基于FPGA的多单片机通信网络.doc
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1、基于FPGA的多单片机通信网络随着测控技术的发展,由多单片机构成的测量控制网络在测控领域的应用越来越广泛。单片机之间的数据交换通常采用串行通信方式,连接方式多采用总线拓扑结构13。该结构中单片机通过一组数据线相连接,所有单片机共用一组数据线;通信时要对从单片机进行编址,主单片机通过不同的地址来访问从单片机。由于只有一组数据线,那么在同一时间内,主单片机只能和一个单片机进行通信。如果要访问一遍从单片机,那么主单片机要首先发送某一个从单片机的访问命令,等其应答后才能访问下一个从单片机。这样就浪费了大量的时间,降低了测控系统的工作效率。在某些监督计算机控制系统(SCC)和集散型控制系统(DCS)中4
2、,主单片机经常需要同时访问从单片机,要求从单片机能同时响应主单片机的访问命令,此时拓扑型总线结构就不能满足要求。随着电子技术和EDA技术的发展,FPGA技术以其独有的优势,在电子设计领域得到越来越广泛的应用。FPGA具有集成度高、体积小和功耗低等优点,而且还具有用户可编程能力。采用FPGA器件可以大大缩短开发周期,减少资金投入,实现片上可编程系统(SOPC)的设计。同时,测控系统中使用串行扩展通信的趋势越来越突出,但是传统总线拓扑结构较低的响应效率已经不能满足复杂系统的要求。本文的主要目的是基于FPGA设计一个集成16个简单UART(通用异步接收发送设备)的模块,该模块采用VHDL语言描述。主
3、单片机通过并口与FPGA相连,FPGA通过16个UART分别与16个从单片机相连,实现单片机串行通信网络系统。1 系统硬件总体设计系统设计要求主单片机能同时控制从单片机,并且能同时采集从单片机上传的信息,进行判断并传送给上位机。主单片机功能主要有: 与上位机通信,接收上位机命令并解析; 根据上位机命令,向下控制从单片机; 监测从单片机中上传的各种指标是否符合要求; 提供告警显示。FPGA完成主单片机命令的解复接和从单片机上传信息的复接。从单片机主要功能为接收主单片机通过FPGA下发的命令,完成对设备的控制并上传设备状态,如图1所示。本设计中使用的单片机为Cygnal公司的C8051F系列单片机
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- 基于 FPGA 单片机 通信 网络
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