Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

Пак Дэниэл Дж.

Скорость обмена (baud rate): Число бит, которые передаются по линии в одну секунду, выраженная в бодах. 1 бод = 1 бит/с.

Время передачи одного бита (bit time): Определяет временной интервал, в течение которого по линии передается один бит информации. Вычисляется как 1/(скорость обмена).

Кодирование информации для передачи одного бита (line code): Способ представления одного бита информации при передаче линиям связи.

Микроконтроллеры 68HC12 используют NRZ-кодирование (NonReturn to Zero — код с невозвращением к нулю). Этот способ кодирования предполагает, что при передаче единицы на линию выставляется высокий логический уровень, при передаче 0 — низкий логический уровень.

Рис. 4.58. Временные диаграммы передачи данных в коде с невозвращением к нулю

Стандартный американский

код ASCII (American Standard Code for Information Interchange): Принятый всеми производителями вычислительной техники способ кодирования букв и цифр, а также знаков пунктуации. Каждый из перечисленных символов представляется одним байтом. При кодировании букв латинского алфавита используются только 7 младших битов, старший бит байта остается нулевым. В этот бит может быть помещен бит паритета. Таблица кодов представления символов латинского алфавита приведена на рис. 4.59.

	Старший полубайт
$0_	$1_	$2_	$3_	$4_	$5_	$6_	$7_
Младший полубайт	$_0	NUL	DLE	SP	0	@	P	`	p
$_1	SON	DC1	!	1	A	Q	a	q
$_2	STX	DC2	“	2	B	R	b	r
$_3	ETX	DC3	#	3	C	S	c	s
$_4	EOT	DC4	$	4	D	T	d	t
$_5	ENQ	NAK	%	5	E	U	e	u
$_6	ACK	SYN	&	6	F	V	f	v
$_7	BEL	ETB	'	7	G	W	g	w
$_8	BS	CAN	(	8	H	X	h	x
$_9	HT	EM	)	9	I	Y	i	y
$_A	LF	SUB	*	:	J	Z	j	z
$_B	VT	ESC	+	;	K	[	k	{
$_C	FF	FS	,	<	L	\	l	|
$_D	CR	GS	–	=	M	]	m	}
$_E	SO	RS	.	>	N	^	n	~
$_F	SI	US	/	?	O	_	o	DEL

Рис. 4.59. Коды

символов в ASCII

Бит паритета (parity bit): Бит паритета используется для выявления одиночных ошибок при передаче одного байта информации. При использовании четного паритета значение бита равно 0, если число единичных бит в передаваемом байте является числом четным. Иначе бит паритета устанавливается равным 1, так, чтобы число единиц в байте стало четным. При использовании нечетного паритета значение бита равно 0, если число единичных бит в передаваемом байте является числом нечетным. Иначе бит паритета устанавливается равным 1, так, чтобы число единиц в байте стало нечетным.

Симплексный обмен: При симплексном режиме обмена возможна лишь однонаправленная передача информации от одного устройства к другому.

Полудуплексный обмен: При полудуплексном режиме обмена в каждый момент времени возможна лишь однонаправленная передача информации от одного устройства к другому. Но в другой момент времени направление передави может быть изменено на противоположное.

Дуплексный обмен: При дуплексном режиме обмена в каждый момент времени осуществляет двунаправленная передача информации между двумя устройствами.

Вопросы для самопроверки

1. Приведите коды ASCII для выражения «B32-VB». Для ответа воспользуйтесь таблицей рис. 4.59.

Ответ: $42 $33 $32 $2D $45 $56 $42

2. Если в задании предыдущего вопроса в старший бит каждого кода поставить значение бита паритета, то какой станет кодовая последовательность для выражения «B32-EVB». Для ответа используйте четный бит паритета.

Ответ: $42 $33 $B2 $2D $C5 $56 $42

3. В приведенной кодовой строке использован нечетный паритет. Бит паритета находится в разряде D7 кода. Какое слово зашифровано в строке $C1, $F7, $E5, $73, $EF, $6D, $E5, $A1?

Ответ: Awesome!

4. Сравните SCI и SPI интерфейсы.

Ответ: Интерфейсы SCI и SPI — это интерфейсы для последовательной передачи данных. Интерфейс SCI использует асинхронный способ передачи данных, при котором дополнительный сигнал синхронизации не используется. Вместо него применяются специальные биты синхронизации (старт- и стоп-бит). Напротив, интерфейс SPI использует дополнительную линию синхронизации.

4.18. Контроллер асинхронного обмена SCI

Различные модели МК семейства 68HC12 и HCS12 могут интегрировать на кристалле сразу несколько интерфейсов для последовательного асинхронного обмена. Однако увеличение портов асинхронного обмена не сопровождается изменением аппаратных средств контроллера SCI. На кристалле МК просто размещают несколько полностью идентичных одноканальных контроллеров SCI, различая их порядковыми номерами: SCI0, SCI1 и т.д.

Основные технические характеристики контроллера асинхронного обмена (модуля SCI) в составе МК семейства 68HC12:

• Обеспечивает полнодуплексный асинхронный режим обмена, при котором прием и передача данных могут происходить одновременно.

• Использует NRZ-кодирование, при котором для передачи единицы на линию выставляется высокий логический уровень, для передачи 0 — низкий логический уровень.

• Реализует широкий диапазон скоростей приема и передачи данных. Для задания скорости используются два регистра скорости обмена SCxBDH и SCxBDL (x — номер контроллера SCI в составе МК).

• Обеспечивает два стандартных кадра обмена в асинхронном режиме: 10-битовый (8 бит данных) и 11-битовый (9 бит данных) формат. Выбор формата кадра обмена определяет бит M в регистре управления.

• Обладает независимыми аппаратными средствами приемника (Transmitter) и передатчика (Receiver). Каждое из устройств имеет собственный бит разрешения работы: TE и RE соответственно.

• Приемник модуля SCI имеет специальный режим ожидания, который позволяет организовать локальную сеть в мультипроцессорных системах. В таких системах на основе асинхронного интерфейса одно устройство является ведущим, а все остальные — ведомыми. В каждый момент времени может происходить обмен между ведущим и одним из ведомых. Остальные ведомые при этом не должны воспринимать сигналы на общей линии связи. Это достигается путем перевода приемника контроллера SCI в состояние ожидания «Sleep Mode». Перевод приемника в это состояние осуществляется установкой бита RWU в регистре управления. Выход из состояния ожидания может происходить по двум сценариям. По первому сценарию аппаратные средства приемника должны распознать отсутствие обмена на линии связи (состояние Idle). Это состояние характеризуется наличием высокого логического уровня на линии в течение 10 или 11 интервалов передачи бита при назначенной скорости обмена. Если приемник обнаружил состояние Idle на линии, то это означает, что сеанс обмена с другим ведомым в сети окончен, ведущий может начать новый сеанс, поэтому ведомый должен стать активным, чтобы не пропустить обращение ведущего к нему. По второму сценарию ведущий посылает первый кадр обмена со специальным маркером, который информирует приемник о том, что в кадре указан адрес устройства, с которым ведущий будет производить сеанс связи. Аппаратные средства приемника реагируют на этот маркер в режиме ожидания, и при его поступлении переходят в активный режим работы. Бит WAKE в регистре управления модулем определяет выбор сценария для перевода приемника в активный режим работы.