如何用单片机代替专用I/O接口芯片方法简介

　　⑤按键部分采用常规的非编码键盘方式即可;

　　⑥为了提高人机的交互能力，显示部分采用了GXM12864SL大屏幕LCD，这样屏幕上可显示自编的汉字、数字、等式及简单的图案;

　　⑦打印I/O端口，可根据要求进行相应的连接配置即可;

　　⑧模拟开关选用多片CD4051，它们与单片机配合，用于选择多路液位模拟量中的1路液位的模拟量，然后进行A/D转换。

　　由于选用了3个单片机，有效地解决了I/O端口不够用的问题，也使得在设计上简化了许多，只要按照常规的连接芯片方式即可，省去了很多的过渡芯片，如74LS244、74LS245、74LS73等，也使得软件设计变得简单容易。因硬件连接变得简单而且均为常规连接，所以本文没有提供详细的线路连接图。3个单片机之间的数据交换采用了串行口通信方式。本设计中，3个单片机采用同时复位，当然也可采用分开复位方式，但按键要增加，此种情况视要求而定。

　　3 软件结构设计

　　由于3个单片机同时复位，所以复位后3个单片机是处于并行工作状态的。1#单片机的主要工作是将所有路液位模拟量转换成数字量保存起来。它可根据键盘命令或系统默认格式将采集加工后的结果传送给2#单片机显示及3#单片机输出控制，也可根据命令只监测指定的某1路或某几路的液位变化。2#单片机的主要工作是读入键盘命令，加工处理后，向1#和3#发布命令，然后根据反馈结果在LCD上显示出来。也可根据1#单片要同采集到的数据，不断更新其显示内容。LCD显示方式可多种多样，可循环显示指定的某几路液位，或固定显示某1路液位，或循环显示某1个月的每天或某天的每班输入输出量等。每1路液体的比重、计算修正值、液位上下限高度设定等都可通过键盘输入并保存起来。也可通过键盘设定密码，防止别人或误操作破坏设定内容，键入方式应设计成无须看说明书，只要按照LCD显示上的提示进行选择即可。3#单片机的主要工作是根据键盘命令或1#单片机及时采集到的数据，发出控制信号或打印输出结果，打印输出格式可根据键盘命令进行选择。

　　3个单片机之间通过串行口，除传送正常的数据、命令外，3者之间还要进行互相监督(这是I/O扩展芯片很难做到的)。

　　①相互之间传送信息后一定要进行印证，也就是发送者要及时收到接收者的回执;

　　②3者之间定时互访，确保相安无事;

　　③每次上电复位除自检外，还要互检。

　　互相监督的目的是为提高整个系统的性能，为系统维护提供方便。1#和3#单片机上都配有2个发送二极管，用于监测指示另外两个单片机工作是否正常。2#单片机本身有LCD显示，无需发光二极管。串行通信中断服务程序、发送程序流程图及定时互访程序流程图等因比较简单没有给出。

　　4 调试

　　在一个系统中，使用多个单片机对整个系统调试确实会带来一些不便。系统中有多少个单片机最好就有多少个单片机开发装置，这对调试是有极大帮助的，因为在调试中可随时查看每个单片机的状态，但实际当中往往不会有多个，只有1个。

　　每个单片机的程序基本上是由两部分组成的，一部分是与其它单片机没有任何联系的独立部分，另一部分是单片机之间相互通信联系的部分(这部分程序量较小)。调试时先把单片机各自独立部分调试出来，这部分对单片机应用人员来说不会有问题。然后调试单片机相互之间的串行通信程序，先把相互之间的简单通信建立起来，相互之间能识别传递数据后，再逐步把完整的程序一步一步添加进去。在设计、编制程序时要想到如何调试，这样在编制程序时就会有意识地程序分成有效的块，调试时就可以一块一块地调试。多单片机调试方法较多，此是一孔之见。

　　结语

　　在一个液位监控系统中采用多个单片机是一种尝试，但它确实简化了系统设计，便于分工和多人投入协作，也便于产品改进更新。其最显著的效果是缩短了产品的设计、调试和生产的周期。