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基于新型多MCU系统的多功能电能表的设计
发布时间:2018-04-29 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- 扁平型电感应答位作为收到确认信号。与此相反，从器件向总线发送数据位，主器件负责对每一个收到的字节数据进行应答或者非应答（根据需要用于结束通信）。通常，通信由主器件发送一个启动状态开始，然后发送一个带有读、写识别的从地址，这个从地址的高7位标识器件的ID号，最低位标识读写或数据传输方向，0为写1为读。写数据时由主器功率电感件向从器件传送数据，读数时由从器件向主器电感生产件传送数据。总线上所有器件都有内部逻辑，当检测到启动状态后则进入电平比较状态，如果从地址与其ID标号相符则被选中并自动产生一个应答位，从而建立通信连接，否则不予应答。一旦建立通信连接，可根据需要由通信软件控制主、从器件之间传输数据字节的长短。最后，通信结束时由主器件产生一个停止状态（Stop）以结束这次通信。图3b说明了I2C 总线的通信时序。
当I2C 总线是多主器件总线时,由于SDA和SCL信号线接上拉电阻，并且各个器件的输出都为开漏或开集的形式，因而构成“线与”的功能，就是说只要有一个器件担当了主器件的角色，总线就处于忙的状态，这形成了良好有序的竞争检测机制，因而不会产生数据共享传输冲突。
1．2、铁电存储器结构原理、特性及应用
FM31256芯片是美国Ramtron公司的最新产品，集成了256Kb容量的铁电存储器(FRAM)、实时时钟（RTC）、外部事件计数器、看门狗及掉电监测复位等功能，其结构原理如图4示。 其中，铁电存储器(FRAM)同时具备随机存取记忆体（RAM）和非易失性存储器（ROM）的特点，既可无限次读写存取数据，又能在断电情况下保存数据，并且没一体电感器有读写延时可以总线速度存取数据，具有即时读写的优点。与此相比，E2PROM在写入数据后一般要5～10ms的等待数据写入时间，而且写入寿命有限，通常读写一百万次以后数据写入失效，因而并不适合做数据共享存储器。
工字电感器this.style.width=500;" border="0" />在这个集成了多个逻辑器件的芯片中，铁电存储器单元（FRAM）和实时时钟单元（RTC）均符合I2C 总线标准，最大可达到1MHz的总线频率。由于集成在同一个芯片上，FRAM和RTC共用同一个I2C 总线接口，但是地址标号（Slave ID）各自独立，分别为1010XA1A0D和1101X A1A0D，其中D 是数据传输方向位用于标志读、写操作，A1A0用来选择I2C 总线上的多个同类器件，最多可以从4个FRAM或RTC器件中进行选择，各个器件的A1A0值由芯片的外部引脚电平决定。编写通信软件时，在I2C 总线上首先给一个启动（Start）信号，然后发送Slave ID（1010XA1A0D），再判断Acknowledge信号，如果有，则主控器件发送两个字节的存储器地址（MSB和LSB）对FRAM的32KByte存储空间进行寻址，之后进行数据传输，每个数据字节跟随一个Acknowledge（或者Non-Acknowledge）信号，通信完毕以Stop信号结束操作。其中，MSB和LSB寻址字节可以用于单字节、多字节两种形式的存取操作，当多字节操作时MSB指示存储页面不变，LSB保存在内部缓存器中，每存取一个字节单元的数据LSB自动增加1以指向下一个存储单元0805贴片电感，当达到存储范围末端时存储器地址自动回归0000H。这在多MCU系统中对特定参数的数据共享操作十分方便。
由于FRAM的上述优点，特别适合差模电感于那些对数据采集、读写时间要求很高的场合，而且由于不会出现数据丢失，其可靠的存储能力足以让我们放心的把一些重要数据存储其中。其近乎无限次写入的使用寿命，使它很适合担当数据共享存储体，用来在多功能电能表的MCU之间共享数据，供各个子系统频繁读写。
2. 基于I2C总线的多MCU系统结构及工作原理
I2C 总线接口电路简单，使用灵活，加上铁电存储器的读写速度高、数据保护可靠、读写寿命无限等优点，自然为我们提供了一种十分理想的基于I2C 总线的新型多MCU系统构建方案，以FM31256芯片为例设计的系统结构框图如图5所示。
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