別與 78P458 的 P51、P50 連接作握手信號線 A 與 B。我們把握手線 A(簡稱 A 線)定義為總線控制、指示線,主要用于獲取總線控制權與判別總線是否“忙”;握手線 B(簡稱 B 線)定義為通知線,主要用于通知對方取走數據。

            解密單片機

            (2)I2C 總線仲裁

            由于我們采用的是二主一從的 I2C 總線方式,因此防止 2 個主機同時去操作從機(防沖突)是一個非常重要的問題。帶有硬件 I2C 模塊的器件一般是這樣的,器件內部有 1 個總線仲裁器與總線超時定時器:當總線超時定時器超時后指示總線空閑,這時單片機可以發出獲取總線命令,總線仲裁器通過一系列操作后確認獲取總線成功或失??;超時定時器清零,以后的每一個 SCL 狀態變化對總線所有主機的超時定時器進行清零,以防止它溢出,指示總線正處于“忙”狀態,直到一個主機對總線控制結束不再產生 SCL 脈沖;超時定時器溢出,總線重新回到“空閑”狀態。但是目前大多數單片機沒有配備硬件 I2C 模塊,而且當 2 個主機的工作頻率相差較大時,超時定時器定時值只能設為較大的值,這樣也會影響總線的使用效率。

            (3)通信協議

            一個可靠通信體系,除了好的硬件電路外,通信協議也至關重要。在單片機系統 RAM 資源與執行速度都非常有限的情況下,一個簡捷有效的協議是非常重要的。下面具體介紹一種比較適用于單片機通信的協議,數據以包的形式傳送。數據包結構:

            ①包頭——指示數據包的開始,有利于包完整性檢測,有時可省略;

            ②地址——數據包要傳送的目標地址,若只有雙機通信或硬件區分地址可以省略;

            ③包長度——指示整個數據包的長度;

            ④命令——指示本數據包的作用;

            ⑤參數——需要傳送的數據與參數;

            ⑥校驗——驗證數據包的正確性,可以是和校驗、異或校驗、CRC 校驗等或者是它們的組合;

            (4)通信流程

            首先,要在 FRAM 里劃分好各個區域,各個單片機的參數區、數據接收區等。然后,單片機可以向另一個單片機發送數據包,發送完畢之后通過向握手線 B 發送 1 個脈沖通知對方取走數據;接收方讀取數據并進行處理后,向 FRAM 內發送方的數據接收區寫入回傳數據或通信失敗標志,再向握手線 B 發送 1 個脈沖回應發送方。

            如果需要單片機 2 發送的話,只需交換一下操作過程即可。

            總結

            通過實踐可知,以上方法是可行的。與其它方法相比具有以下優點:

            ①簡單。占用單片機口線少(SCL、SDA、握手線 A、握手線 B)。

            ②通用。軟件模擬 I2C 主機方式,可以在任何種類的單片機之間通信。

            ③高效。由于采用數據緩沖,可以在不同時鐘頻率、不同速度的單片機之間通信;讀寫數據時,可以 I2C 總線的最高速度進行,可以實現 1 次傳送大量數據;在一個單片機向 FRAM 傳送數據時,另一個單片機無須一一作出響應或等待,可以進行其它程序操作,提高軟件工作效率。

            ④靈活。通信硬件接口對于各個單片機是對等的,通過軟件配置,每個單片機既可以根據需要主動發送通信,也可以只響應其它單片機的呼叫。

            以下是需要注意的地方:

            ①為了提高通信效率,握手線 B 最好使用中斷端口,負脈沖寬度一定要滿足速度較低單片機中斷信號要求。如果沒有中斷的話應增加 1 條口線,用改變端口狀態的方法通知對方,等待對方查詢,而不是負脈沖。

            ②向對方發送負脈沖時,應屏蔽自己的中斷。

            ③由于參數與通信緩沖區同時設在同一片 FRAM 內,要避免對參數部分的誤操作。一個較好的解決辦法是把參數存放在地址的后半部分(A2=1),在進行通信操作時,把 FRAM 的 WP 引腳拉高(地址在后半部分的單元寫保護),這樣可以有效地防止測驗時對參數區誤操作。

            ④由于 I2C 總線在一個時間段內只有 1 個主機和 1 個從機,所以當 1 個單片機正在寫通信數據時,另一個單片機是不能對 FRAM 進行操作的。如果需要實時、頻繁地讀取 FRAM 中參數的話,請預先將參數讀入 RAM 單元使用或另外增加專門存放參數的芯片。

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