基于AT89C51的单线双机通信协议
一、绪言
因工作需要，设计一单线双向双机通讯协议。要求主机通过其所带的键盘能控制主机和从机的显示，从机也能通过所带的键盘控制主机和从机的显示，主机和从机键盘所起的控制作用完全一致，显示也完全一致。
另外，从机可以随时脱离主机。当从机从脱机状态连上主机时，要求从机能立即显示主机的键盘信息，即双机显示一致。
二、设计概况
1.整体时序：
2.主机接收数据从机发送数据的时序：
3.主机发送数据从机接收数据的时序：
4.符号说明：
S ：开始位
A ：响应位
E ：结束位
R ：读端口
W ：写端口
Dx：数据
5.主从机同步原理：
由图可知，主从机的读写是互不冲突的，任意时刻只允许一个写，但允许两个都处于读状态。从整体上讲，数据是按帧传输的，但从定时器中断方面来说，数据是按位传输的，因为一次定时器中断只传送一个位，而不是完整的一帧数据。在数据未开始传输前，从机IO口处于边沿中断接收状态，其定时器中断是关闭的。主机永远处于定时中断状态。当主机发出开始位之后，若存在从机，则从机会发出一个低电平响应；否则表示通讯失败，几个时钟周期之后，主机会接着发起下一次数据传输的开始位。在通讯过程中，任意一个响应位不成立均宣告通讯失败，同时此次通讯结束。
综上所述，在数据传输开始时，靠“外部边沿中断”同步，在数据传输开始之后，靠“定时器中断”同步。
6.协议的稳健性
（1）速度问题：
以单放机、CD机等的现控为例，由于处理器的主要任务为信号处理，所以要求通讯占用的时间越少越好，而且通讯数据量也不大，该协议正是基于该类设计的。由于每次只发送一位数据，故占用的MCU时间非常少.
（2）可靠性问题：
在该协议中，存在两个响应位、一个结束位，还有标志位，这些为数据的合法性的检测提供了依据。另外，由于主从通讯只需传输单放机、CD机等的“按键”或“工作状态”数据，故数据量根本用不着8位，多余的位可用于校验，例如采用奇偶校验、汉明码等。
（3）效果检测
通过由两块AT89C51组成的单片机系统试验，该协议工作完全正常，并具备即插即用功能，即在主机工作时，从机可以随时拔下插上而不会影响主从机工作状态及其显示。该协议已于国内某知名企业的单放机的大批量生产中采用。
1.主机源程序
;主机程序
KBUF0 EQU 24H ;键值临时缓冲
KBUF1 EQU 25H ;键值缓冲
KCNTEQU 26H ;键盘重复计数
DLYD0 EQU 27H ;延迟变量
DLYD1 EQU 28H ;延迟变量
DLYD2 EQU 29H ;延迟变量
RSCNT EQU 2AH
RSI BIT 00H ;收发开始标志
RSF BIT 01H ;收/发标志
RSF0BIT 02H ;收发标志0
RSF1BIT 03H ;收发标志1
;SDFBIT 04H ;有数据发送标志
RDF BIT 05H ;有接收数据标志
STATE EQU 2BH
SDATX EQU 22H
RDATX EQU 23H
CTPIO BIT 0B2H
TSIOBIT 0B3H
ORG 00H
AJMPMAIN
ORG 0BH
AJMPINT_T0
ORG 100H
MAIN:
MOV SP,#50H
MOV KBUF0,#00H
MOV KBUF1,#00H
MOV KCNT,#00H
MOV STATE,#00H
MOV SDATX,#00H
MOV RDATX,#00H
MOV RSCNT,#00H
MOV 20H,#00H
MOV P0,#00H
CLR RSF
MOV TH0,#00H
MOV TL0,#00H
MOV TMOD,#02H ;工作模式为定时方式2
MOV TCON,#10H ;允许定时器0工作
MOV IE,#82H
LOOPX:
CALLKEYREAD ;读键盘
CALLDLY2MS;延迟2ms
JMP LOOPX
;按键功能入口
FUNCTION:
MOV A,KBUF1
CJNEA,#07FH,FUN1;+1
;MOVA,STATE
;ADDA,#01H
MOV A,#01H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN1:
CJNEA,#0F7H,FUN2;+2
;MOVA,STATE
;ADDA,#02H
MOV A,#02H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN2:
CJNEA,#0BFH,FUN3;+4
;MOVA,STATE
;ADDA,#04H
MOV A,#03H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN3:
CJNEA,#0FBH,FUN4;+8
;MOVA,STATE
;ADDA,#08H
MOV A,#04H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN4:
CJNEA,#0DFH,FUN5;+16
;MOVA,STATE
;ADDA,#10H
MOV A,#05H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN5:
CJNEA,#0FDH,FUN6;+32
MOV A,STATE
;ADDA,#20H
XRL A,#08H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN6:
CJNEA,#0EFH,FUN7;+64
MOV A,STATE
ADD A,#40H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN7:
CJNEA,#0FEH,FUN8;+128
MOV A,STATE
ADD A,#80H
MOV STATE,A
CPL A
MOV P0,A
;SETB SDF
JMP LOOPX
FUN8:
JMP LOOPX
;==================================================================
KEYREAD:
CLR P2.7
SETBP2.6
MOV A,P2
ANL A,#0FH
MOV KBUF0,A
SETBP2.7
CLR P2.6
MOV A,P2
ANL A,#0FH
SWAPA
ORL A,KBUF0
MOV KBUF0,A
CJNEA,KBUF1,KEYRD4
MOV A,KCNT
CJNEA,#03H,KEYRD1
RET
KEYRD1:
INC A
INC KCNT
CJNEA,#03H,KEYRD5
MOV A,KBUF1
CJNEA,#0FFH,KEYRD2
RET
KEYRD2:
POP A
POP A
;MOVP0,A
KEYRD3:
JMP FUNCTION
KEYRD4:
MOV KBUF1,A
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