[發(fā)明專利]多單片機多任務協(xié)作電路及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310079045.8
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103150287A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉玉宏;劉小峰;蔣愛民
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: G06F15/17
• 分類號: G06F15/17
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多單片機多任務協(xié)作電路及其方法，屬于電子技術(shù)應用和計算機應用研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

單片機以其低廉的價格和強大的功能廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域。在單片機應用時我們會發(fā)現(xiàn)這樣一種情況：以單片機為核心的幾種工業(yè)控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)除單片機中運行的軟件外，其余硬件均相同。但是如果希望在這樣一套硬件上完成幾種不同的控制軟件以實現(xiàn)不同的功能，使得“一機多能”，會受制于單片機的程序存儲空間、數(shù)據(jù)存儲空間、運算速度、控制軟件的復雜度等條件的限制變得難以實現(xiàn)。以紡織測量儀器為例，拉伸強力測試、撕破強力測試、頂破強力測試、剝離強力測試、單紗強力測試、彈性回復測試、縫口脫開測試、腋下接縫測試這些測試項目均是要給被測試織物加載負荷，然后測試織物承受的強力、引起的伸長和加荷時間參數(shù)，但是其加荷過程和測試方法各不相同。它們測試參數(shù)相同，意味著可以采用相同的硬件；加荷過程和方法的不同則意味著要采用不同的軟件。如果我們希望一臺機器上能進行以上各項目的測量，傳統(tǒng)的設計方法是無法做到的。

另外，在單片機應用系統(tǒng)也會存在這樣一種情況：雖然沒有“一機多能”的要求，但是算法特別復雜，單個單片機受片內(nèi)資源限制已無法完成。這時可以把一個較大的任務分解成多個相對簡單的子任務，交給多個單片機運行，以實現(xiàn)復雜的算法。

本發(fā)明就是解決以上問題的電路和方法。使用多個單片機，這些單片機的輸入和輸出引腳均用三態(tài)門加以隔離后再連接到其他硬件上。本發(fā)明有兩種運行模式：一、每個單片機分時工作，輪到自己工作時才執(zhí)行程序，否則進入休眠狀態(tài)。利用此電路和方法，可以在同一硬件電路中存在多個單片機，每個單片機僅執(zhí)行功能相對單一的程序，多個單片機分時工作，使得僅用一套硬件就可以同時完成多個不同的功能，實現(xiàn)“一機多能”。二、某時刻僅有其中一個單片機連接到其他硬件，其余單片機雖然不再使用其他硬件但也不進行休眠，而是運行各自的子任務，使得多個單片機多任務并行協(xié)同工作。

本發(fā)明和發(fā)明專利《多單片機協(xié)同工作方法及多單片機協(xié)同工作系統(tǒng)》（申請?zhí)枺?01010200548.2，下文稱后者）雖然都涉及到一種多單片機協(xié)同工作方法，但是二者電路結(jié)構(gòu)、工作方法、擬解決的問題和發(fā)明內(nèi)容都完全不同。本發(fā)明各單片機地位對等,各自運行的不同任務。各單片機都可以調(diào)度其他單片機；后者采用的是一個主機多個從機的方式，屬主從式調(diào)度通訊，主單片機運行調(diào)度程序，從單片機運行子任務。本發(fā)明的主要硬件為三態(tài)門；后者的主要硬件是計數(shù)器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)為各單片機可以分時使用同一其他硬件，也可以各自使用其他硬件的不同部分，整機工作方式為“一機多核”。后者主單片機和從單片都各自使用部分硬件，分別運行不同的任務，方式為“多機協(xié)作”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多單片機多任務協(xié)作電路及方法。通過此裝置與方法，在同一硬件系統(tǒng)上可以共存多個單片機，各單片機分時運行不同的程序，使得同一硬件具有多種功能；或者多單片機多任務分時使用其他硬件，但各自的軟件并行工作。

為了達到以上目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下：

一種多單片機多任務協(xié)作電路,包括多個單片機和三態(tài)門，所述三態(tài)門包括三態(tài)輸出門和三態(tài)輸入門；所述每個單片機的三個IO口線作為控制口線，所述三個控制口線分別是通訊口線INT、數(shù)據(jù)口線DAT和三態(tài)門使能口線EN；

所述每個單片機的輸出線與各自的三態(tài)輸出門相連；

所述每個單片機的輸入線與各自的三態(tài)輸入門相連；

所述每個單片機的三態(tài)門使能口線EN分別與各自的三態(tài)輸出門、三態(tài)輸入門的使能端相連；

所述每個單片機的三態(tài)輸出門的輸出線一一對應相連，并連接至其他硬件的輸出線；

所述每個單片機的三態(tài)輸入門的輸出線一一對應相連，并連接至其他硬件的輸入線；

所述每個單片機的通訊口線INT相連；

所述每個單片機的數(shù)據(jù)口線DAT相連。

一種多單片機多任務協(xié)作方法，采用上述多單片機多任務協(xié)作電路的硬件，其工作步驟是：

（1）、禁能三態(tài)門，與其他硬件斷開；

（2）、判斷是否熱復位啟動，如果是熱復位啟動，進入休眠狀態(tài)（或者運行子任務），等待其他單片機喚醒（或調(diào)度），喚醒（或調(diào)度）后轉(zhuǎn)步驟（6）；否則轉(zhuǎn)步驟（3）；

（3）、判斷自己是否是0號單片機，如是0號單片機，使能三態(tài)門連接其他硬件電路，轉(zhuǎn)步驟（4）；否則進入休眠狀態(tài)（或者運行子任務），等待其他單片機喚醒（或調(diào)度），喚醒（或調(diào)度）后轉(zhuǎn)步驟（6）；

（4）、運行本單片機的子任務；