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MSP430多处理器之间的通信方式及协议 [日期：2006-10-17] 来源：单片机及嵌入式系统应用? 作者：中国石油大学 崔凤新 廖明燕 郑金吾 [字体：大 中 小] 　 摘? 要：MSP430的功能已经非常强大，其片内外设丰富，适合众多的场合使用；但是在大型复杂的场合或者实时性要求较高的场合，使用一个处理器处理所有的业务，总是显得有些不足。引入多处理器协作工作的模式，可提高系统的实时性、可靠性和适用性；利用MSP430固有的特点，选择UART模式，采用．ModBus的通信协议，可进行不同处理器之间的数据交换。关键词：多处理器 UART M0dBus MSP430 ??? 在单片机系统中，多处理器是指多个相同类型或者不同类型的单片机协作处理同一个系统的不同工作。它们之间必须具备一定的数据交换和协作处理能力，共同完成一个系统化的工作。不同处理器之间可以采用数据交换方式、并行总线方式、串行总线方式进行通信。其中，数据交换方式又可以称为共享内存交换方式；串行总线方式又可以分为单总线方式、集成电路之间的通信方式和UART方式。 1 MSP430多处理器??? MSP430是一款超低功耗的混合信号控制器，具有1 6位RISC结构，有着丰富的片内外设，主要包括有看门狗、定时器、比较器、硬件乘法器、液晶驱动器、ADC、I／0端口、串口(USART)等等，还集成有64 KB的Flas’E-ROM和2 KB的RAM。其功能强大，应用场合广泛。但是在大型复杂的场合或者实时性要求较高的场合，使用一个处理器处理所有的业务，总是显得有些不足。引入多个MsP430处理器协作工作的模式，可以提高系统的实时性、可靠性和适用性。??? 在多数场合，MSP430无须为每个处理器扩展FlashROM，也无须扩展RAM，采用共享内存的数据交换方式组成多处理器系统并非最佳选择。此外，MSP430包括有两个串口(USART)，在MSP430的应用中，可以把两组串行端口中的一个供外部通信使用，另一个串行端口供内部通信使用。采用串行总线中的串行通信方式组成多处理器系统是比较理想的选择。 2 技术要点2.1 MSP430多处理器组成??? MSP430具有两个串行端口(USART)，可以使用其中的一个作为多处理器之间的通信端口。由于串行通信的架构限制，MSP430采用UART串行通信模式组成的多处理器系统，必须建立一个主处理器和若干从处理器。主处理器的TXD端与所有从处理器的RXD端相连，所有从处理器的TXD端与主处理器的RXD端相连。MSP43O多处理器拓扑结构如图1所示。 ??? 在这个结构中，主处理器通过TXD端发送出指令报文，传输到从处理器的RXD接收端；从处理器对指令报文进行解包并且对这个指令报文进行响应。从处理器的响应报文通过TXD发送到主处理器的RXD接收端，主处理器获取响应报文确认指令是否被正确执行。从这个结构上看，主处理器可以与任何从处理器进行通信，任何从处理器也可以和主处理器进行通信，但是从处理器与从处理器之间却不可以进行直接的通信。2.2 多处理器系统串行通信协议??? 在多处理器系统的串行通信方式中，可以有若干种通信协议进行选择，如ModBus、Brooks、工业总线协议等等。在此，可以选择业界通用的MocBus通信协议作为处理器与处理器之间的通信协议。2.3 ModBus通信协议??? Modbus协议支持传统的RS232、RS422、RS485和以太网设备。ModBus协议包括ASCII、RTU、TCP等报文格式，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。ModBtls的ASCII、RTU协议规定了消息和数据的结构、命令和就答的方式，数据通信采用Master／Slave方式。Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Mastez端，以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。2.4 ModBus在多处理器系统中的报文格式??? 由于是一个主服务器对应多个从处理器的系统，处理器与处理器之间的报文传输必须明确标注目标地址和源地址，以免不相干的处理器之间进行误导操作。除此以外，为了提高主处理器的处理能力，同时避免不同处理器存在报文相应速度差，以及不同指令任务之间存在处理量差异的问题，必须采用异步通信模式进行通信。要满足异步通信模式，必须在报文中对每次的通信操作加注请求报文的16位标示(可以称之为句柄)，同时对这些句柄进行记录。2.4.1 数据读取请求报文格式 ??? 源地址：主处理器地址。??? 目标地址：指令目的地地址(从处理器)。??? 句柄：指令请求标示号。???