淺談PC/XT機(jī)與單片機(jī)通信系統(tǒng)的設(shè)計

前端機(jī)由帶RS -422接口的8031單片機(jī)系統(tǒng)組成，分別放在控制現(xiàn)場附近。通信控制器是插在IBM - PC/XT擴(kuò)展槽上的帶8031單片機(jī)的接口板，為主機(jī)和前端機(jī)間的通信提供一個智能化通道。用戶只須通過主機(jī)向控制器發(fā)一條簡單的命令而無須知道通信的細(xì)節(jié)，就可以使前端機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動作?？刂破髅看伟l(fā)送或接收的數(shù)據(jù)是可變的，但不超過255字節(jié)。每次通信都要進(jìn)行差錯檢測和差錯處理，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。主機(jī)IBM - PC／XT是命令的發(fā)起者和系統(tǒng)運行的控制者。

1．前端機(jī)

圖1- 27是前端機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。它是一個帶RS - 422串行接口的51系列單片機(jī)系統(tǒng)。其輸入／輸出和A/D轉(zhuǎn)換的通道數(shù)是根據(jù)實際應(yīng)用控制系統(tǒng)（如汽車自動檢測線）的需要而配置的，與通信無關(guān)。圖1- 28給出了串行接口原理圖。每個前端機(jī)和通信控制器的接口均用MC3486和MC3487作差分驅(qū)動和接收。串行總線由一對雙絞線DATA+和DATA-組成。雙絞線的末端有提升電阻，使線路在空閑時處于邏輯1狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送邏輯o（TxD=O）時，線路處于0狀態(tài)。這種差分驅(qū)動和接收總線在電氣特性上符合RS - 422標(biāo)準(zhǔn)，比起RS - 232，這樣的單端驅(qū)動總線具有抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸率高，距離遠(yuǎn)等優(yōu)點。

2．通信控制器

控制器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1- 29所示，8031通過串行接口和并行接口分別和各前端機(jī)以及主機(jī)交換數(shù)據(jù)。并行接口的原理圖見圖1- 30，控制器和IBM - PC/XT間的數(shù)據(jù)交換是以查詢的方式實現(xiàn)的。8255A工作于A口方式2（雙向總線I/O），控制器向IBM - PC／XT輸出數(shù)據(jù)時，首先WR信號有效將數(shù)據(jù)寫到A口，這使得PC7（ OBFA）一O（初始狀態(tài)OBFA =1）；IBM - PC/XT通過讀8212Ⅲ的狀態(tài)得知OBFA=O后，再讀8212 I即可將A口數(shù)據(jù)讀入；與此同時，8212 I的INT信號使OBFA恢復(fù)到初始狀態(tài)。IBM - PC/XT向控制器送數(shù)據(jù)時，用輸出命令將數(shù)據(jù)寫入8212Ⅱ；同時8212Ⅱ的INT信號有效，使PC4（ STBA）產(chǎn)生一個選通信號；該信號將PC5（IBFA）置為有效（即IBFA =1，初始狀態(tài)IBFA=0），8031讀8255A的C口狀態(tài)得知IBFA =1．再讀A口即可將數(shù)據(jù)讀入控制器。并行口地址采用部分譯碼，8212 I和8212Ⅱ的地址是02EOH；8212Ⅲ的地址是02EIH。