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摘 要 探究了一种多CPU共享串行EEPROM的模块化设计办法，使得体系设计复杂牢靠，软件体例容易。

要害词 多CPU体系 可编程器件 串行EEPROM

1 弁言

随着微电子技能的飞速开展，单片机的代价已变得非常昂贵，分外是ATMEL公司的89系列单片机，内置闪速（Flash）存储器，具有51系列单片机的内核，尤其是89C2051只要20个引脚，2K Flash步伐存储器，自己已是一个完备的微处置机体系，具有很高的功能代价比。此类CPU可以作为可编程器件用于组成一个比力庞大的使用体系，此办法比利用PAL、GAL等产品的功能代价比更高。现今软件工程中比力盛行的办法是面向工具的模块化设计，其头脑是将庞大的体系分别成义务单一的模块，有利于多人配合开辟大范围软件。工控机也大多接纳模块化设计，依据工控详细状况可利便地构成使用体系。异样一个小的使用体系也可用单片机作为可编程器件模块来组成。行将体系分别成义务单一的模块，每个器件模块编程复杂，功能牢靠，抗搅扰功能强，从而大小节省设计和编程工夫。但同时也呈现了一个怎样完成各器件模块间互换信息的题目，关于速率要求比力高时，可接纳并行通讯或并行RAM共享方案；而对速率要求比力低时，可接纳串行通讯办法，但此方案要占用CPU的串行口的资源，且多点对多点的通讯编程也比力难。而共享串行EEPROM的方案可以办理这一抵牾，上面以智能热量仪为例介绍此方案。

2 体系的模块化设计

依据详细状况将体系分别成多少功效单一的模块。分别的准绳是：及时性强的义务由一独立器件模块来完成，信息在器件模块之间的互换要少，且工夫性要求要低。

依据智能热量仪要求将其分别成三个器件模块，功效框图如图1所示。CPU1完成智能热量仪物理量的收罗，即温差、压力、流量、压差或频率的收罗，并能输入控制信号，包罗电流和开关量输入；CPU2完成人机对话功效：表现各物理量（温度、压力、压差、频率、瞬时流量或累积热量），吸收仪表参数的输出等； CPU3完成与上位机间的通讯和打印功效。EEPROM 93LC66毗连这三个器件模块。为了编程利便，三个CPU的P1.0~P1.3都顺次毗连EEPROM的CS、CLK、DI、DO；而三个CPU的 P1.4、P1.5则连在一同，作为EEPROM形态的标记，用来和谐三个CPU的事情。


图1 智能热量仪构成框图

3 分时共享EEPROM

电路的中心器件是EEPROM（93LC66），它同时与三个CPU的P1.0～P1.3相接，以是，三个CPU只能分时拜访EEPROM。也便是说，统一工夫只能有一个CPU拜访它，不拜访时将P1.0～P1.3初始化为高电平，不然会呈现竞争。这就要求CPU在拜访EEPROM前，必需晓得 EEPROM的形态，为此，将三个CPU的P1.4、P1.5辨别毗连在一同作为标记，三者的形态编码00、01、10辨别表现CPU1至CPU3中的哪一个在拜访EEPROM；CPU都不拜访EEPROM时，各CPU初始化标记P1.4、P1.5为高电平，即11。某CPU要拜访EEPROM时，先测试标记P1.4、P1.5，若为11，阐明此时CPU可以拜访EEPROM，立刻将标记P1.4、P1.5置成此CPU的标记码，表现EEPROM处于忙形态，别的CPU不克不及再拜访EEPROM；该CPU拜访完EEPROM后，再将P1.4、P1.5置为高电平。为了避免几个CPU同时测试P1.4、 P1.5位，可划定CPU1拜访EEPROM的优先级比CPU2、CPU3的高。CPU2或CPU3在测试完P1.4、P1.5后，若为11，此CPU立刻将P1.4、P1.5置成本人的标记，再测试一下置为1的位能否还为1；若为0，阐明有别的CPU在同时拜访EEPROM，则加入等候；若还为1，则举行拜访EEPROM。

CPU1将收罗来的数据举行处置，依据EEPROM内的仪表参数盘算出瞬时的流量和热量，举行热量的累积，每5s将数据写入EEPROM一次，并依据瞬时量盘算出输入量送给D/A转换电路，输入控制电流；CPU2定时地从EEPROM内读出各物理量暂存在CPU内，依据从键盘吸收的下令表现响应的物理量，还可将键盘送来的仪表参数写入EEPROM；CPU3也定时地从EEPROM内读出数据存在CPU内，定时或立刻打印出来，并和上位机举行串行通讯。各 CPU在分时利用EEPROM的事情历程中，已完成了数据互换。

4 延伸EEPROM事情寿命的办法

各CPU频仍地擦写串行EEPROM，93LC´ ´ 系列的EEPROM擦写次数典范值为100万次，这是指某一位由1写为0或由0写为1的次数。而实践上写入EEPROM的数据，关于某一位来说，写入的数据并不是每次都是要变革的，实践测试可证明擦写次数大于500万次。按300万次算，若5s写一次，只能写150天左右，显然，这是不克不及满意要求的。为此，可接纳一种使用存储器空间延伸EEPROM事情寿命的办法。其办法为：数据寄存的地点不是牢固的，而是用一个牢固的基地点加上EEPROM内的一个单位的内容（即偏移地点）作为真正的地点；若发明存储单位已坏（写入和读出的内容差别），则偏移地点加一，重新写入。假如接纳100倍的存储器空间冗余，可将EEPROM的实践寿命延伸100倍。关于智能热量仪，写入EEPROM的数据为14字节，接纳35倍冗余，选用93LC66，可使其寿命大于14年。

5 完毕语

串行EEPROM（以93LC66为例）数据的读历程工夫比力短，约为150ms（89C51的晶振频率为12MHz），但写历程工夫较长，技能手册给出的是每字节4ms，实测为2ms。依据各CPU完成义务差别，可将读写步伐放在差别地位来完成。

这种多CPU共享串行EEPROM的设计办法，各模块的义务比力单一，又具有独立性，因此低落了编程的事情量，也利便调试。若体系必要多于三个CPU时，和EEPROM毗连的四条线相似总线方法与别的CPU相连，再增长一条或几条形态线即可。组成的体系假如要增长功效，可再增加一个或几个模块即可，而不影响原来设计的硬件和软件，这就办理了已往一旦产品设计完成再想添加功效就很难的题目