3线双向零等待IO通讯机制
聂小猛(钉钉)2005.6.8

许多设备需要通过IO通讯交互数据,怎样才做到速度最快,通讯可靠,所用资
源又少呢?
下面介绍一个我编写的通讯协议:
它没有1线,2线那样节省IO资源,但是它的通讯速度绝对最快,无需延时,且
不用中断,还可以
对等传输.
实际情况下C51编写，实现了50us传输一个字节，折合160Kbps左右，晶振
22M。

特点如下:
使用3根普通IO通讯
不使用中断
双方都可以主动发起数据通讯,也都可以被动接收数据,即可以对等传输.
有发送和接收的检查等待机制,发送方知道对方什么时候收了数据,接收方
知道发送方什么时
候发了数据.
无需进行数据延时,最大可能地加快了通讯速度.
CPU闲的时候通讯速率可以最快.忙的时候又可以无限等待.保证绝对同步,
不会出错.
双方CPU工作速度可以任意,即使是51和P4通讯,也能保证正确无误.

ask w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8
MCLK ┐┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──
─
└┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘

SDT ___┌─┐┌─┐┌─┐┌─┐┌─┐┌─┐┌─┐┌─┐________
└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘

SCLK ┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌
─
└─┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘
res r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7
r8

1.主机发起通讯申请到从机
主机检测MCLK是否为0,为0的话是对方在申请通讯,退出函数.
主机检测到MCLK=1,表示通讯空闲.
主机将MCLK=0,表示申请通讯. 之后检测SCLK是否为0(是否响应通讯)

2.从机响应通讯,从机在闲时检测MCLK是否为0,发现为0则主机向它发起了
通讯申请.
从机将SCLK=0,表示接受申请,之后检测MCLK是否变为1,如果是1则主机已经
发出了第一个bit
的数据.

3.主机发现SCLK=0,知道从机已经开始准备接受数据.
4.主机发送第一个bit到SDA.
5.主机将MCLK=1,表示已经发送第一个bit到SDA.

6.从机发现MCLK=1,知道主机已经发出第一个数据
7.从机收第一个bit的数据.
8.从机将SCLK=1,表示已经收了第一个bit.之后等待MCLK是否变0,如果变0,
则主机已经发出
了第二个bit


9.主机发现SCLK=1,知道从机已经开始准备接受第二个数据.
10.主机发送第二个bit到SDA.
11.主机将MCLK=0,表示已经发送第二个bit到SDA.

12.从机发现MCLK=0,知道主机已经发出第二个数据
13.从机收第二个bit的数据.
14.从机将SCLK=0,表示已经收了第二个bit.之后等待MCLK是否变1,如果变
1,则主机已经发出
了第三个bit

15.再重复3-14,3遍,传完8bit数据.

16.主机发现SCLK=0,知道从机已经收完8位数据
17.主机将MCLK=1,准备下一轮通讯

18.从机发现MCLK=1,知道主机已经收起MCLK
19.从机将SCLK=1,准备下一轮通讯

附源代码：
sbit MCLK=P3^5;
sbit SCLK=P3^6;
sbit SDA=P3^7;
uchar bdata DATA;
sbit BIT0=DATA^0;
sbit BIT7=DATA^7;
// 发送一个数据
putbytespi(uchar ch)
{
uchar i;
uint c;

if(!MCLK)return; //
MCLK=0; //申请通讯
DATA=ch;

for(i=4;i!=0;i--)
{
while(SCLK); //检测从机响应

SDA=BIT0; //放一个bit到SDA
MCLK=1;
DATA=DATA>>1; //准备下一个bit

while(!SCLK); //检测从机响应

SDA=BIT0; //放一个bit到SDA
MCLK=0;
DATA=DATA>>1; //准备下一个bit
}
while(SCLK); //检测从机收完
MCLK=1;
while(!SCLK);//等待从机准备好
SDA=1;
}

//接收一个数据
//调用之前最好检测MCLK是否为0（对方是否申请数据通讯）再进入,否则
里面是死等此信
号!
uchar getbytespi()
{
uchar i;

while(MCLK);
SCLK=0; //接受通讯请求

for(i=4;i!=0;i--)
{
DATA=DATA>>1; //准备收下一个bit
while(!MCLK); //检测主机放数据
BIT7=SDA;//收一个bit
SCLK=1;

DATA=DATA>>1; //准备收下一个bit
while(MCLK); //检测主机放数据
BIT7=SDA; //收一个bit
SCLK=0;
}

while(!MCLK); //检测主机发完
SCLK=1;
return(DATA);
}

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