基于S3C2410A的MDB/ICP協(xié)議的實現(xiàn)
MDB/ICP廣泛應用于自助售賣系統(tǒng),實際上已經成為自助售賣系統(tǒng)的行業(yè)標準通信協(xié)議。國內也有采用這個標準的產品,基本上都是采用51單片機作為硬件解決方案,讓功能更強大的處理器S3C2410A支持該協(xié)議,可以大大提升自助售賣系統(tǒng)的軟硬件功能。
基于ARM處理器提供了一種讓高端處理器支持MDB/ICP的靈活方法,在該方法的引導下,也可以廣泛應用在MIPS、Power PC等非ARM處理器芯片上,有很強的行業(yè)實用性。
1 MDB/ICP協(xié)議概述
MDB/ICP協(xié)議(Multi-Drop Bus/Internal Communication Protocol)是歐洲售貨機制造者協(xié)會制定的一套用于協(xié)調自動售貨機的主控制器(VMC)與多個外設(硬幣機、讀鈔機等)之間通信的協(xié)議。硬幣機和讀鈔機的標準首先是由Coinco在美國可口可樂公司的指定下開發(fā)的。這個標準于1993年被NAMA(National Automatic Merchandising Association)協(xié)會采用,經過一個專門的工作組修訂后,于1994年被EVMMA(Euro-pean Vending Machine Manufacturers Association)采用。當前的最新協(xié)議版本version 4.O在2009年4月由NAMA和EVA(European Vending Association)共同制定。
1.1 MDB協(xié)議串行位格式
MDB接口是工作在9 600 bps波特率的主從型串行總線接口,所有外圍設備(例如硬幣機、紙幣機、讀卡器等)均為主控制器VMC的從機。所有外圍設備與VMC之間的通信方式都一致。最多支持32個外設。
MDB協(xié)議的串行位格式為:9600 bps、1個起始位、8位數(shù)據(jù)、1個模式位(mode bit)和1個停止位。
1.2 MDB/ICP通信協(xié)議幀要求
在MDB總線上,VMC通過廣播方式向外發(fā)送命令。第一字節(jié)為地址字節(jié)(高5位為尋址信息,低3位為對外設的指令)。該字節(jié)被所有的外設讀取,但只有符合地址字節(jié)所指定的外設才處理其后的數(shù)據(jù)字節(jié),并做出反應。在VMC到外設的數(shù)據(jù)中,地址字節(jié)的方式位被置1,數(shù)據(jù)字節(jié)的方式位被置0,外設通過檢驗接收到的方式位確認是地址命令還是數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)從外設發(fā)送到主機時(最長36字節(jié)),最后送出的字節(jié)方式位被置1,標志著數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。
VMC向外設傳送的指令由一個地址字節(jié)、一些可選的數(shù)據(jù)字節(jié)與一個校驗和(CHK)字節(jié)構成。發(fā)送指令后,外設應答VMC的通信塊可以由一個數(shù)據(jù)塊和一個CHK字節(jié)組成,或者一個應答字節(jié)(ACK),或者一個無應答字節(jié)(NAK)。如果外設應答數(shù)據(jù)塊的話,VMC將通過一個應答字節(jié)(A-CK)、無應答字節(jié)(NAK)或發(fā)字節(jié)(RET)應答外設傳回的數(shù)據(jù)。
2 MDB/ICP協(xié)議應用
自動售貨機(Vending Machine)是一種全新的商業(yè)零售形式,20世紀70年代自日本和歐美發(fā)展起來。它又被稱為24小時營業(yè)的微型超市。在日本,70%的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的。全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機現(xiàn)在,自動售貨機產業(yè)正在走向信息化并進一步實現(xiàn)合理化。例如實行聯(lián)機方式,通過第三方無線網(wǎng)絡將自動售貨機內的庫存信息和銷售記錄及時地傳送各營業(yè)點的電腦中,從而確保了商品的發(fā)送、補充以及商品選定的順利進行,實現(xiàn)自動售貨設備的全球連鎖。并且可以通過第三方網(wǎng)絡對售貨終端進行遠程控制和監(jiān)測,通過以太網(wǎng)控制可以實現(xiàn)設備的云操作,將來也可以接入物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)web操作購物。在市場對功能提出日益復雜化的要求下,傳統(tǒng)的51單片機+MDB設備的解決方案難以滿足市場的需求。在ARM處理器日漸流行的今日,采用S3C2410A來作為VMC是滿足客戶需求的解決方案。S3C2410A芯片功能模塊豐富,軟件支持良好,可以使Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)更為復雜的用戶功能需求。圖1是港灣教育售貨系統(tǒng)的框圖。
圖1 港灣教育售貨系統(tǒng)的框圖
由圖1可知,該方案融合當前最主流的嵌入式系統(tǒng)接口,足以實現(xiàn)功能強大的售貨系統(tǒng)來滿足客戶的需求。
2.1 S3C2410A芯片UART串行位格式
通過對S3C2410A數(shù)據(jù)手冊的研讀,會發(fā)現(xiàn)當前一些主流的處理器芯片,比如S3C2410A,UART模塊不像傳統(tǒng)的51單片機一樣正好滿足MDB協(xié)議的串行位協(xié)議格式,S3C2410A的UART數(shù)據(jù)格式:最高115 200 bps、1個起始位、5~8位數(shù)據(jù)、1個奇偶校驗位(odd/even parity bit)、1或2個停止位。
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