使用ATmega128实现一个工业设备的主控制板，它与由ATmega8管理的按键和LED显示构成的控制面板距离在2米左右，两者之间采用 USART通信联系。考虑到在实际应用中，俩者之间交换的数据很少，通信速度也不需要很高，重要的是保证通信的可靠和抗干扰，因此在硬件设计上采用电流环的连接方式，见图5.4。
在图中通信双方采用光隔和三极管，将USART的电平变化变成电流变化后传送连接，如同工业上使用的20mA电流环通信一样，大大提高了通信的抗干扰能力。
通信协议和规程的制定：
l.通信速率采用2400bps（速率太高时电流环的变化会跟不上）。
2. 用户数据包采用定长格式，每个数据包长度为6个字节，其中第1个字节是数据包起始字节0xBB，第6字节为数据包结束字节0xEE，其它为用户命令、数据和系统状态参数。
3.每次通信由A端发起，下发一个数据包；B端收到一个正确的数据包后，必须返回一个数据包应答。
4.A端下发一个数据包后，在300ms内没有正确收到应答包时（在2400bps时传送6个字节的时间约为30ms），将再次重发；3次重发均不能正确收到应答包则报警。
5.在系统正常工作时，A端每隔250ms下发一个数据包，B端如果在1s内没有正确收到一个下发的数据包，将进入安全保护程序。
在这个应用实例中，USART接口的发送程序与前面给出的典型例程中的一样，而对USART的接收程序进行了改动和简化，使其更加符合在本系统中使用。
#define UART_BEGIN_STX 0xBB
#define UART_END_STX 0xEE
#define RX_BUFFER_SIZE0 6
char rx_buffer0[RX_BUFFER_SIZE0];
unsigned char rx_counter;
bit Uart_RecvFlag
// USART Receiver interrupt servICe routine
#pragma savereg-
interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)
{
unsigned char status,data;
#asm
push r26
push r27
push r30
push r31
in r26,sreg
push r26
#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)
{
case 0:
if (data == UART_BEGIN_STX) rx_counter = 1;
break;
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
rx_counter++;
break;
case 5:
rx_counter = 0;
if (data == UART_END_STX) Uart_RecvFlag = 1;
break;
}
}
}
else
rx_counter = 0;
#asm
pop r26
out sreg,r26
pop r31
pop r30
pop r27
pop r26
#endasm
}
#pragma savereg+
…………
void main(void)
{
while(1)
{
if (Uart_RecvFlag)
{
………… //处理收到的数据包
Uart_RecvFlag = 0; //允许USART接受新的数据包
}
………… //处理其它任务
}
}
在这段代码中，接收中断服务程序直接对数据包的起始字符和结束字符进行判断，并完成对整个数据包的接收。当接收到正确的6个字符的数据包后，将 “Uart_RecvFlag”标志置位，通知上层程序处理收到的数据。一旦“Uart_RecvFlag”标志置位后，中断服务程序将不再接收新的数据（放弃掉收到的字节），使得数据缓冲区不会溢出。
上层程序的设计，应保证以200ms左右的间隔对“Uart_RecvFlag”标志位进行一次判断。一旦判断“Uart_RecvFlag”标志置位后，马上进行处理，回送应答数据。处理完后将“Uart_RecvFlag”标志清除，允许USART接收新的数据包。
还可以考虑在数据包中增加“数据包编号”和“数据校验”2个字节，以进一步提高通信的可靠性。
本文关键字：控制板 工业 AVR单片机，单片机-工控设备 - AVR单片机
