ATmega128實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的主控制板

使用ATmega128實(shí)現(xiàn)一個(gè)工業(yè)設(shè)備的主控制板，它與由ATmega8管理的按鍵和LED顯示構(gòu)成的控制面板距離在2米左右，兩者之間采用USART通信聯(lián)系?？紤]到在實(shí)際應(yīng)用中，倆者之間交換的數(shù)據(jù)很少，通信速度也不需要很高，重要的是保證通信的可靠和抗干擾，因此在硬件設(shè)計(jì)上采用電流環(huán)的連接方式，見圖5.4。

在圖中通信雙方采用光隔和三極管，將USART的電平變化變成電流變化后傳送連接，如同工業(yè)上使用的20mA電流環(huán)通信一樣，大大提高了通信的抗干擾能力。

通信協(xié)議和規(guī)程的制定：

l.通信速率采用2400bps（速率太高時(shí)電流環(huán)的變化會(huì)跟不上）。

2.用戶數(shù)據(jù)包采用定長格式，每個(gè)數(shù)據(jù)包長度為6個(gè)字節(jié)，其中第1個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)包起始字節(jié)0xBB，第6字節(jié)為數(shù)據(jù)包結(jié)束字節(jié)0xEE，其它為用戶命令、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)。

3.每次通信由A端發(fā)起，下發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包；B端收到一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包后，必須返回一個(gè)數(shù)據(jù)包應(yīng)答。

4.A端下發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包后，在300ms內(nèi)沒有正確收到應(yīng)答包時(shí)（在2400bps時(shí)傳送6個(gè)字節(jié)的時(shí)間約為30ms），將再次重發(fā)；3次重發(fā)均不能正確收到應(yīng)答包則報(bào)警。

5.在系統(tǒng)正常工作時(shí)，A端每隔250ms下發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包，B端如果在1s內(nèi)沒有正確收到一個(gè)下發(fā)的數(shù)據(jù)包，將進(jìn)入安全保護(hù)程序。

在這個(gè)應(yīng)用實(shí)例中，USART接口的發(fā)送程序與前面給出的典型例程中的一樣，而對(duì)USART的接收程序進(jìn)行了改動(dòng)和簡化，使其更加符合在本系統(tǒng)中使用。

#defineUART_BEGIN_STX0xBB
#defineUART_END_STX0xEE
#defineRX_BUFFER_SIZE06

charrx_buffer0[RX_BUFFER_SIZE0];
unsignedcharrx_counter;
bitUart_RecvFlag

//USARTReceiverinterruptservICeroutine
#pragmasavereg-
interrupt[USART_RXC]voiduart_rx_isr(void)
{
unsignedcharstatus,data;
#asm
pushr26
pushr27
pushr30
pushr31
inr26,sreg
pushr26
#endasm

status=UCSRA;
data=UDR;
if((status&(FRAMING_ERROR|PARITY_ERROR|DATA_OVERRUN))==0)
{
if(!Uart_RecvFlag)
{
rx_buffer[rx_counter]=data;
switch(rx_counter)
{
case0:
if(data==UART_BEGIN_STX)rx_counter=1;
break;
case1:
case2:
case3:
case4:
rx_counter++;
break;
case5:
rx_counter=0;
if(data==UART_END_STX)Uart_RecvFlag=1;
break;
}
}
}
else
rx_counter=0;

#asm
popr26
outsreg,r26
popr31
popr30
popr27
popr26
#endasm
}
#pragmasavereg+
…………
voidmain(void)
{
while(1)
{
if(Uart_RecvFlag)
{
…………//處理收到的數(shù)據(jù)包
Uart_RecvFlag=0;//允許USART接受新的數(shù)據(jù)包
}
…………//處理其它任務(wù)
}
}

在這段代碼中，接收中斷服務(wù)程序直接對(duì)數(shù)據(jù)包的起始字符和結(jié)束字符進(jìn)行判斷，并完成對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)包的接收。當(dāng)接收到正確的6個(gè)字符的數(shù)據(jù)包后，將“Uart_RecvFlag”標(biāo)志置位，通知上層程序處理收到的數(shù)據(jù)。一旦“Uart_RecvFlag”標(biāo)志置位后，中斷服務(wù)程序?qū)⒉辉俳邮招碌臄?shù)據(jù)（放棄掉收到的字節(jié)），使得數(shù)據(jù)緩沖區(qū)不會(huì)溢出。

上層程序的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證以200ms左右的間隔對(duì)“Uart_RecvFlag”標(biāo)志位進(jìn)行一次判斷。一旦判斷“Uart_RecvFlag”標(biāo)志置位后，馬上進(jìn)行處理，回送應(yīng)答數(shù)據(jù)。處理完后將“Uart_RecvFlag”標(biāo)志清除，允許USART接收新的數(shù)據(jù)包。
還可以考慮在數(shù)據(jù)包中增加“數(shù)據(jù)包編號(hào)”和“數(shù)據(jù)校驗(yàn)”2個(gè)字節(jié)，以進(jìn)一步提高通信的可靠性。