單片機(jī)的總線

　一直以來，單片機(jī)沒有自己的專門的總線標(biāo)準(zhǔn)，通常是由著名廠家推出自己產(chǎn)品時(shí)配套設(shè)計(jì)的。如MC S－51系列單片機(jī)就設(shè)計(jì)有完善的三總線結(jié)構(gòu)（地址總線AB，數(shù)據(jù)總線DB，控制總線CB），要構(gòu)成不同的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是方便的。雖然，單片機(jī)可以歸結(jié)為工控機(jī)的一種，而工控機(jī)的成熟主流總線是STD總線，但單片機(jī)卻沒有完全執(zhí)行STD總線標(biāo)（IEEE961），而以控制總線差別較大。
　 這里只論及完全根據(jù)單片機(jī)的特點(diǎn)，按照控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及多機(jī)系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)的串行接口總線。有了此總線，多個(gè)單片機(jī)就能以一定的拓樸結(jié)構(gòu)組成多種系統(tǒng)，彌補(bǔ)了在網(wǎng)絡(luò)控制方面的不足。
　 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)涉及多種多樣的外部設(shè)備或系統(tǒng)的互連和通信，有必要在單片機(jī)與外部芯片間插入有通信功能的接口。這樣做的好處是：1）串行總線連線少，結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)整方便。在傳送速度不太高的場(chǎng)合，串行總線是可取的；2）總線接口部分已集成到芯片中，系統(tǒng)可以按功能模塊直接聯(lián)接；3）故障診斷排除十分簡單；4）可利用軟件庫進(jìn)行安裝，減少軟件開發(fā)時(shí)間；5）取消外部接口電路，外部接線少，體積小，可靠，價(jià)廉。目前已生產(chǎn)出多種產(chǎn)品，但仍未有正式批準(zhǔn)的國際標(biāo)準(zhǔn)。常見的有以下幾種總線〔5〕〔6〕：
　 ·IIC總線（Inter－Integrated Circuit）。這是Philips開發(fā)的一種內(nèi)部雙向二線串行總線。一為串行數(shù)據(jù)總線。另一為串行時(shí)鐘總線。線上設(shè)備可用軟件尋址，且可自動(dòng)沖突仲裁 。標(biāo)準(zhǔn)傳送速率100kbit／s，最大400kbit／s．適于非高速系統(tǒng)。
　 ·BIT總線。這是Intel開發(fā)的一種分布式機(jī)間通信的串行總線。通過RUPI－44系列的串行接口單元，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)主從、環(huán)形網(wǎng)三種鏈路結(jié)構(gòu)的通信。外同步速率2．4MB／s（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多點(diǎn)），1．0MB／s（環(huán)形網(wǎng)）。
　 ·MicroWire總線。這是國家半導(dǎo)體開發(fā)的一種三線串行接口總線。一為數(shù)據(jù)輸出線，二為數(shù)據(jù)輸入線，三為時(shí)鐘線。線上只有一臺(tái)機(jī)為主機(jī)，其余為從機(jī)。MicroWire／plus是增強(qiáng)型。各型號(hào)功能各異。
　 ·SPI／SCI總線（串行輸入接口／串行通信口）。由Motorola開發(fā)。SPI為并行同步總線（兩條串行數(shù)據(jù)線，一條串行時(shí)鐘線）通過SPI的互連可構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。SCI為異步通信接口。
　 ·VESA總線（Video Electronics StandardAssociation）。由視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)等多家公司聯(lián)合推出的全開放模塊式的局部總線。又稱VESALocal總線，簡稱VL。此總線支持高速視頻處理，總線寬32位，數(shù)據(jù)線可擴(kuò)至64位。數(shù)據(jù)傳輸率132MB／s。適于多媒體場(chǎng)合。
　 ·CAN總線（Controller Area Network）。這是一種單片機(jī)外部串行總線。采用多元競(jìng)爭式結(jié)構(gòu)。按設(shè)定仲裁字的方式進(jìn)行總線仲裁。是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一種重要總線型式。
　 此外，還有Signetics公司的芯片內(nèi)部的DDB總線等。
　 1995年末，世界上最新開發(fā)的Intel公司的總線產(chǎn)品compact PCI被介紹給我國的工控〔7〕 〔8〕，而該類產(chǎn)品在我國目前仍處于初創(chuàng)研發(fā)階段。作為歸結(jié)為工控機(jī)類的單片機(jī)，如何徹底解決設(shè)備共享問題 ，從而加入現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)（FCS）中，一直是工控界關(guān)注的問題。

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