基于嵌入式系统的实时控制模块设计方案

　　单片机与上位计算机的通信使用通用异步收发器UART,外接MAX3224,将UART信号转换为RS-232信号进行传输，MAX3224在3~5.5 V低电压下工作，却可产生RS-232的±12 V电压，只需连接Tx、Rx和地线即可实现 异步串行通信。系统中仍有一些时钟、复位电路和电源等，在此不再赘述。

　　2 软件设计与实现

　　2.1 主程序框架

　　主程序流程图如图4所示。

　　主程序是顺序结构，较为简单。主要分两部分：一是对系统各部分进行初始化设置，使其能够工作在正常状态。二是正常工作循环状态，当收到上位机的控制命令时，即进行相应的操作，无命令时则等待。对于嵌入式程序而言，无限循环是必要的。

　　2.2 串口通信程序

　　串口通信程序实现与上位机的通信功能。具体操作中使用一个循环队列存放接收到的上位机命令，分别用头指针和尾指针指向队头和队尾，将各命令字节取出，进行相应操作。命令执行完毕（队列取空），清标志位，等待新命令。如图5所示。

　　2.3 SPI通信程序

　　C51采用SPI主模式与AD7707进行通信。主模式写AD7707较为简单，单片机先写1 Byte的配置数据给AD7707,其会自动将该数据放入自身的通信寄存器，随后AD7707根据该配置值确定下一步要写的寄存器及数据大小，再将单片机随后输入的数据放入指定位置。C8051F120发数据前，先根据SPICN寄存器的TXBMT位的值判断是否能够发送数据，再向自身的SPIDAT寄存器写数据即可，硬件会自动将数据发出。

　　主模式读AD7707较为困难。当C51已设置AD7707的通信寄存器，表明下一步操作是读AD7707的某个寄存器值后，C51向SPIDAT写任意值，之后SPI数据线（MOSI）上会串行移出数据，同时时钟线上产生串行时钟，从设备（AD7707）收到时钟，将预备的数据送到MISO线上交给C51,同时不采纳主设备发送的任意值。C51将发送的串行数据放在移位寄存器中，当最后一位收到后即移入收缓冲器，再读SPIDAT便可读出数据。

　　2.4 其他软件模块

　　其他软件模块均是根据各部分硬件的具体要求，通过向所分配的对应地址空间按序发送所需数据来实现相关功能。

　　3 结束语

　　文中提出以C51单片机C8051F120为核心控制芯片的嵌入式系统的实时控制模块设计方案,已成功应用于某通信测试仪器中，陔系统通过中断及查询等方式较好地实现了对整机的实时控制功能。