目前，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，出現(xiàn)了許多所謂“智能儀表”和“智能儀器”，這些系統(tǒng)大多是以單片機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在眾多的單片機(jī)中，Intel公司的8XC196MC／MD可謂其中的佼佼者。它是16位單片機(jī)中功能最強(qiáng)大的單片機(jī)之一，幾乎可以勝任各種測(cè)控工作，尤其在電機(jī)控制中備受青睞。然而由于8X196MC／MD單片機(jī)沒有提供硬件的通用異步收發(fā)器（UART），這給用慣了UART的用戶帶來了一些不便。但利用專門的PTS模式，不僅可以實(shí)現(xiàn)串行通信，而且操作更加靈活，效率更高，CPU的開銷也更??；既可以實(shí)現(xiàn)異步（ASIO）功能，也可以實(shí)現(xiàn)同步（SSIO）功能；波特率由EPA建立，包括校驗(yàn)位和停止位在內(nèi)，收發(fā)數(shù)據(jù)格式可達(dá)16位／字符。

1 EPA和PTS概述

1．1 EPA及其工作原理

EPA（Event Processor Array，事件處理器陣列），類似于HSIO，用來處理與時(shí)間有關(guān)的輸入和輸出事件，但比其更靈活、更高效。在EPA中，主要提供兩類模塊--捕獲／比較模塊和獨(dú)立的比較模塊，用于實(shí)現(xiàn)捕獲和比較兩種功能。每個(gè)模塊都與指定的一個(gè)輸入／輸出引腳相關(guān)聯(lián)，支持其高速輸入輸出功能，所有模塊都能產(chǎn)生中斷?！安东@”用來捕獲產(chǎn)生于引腳上的跳變事件，包括正跳變、負(fù)跳變和正負(fù)跳變，并記錄這些事件發(fā)生的時(shí)刻；“比較”是和預(yù)定的時(shí)間作比較，時(shí)間一到即執(zhí)行以下選定的輸出功能：復(fù)位定時(shí)器，啟動(dòng)一次A／D轉(zhuǎn)換，為波形發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)重裝載觸發(fā)信號(hào)，改變輸出引腳狀態(tài)等。

1．2 PTS及其工作原理

PTS（Peripheral Transaction Server，外設(shè)事務(wù)服務(wù)器），是一種特殊的中斷響應(yīng)方式。與普通中斷響應(yīng)相比，PTS響應(yīng)把同一個(gè)中斷映射到相應(yīng)的PTS通道。該通道產(chǎn)生一個(gè)PTS周期，它就像DMA周期那樣插入到正常指令流中，不需要額外的軟件開銷，因此其CPU開銷要比一般的中斷響應(yīng)少得多。PTS有一個(gè)PTS向量表，其排列次序和優(yōu)先級(jí)順序與普通中斷向量相同，但去掉了NMI、非法操作碼和軟件陷阱3種中斷。除了NMI之外，所有的PTS通道的優(yōu)先級(jí)高于任何一個(gè)普通中斷。每個(gè)PTS向量都指向一個(gè)PTS控制塊（PTSCB），控制塊說明了應(yīng)執(zhí)行的微代碼。它必須駐留在內(nèi)部RAM空間內(nèi)，每個(gè)控制塊包含8個(gè)字節(jié)，其首址應(yīng)能被8除盡。

8XC196MC／MD有4種PTS工作方式，要實(shí)現(xiàn)串行通信需使用其SIO（串行輸入／輸出）方式。其中SIO有兩種方式：ASIO（異步串行I／O）和SSIO（同步串行I／O）。要工作于某一方式必須建立相應(yīng)的控制塊（PTSCB）。與SIO方式相對(duì)應(yīng)的控制塊有兩個(gè)，如圖1所示。此處只對(duì)BAUD和SAMPTIME加以說明。

BAUD（LO和HI）：存放控制SIO運(yùn)行波特率的16位數(shù)據(jù)。異步方式下，由下式計(jì)算：FXTAL／（4×波特率×EPA預(yù)置值）。其中：FXTAL為XTAL1腳的輸入頻率，單位為Hz。

SAMPTIME：只用于異步接收多數(shù)采樣方式，用來指定采樣時(shí)間間隔，由下式計(jì)算：FXTAL×Tsam／2-9。其中，Tsam為采樣間隔時(shí)間（μs）；FXTAL同上，但單位為MHz。

2 利用EPA和PTS實(shí)現(xiàn)串行通信

2．1 基本思想

利用EPA和PTS實(shí)現(xiàn)串行通信的基本思想是：首先，選擇一個(gè)EPA捕獲／比較模塊作為串行通信的接收模塊，選擇一個(gè)獨(dú)立比較模塊（或選擇一個(gè)捕獲／比較模塊而只利用其比較方式）作為串行通信的發(fā)送模塊，構(gòu)成串行通信的硬件端口。然后，對(duì)所選的EPA模塊開辟相應(yīng)的PTS通道，根據(jù)通信要求編寫發(fā)送和接收PTS模塊。EPA和PTS兩者聯(lián)合工作共同實(shí)現(xiàn)串行通信。

2．2 應(yīng)用實(shí)例及具體實(shí)現(xiàn)

下面以常用的異步串行通信方式為例介紹具體的實(shí)現(xiàn)原理和方法。本例用一個(gè)EPA捕獲／比較模塊CAPCOMP0產(chǎn)生移位時(shí)鐘，P2．O作發(fā)送端（TXD），波特率為9 600 bps，8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位，1位停止位，用定時(shí)器1作時(shí)基，16MHz晶振。由于篇幅所限，僅介紹異步串行發(fā)送。

2．2．1 建立并定位控制塊

要利用PTS實(shí)現(xiàn)串行通信，必須首先定義相應(yīng)的控制塊，并將其定位于能被8整除的首地址處；還要將控制塊地址賦給PTS向量。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

2．2．2 發(fā)送初始化及PTS中斷子程序

在發(fā)送時(shí)，要用到EPA中的一個(gè)比較模塊，或者使用一個(gè)捕獲／比較模塊而使其工作于比較方式下，主要用作發(fā)送時(shí)產(chǎn)生移位時(shí)鐘，以保證指定的位周期。其具體過程如下：首先，在指定的發(fā)送引腳上產(chǎn)生一個(gè)下降沿（為確保產(chǎn)生下降沿，應(yīng)先對(duì)該引腳置1），并根據(jù)指定的波特率對(duì)EPA比較模塊的時(shí)間寄存器（CAPCOMPx_TIME或COMPx_TIME）置值，以指定發(fā)送的位周期。然后，打開中斷和PTS功能，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送過程；以后每隔一個(gè)位周期便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)PTS周期，在每個(gè)PTS周期中，將DATA寄存器中的數(shù)據(jù)逐位移到指定的發(fā)送腳上，直到最后一位移出后，產(chǎn)生一次End_of_PTS中斷，該幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。每幀數(shù)據(jù)的位數(shù)在控制塊的ptscount中指定。如果需要繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，就要在中斷服務(wù)程序中對(duì)PTSCB、EPA時(shí)間寄存器和相應(yīng)引腳重新初始化，再次啟動(dòng)發(fā)送過程。發(fā)送數(shù)據(jù)保存在transmit數(shù)組中，發(fā)送幀數(shù)，即數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)由T_Count控制。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

結(jié)語

該方法和實(shí)例已在實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證。實(shí)踐證明其完全可以滿足串行通信的需要，而且效率更高，更加靈活。

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