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8 广 西 工 报 Vo1．18 No．4 第1 第 NGX UN IVER Dec．20o7 200 7年 12 月 JOURNAL OF GAL UA I SITY OF TECHNOLOGY 文章编号 1004—6410(2007)04—0068—04 I2C总线在通信仪表中的应用 邢印强 (柳州市自动化科学研究所，广西柳州 545001) 摘 要：介绍了I2C总线的结构、工作原理、数据传输方式，讨论了基于串行总线的通信仪表中多处理器通信软硬件 设计，实现了基于多处理器通讯的话路传输特性分析仪表。 关 键 词：多处理器通信；I C总线；话路传输特性分析仪表；软硬件设计 中图分类号：TN98 文献标识码：B 0 引言 通信传输特性分析仪表(话路分析仪)需要产生、发送和接收多种检测信号、插入误码及随机信号，将各 类检测信号分析处理、解码并显示检测结果，需要由多个不同种类和功能的处理器组成一个系统。尽管各处 理器内部数据和信号处理的工作量较大，但处理器之间的通信量较小，如果采用并行数据接口实现通信，虽 然通信速度较高，但处理器端口资源不足，难以实现多处理器通信。采用串行总线实现多处理器通信，占用 端口资源少，通信速度也能满足需要，是较为可行的方案。 I2C(Inter Integrated Circuit)总线是Philips公司开发的一种双向两线多主机总线，它能方便地实现芯片 间的数据传输与控制。通过两线缓冲接口和内部控制与状态寄存器，可方便地完成多机之间的非主从通信 或主从通信。基于I2C总线的多机通信电路，结构简单、程序编写方便，易于实现系统软硬件的模块化和标 准化…1。本文给出了基于I2C总线的多处理器通信模式的传输特性分析仪表设计方案，讨论了仪表的软硬 件设计。 1 通信传输特性分析仪表硬件设计 通信传输特性分析仪表由主处理器、通信数据处理器、信号发生器、2FSK解码模块、电源管理模块、显 示模块等组成，所有处理器和模块化电路集成在手持式仪表机壳内的两块电路板上，处理器间采用I2C串行 总线进行数据通信，图1所示为仪表构成及工作原理框图。 图1 仪表构成及工作原理框图 收稿日期：2oo7一o7一l1 作者简介：邢印强(1966一)，男，山东邹平人，柳州市自动化科学研究所副所长，工程师。 第4期 邢印强：I2C总线在通信仪表中的应用 69 检测分析系统被分割成多个功能模块，主处理器通过指令控制其他各处理器工作，并将各处理器的数据 或结果进行综合分析处理。 1．1 电源管理模块 电源管理模块由带有AD转换和PWM脉宽调制电路的PIC单片机实现。主要完成机内锂电池组的充 电、电池监控、电源切换以及开关机功能。 1．2 波形发生器模块 波形发生器模块主要由带有DA、AD功能的51单片机及辅助电路实现。主要完成(0~2)MHz频率的 各种波形的产生、整形和载波。波形的种类、频率、输出幅度由主控制器通过指令控制。 1．3 2FSK解码模块 2FSK解码模块主要由带有多路中断的高速51单片机及过零检测等辅助电路实现。主要完成对电话 线路、电力线上的2FSK检测信号进行解码，分析误码率，并将测试结果发送给主处理器。开环测试中，测试 码组由线路的另一端仪表或设备提供(国标码、国际标准码)。闭环测试中由主处理器指令控制选择测试码 组。 1．4 通信数据处理模块 通信数据处理模块主要由专用嵌入式通信处理器及辅助电路实现。主要完成64 KHz话路传输特性分 析以及2 MHz传输特性分析，并将测试结果发送到主处理器。 1．5 主处理器(显示、键盘)模块 主控制器模块主要由ARM7处理器、大容量FLASH存储器、大屏幕(320 X 240)彩色液晶显示器、 RS232通信接口以及键盘电路等实现。所有的测试流程控制、外围功能模块控制以及图表显示等均由该模 块完成。 2 通信协议设计 2