基于双单片机的数据通信模块设计方案

在信息数据传播的过程中，人们为了保障数据通信系统的工作性能，就将一些新型的通信技术应用到其专用，从而实现双单片机数据通信模块的设计，以确保信息数据传递的有效性和稳定性。其中SPI总线的应用，不但使得数据通信的效果得到很好的改善，还简化了整个通信系统的电流结构，使得双单片机数据通信模块设计的可靠性得到有效的提高。而且随着社会的不断发展，人们也将许多先进的科学技术应用到其中，有效的促进了我国通信行业的发展，使其通信性能得到进一步的优化。

双单片机SPI总线数据通信设计分析

在当前我国工业经济发展的过程中，人们为了实现工业的信息化生产，就将计算机控制系统应用到其中才，使其生产效率和质量得到有效的提高。但是，由于工业生产环境十分的恶劣，这就使得计算机系统在运行的过程中，自身结构的稳定性和可靠性存在着一定的问题，进而导致通信信息在传递时，出现信号中断的情况。因此为了使得计算机系统的数据通信能力得到很好的提升，就通过对双单片机的数据通信模块的设计，来对其进行相应的处理，从而保障信息数据的正常输送，以确保工艺生产的正常运行。

1 数据通信模块的双单片机结构和工作原理

目前我们在对数据通信模块处理的过程中，通常都是采用RS485总线技术来对其进行处理的，从而对相关的信息数据进行收集，以确保整个通信系统的正常使用，但是随着时代的不断发展，传统单片机的工作性能已经无法满足信息通信的相关要求，我们就对其数据通信模块进行相应的优化处理，因此就采用双单片机结构，来对其工作性能进行有效，在利用软件模拟SPI总线，来对其进行处理，从而使得整个通信系统的稳定性和可靠性得到有效的保障。

在双单片机数据通信模块设计的过程中，其双单片机结构主要是有两个不同的CPU系统组成的，它首先是利用一个CPU系统通过RS485总线技术来对相关的信息数据进行采集，再在软件模拟SPI总线技术的基础之上，将相关的信息数据传递到另一个CPU系统上。在整个双单片机结构允许的过程中，人们主要是以第二个CPU系统模块为主要的核心内容，从而对所接受到的信息数据进行采集。这样不仅使得信息通信的效果得到很好的改善，还有利于人们对相关信息数据的采集，从而使得整个生产工作的效率和质量得到有效的提升。而且随着时代的不断进步，人们在也将许多先进的科学技术融入到了其中，这就使得整个数据通信系统的性能得到很好的提升，这也为我国通信行业的发展做出了巨大的贡献。

2 SPI总线技术的概述

SPI是一种同步高效的通信总线系统，其中它的芯片管脚上中采用四根线路来对其进行相应的通信处理，这样不仅节省了PCB系统的空间布局，给数据通信信息传播带来了极大的便利，还满足了当前我国通信行业发展的相关要求。其实，SPI总线技术的通信原理十分的简单，它主要是由主设备和多个从设备组成的，我们就通过相关的线路结构，来完成设备信息的输送，从而使得整个计算机系统的通信能力得到有效的提升。不过，我们在对SCK信号进行处理的过程中，其信号线主要是由主设备控制的，从设备在其中只能起到一个辅助的作用，这样就使得主控设备，可以对所用的信息数据进行有效的管理，以确保信息数据的正常输送。

3 基于双单片机的数据通信模块设计的相关内容

为了提高测控系统对多个事件的响应速度和控制能力，经常需要多个单片机来分工协调工作，这就要求各个单片机在完成自己任务的同时，还要同其他单片机进行数据通信。由单片机构成的双CPU系统中，两单片机间的数据传输通常是采用并行口进行并行通信或利用串口、串行总线(SPI,I2C等)进行串行通信，还有通过共享I/O接口芯片、共享存储器(RAM)等方式通信。若利用两单片机的串口进行串行通信，则必须保证二者的串口都可用，而51系列单片机只有1个串口，如果系统还要与其他外围设备进行数据通信，则串口被占用，此时要实现两单片机间的通信就得考虑其他的方法;若采用并行通信方式，则至少需要8根并行数据线、2根控制信号线(对于双机单向并行通信)，如果是双向并行通信，则需要的控制信号线就会更多，这就对单片机的可用I/O口线提出了要求，而且并行通信要求两CPU的时钟同步，硬件设计相对复杂;若采用共享I/O接口芯片或共享存储器方式通信，则需增加外围接口芯片，使得硬件结构更复杂。

其中，单片机89C2051(A)的串口(RXD和TXD)与RS485总线接口，用来接收本站多个数据采集模块的数据;89C2051(B)的串口与Modem芯片接口，用来接收下线车站数据和向上线车站发送数据。

此外，89C2051(B)通过P1口的2根口线(P1.7和P1.6)与I2C总线(SCL和SDA)接口的芯片CAT1161构成看门狗电路，两CPU的复位端RST接在一起，使得他们可以同时复位;两CPU各通过P1口的一根口线外接一个发光二极管，指示该CPU是否正常工作，若正常工作，则程序间隔地给这根口线高、低电平，使发光二极管处于闪烁状态，以便程序调试。因此，串口已不能用于两单片机间的数据传输，又由于本系统对二者之间的通信速度要求不太高，所以简单有效的方法是通过模拟串口来实现两单片机间的通信。经过实验发现模拟SPI串行总线是实现双CPU之间数据通信的一种行之有效的方法，SPI总线只需要片选、串行时钟、数据输入和数据输出4根线就可以完成两CPU间的数据交换，因此采用SPI总线接口可以节省I/O口线和系统资源、简化电路设计、提高系统的可靠性。由于AT89C2051单片机不带SPI串行总线接口，所以要用软件来模拟SPI的操作。

在实际应用中，对于不同的SPI接口芯片，他们的工作时序不同。本模块采用时序进行软件模拟SPI的操作，即在时钟信号的上升沿输入(接收)数据，下降沿输出(发送)数据。其中，Din和Dout分别用于串行数据输入和输出，片选线CS用于控制数据传输的开始和结束，时钟线CLK用于同步主从设备间的数据传输。

4 结束语

我们在对双单片机数据通信模块设计的过程中，人们为了使其数据信息传输能力得到有效的提高，人们就采用软件模拟SPI总线来对其进行处理，这样不仅使得通过系统通信结构得到了进一步的优化，还很好的满足了单片机运行的相关要求，使其通信系统的通信能力很好的提升。