52 CPU用89S52價(jià)格低的特點(diǎn)，充當(dāng)外設(shè)。使用靈活�？筛鶕�(jù)情況減少某個(gè)CPU或更改其程序完成不同的功能原來(lái)寫(xiě)在一個(gè)CPU中的程序分離，使每個(gè)芯片基本上在8K之內(nèi)完成，也就是都可選擇89S52,不用采用昂貴的大容量FLASH 8051內(nèi)核的 CPU。加了看門(mén)狗的主CPU可以實(shí)時(shí)監(jiān)控另外兩個(gè)CPU的工作是否正常各CPU各司其職。提高了與上位機(jī)通訊的速度及準(zhǔn)確性，提高了讀寫(xiě)存儲(chǔ)的速度以及訪(fǎng)問(wèn)FALSH的時(shí)間。由于將個(gè)任務(wù)分解，所以每個(gè)CPU所用的寄存器較少，均可以使用89S52自帶的256字節(jié)RAM即可，不必使用XDATA訪(fǎng)問(wèn)RAM 中的CPU ,提高了各CPU執(zhí)行的速度。

4、選擇FM3808為多功能存儲(chǔ)、時(shí)鐘、系統(tǒng)監(jiān)控芯片

4.1.傳統(tǒng)方式的說(shuō)明

　　在確立了主控方式之后，要選擇存儲(chǔ)、時(shí)鐘及系統(tǒng)監(jiān)控芯片，我們先來(lái)分析以往芯片的選擇正如3.1種所描述的，除了選擇具有512K BYTES的FLASH ROM 芯片作為卡號(hào)存儲(chǔ)芯片外(因?yàn)闊o(wú)論有效無(wú)效卡號(hào)，其更改頻率是不高的，采用此芯片不會(huì)影響芯片)，作為常用的信息存儲(chǔ)及外部寄存器芯片,一般采用SRAM如628128，雖然此芯片目前價(jià)格很便宜，但由于系統(tǒng)掉電后，其中的所有信息消失，所以必須加掉電保護(hù)電路和電池。而無(wú)論采用專(zhuān)用的掉電保護(hù)芯片和采用分立元件組成的對(duì)電路，都不能100%的保證數(shù)據(jù)部丟失，尤其是在電源不穩(wěn)定和干擾嚴(yán)重的環(huán)境下。

　　時(shí)鐘有眾多選擇，如DS1302及12887，但價(jià)格不低監(jiān)控芯片也有很多種，如X25045，它集成了看門(mén)狗、電壓監(jiān)測(cè)、可靠復(fù)位及EEPROM等特點(diǎn)，但價(jià)格也不低。

4.2. FM3808的特點(diǎn)

　　為了使系統(tǒng)具有更高的可靠性以及小型化，我們將采用RAMTRON的新型多功能芯片：

　　FM3808,一種將掉電非遺失、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、系統(tǒng)監(jiān)控于一體的高性能芯片。它具有以下特點(diǎn)：

　　32K*8 BIT 非易失RAM
　　高達(dá)100億次的讀寫(xiě)次數(shù)
　　寫(xiě)無(wú)延時(shí)
　　數(shù)據(jù)可保存10年
　　內(nèi)置低電壓保護(hù)
　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘
　　后備電源切換
　　可編程時(shí)鐘日歷報(bào)警
　　可編程看門(mén)狗定時(shí)器
　　電源監(jiān)測(cè)
　　可編程中斷輸出
　　可編程CPU復(fù)位或中斷
　　5V工作電壓
　　后備電壓可低至5V
　　動(dòng)態(tài)電流25mA
　　時(shí)鐘后備電流1uA

5、選擇FM24C16作為多CPU通訊中樞

　　在確立以多CPU方式作為系統(tǒng)主控方案后，需要解決一個(gè)最關(guān)鍵的問(wèn)題，那就是CPU之間的通訊。讓我們先來(lái)比較一下幾種數(shù)據(jù)交換的優(yōu)缺點(diǎn)。

5.1.幾種單片機(jī)之間的通信方式的可行性分析

　　采用硬件UART進(jìn)行異步串行通信。這是一種占用口線(xiàn)少，有效、可靠的通信方式；但在本文提出的4門(mén)控制器方式中，一個(gè)CPU的UART要完成與上位機(jī)的通訊，一個(gè)CPU的UART負(fù)責(zé)與485讀卡器或232讀卡器之間的通訊，可見(jiàn)硬件資源是不夠的。這種方法不適合本例。

　　采用片內(nèi)SPI接口或2C總線(xiàn)模塊串行通信形式。SPI/I2C接口具有硬件簡(jiǎn)單、軟件編程容易等特點(diǎn)，但目前大多數(shù)單片機(jī)不具備硬件SPI/I2C模塊。特別是我們采用的通用廉價(jià)的89X52系列單片機(jī)。這種方法也不可行�？趯�(duì)口并行通信，利用單片機(jī)的口線(xiàn)直接相連，加上1～2條握手信號(hào)線(xiàn)。這種方式的特點(diǎn)是通信速度快，1次可以傳輸4位或8位，甚至更多，但是并行RAM需要占用大量的口線(xiàn)（數(shù)據(jù)線(xiàn)+地址線(xiàn)+讀寫(xiě)線(xiàn)+片選線(xiàn)+握手線(xiàn)），一般在16條以上。這是一個(gè)讓人望而生畏的數(shù)字，而且會(huì)大大增加PCB面積并給布線(xiàn)帶來(lái)一定的困難。這有悖于將CPU口線(xiàn)用于擴(kuò)展口線(xiàn)的特點(diǎn)。使實(shí)際需要的口線(xiàn)不夠用，因此也是不可行的。利用雙口RAM作為緩沖器通信。這種方式的最大特點(diǎn)就是通信速度快，兩邊都可以直接用讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的指令直接操作；但這種方式需要大量的口線(xiàn)，而且雙口RAM的價(jià)格很高。同樣不予考慮。利用自定串行通訊協(xié)議在CPU間進(jìn)行通訊。這是在FM24C16未面世以來(lái)，最符合本文提出的4門(mén)控制器的一種方式，且已正常應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)當(dāng)中。雖然可以滿(mǎn)足本系統(tǒng)的需要，占用口線(xiàn)少，使用靈活，但調(diào)試相當(dāng)繁瑣，因?yàn)椴坏�要正確解決好中斷的請(qǐng)求問(wèn)題，還要精心調(diào)試時(shí)序以及通訊協(xié)議，尤其是在3個(gè)CPU間的通訊當(dāng)中，單片機(jī)要傳遞的每一位或每一個(gè)字節(jié)做出響應(yīng)，通信數(shù)據(jù)量較大時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量的軟件資源，這在一些實(shí)時(shí)性要求高的地方是不允許的。況且沒(méi)個(gè)CPU都有各自的任務(wù)，如果將太多的軟件資源用于數(shù)據(jù)交換，則失去了采用多CPU方案的意義。

5.2.FM24C16的特點(diǎn)

　　針對(duì)自定串行通訊協(xié)議存在的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)想若是在單片機(jī)之間增加1個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器，大批數(shù)據(jù)先寫(xiě)入緩沖區(qū)，然后再讓對(duì)方去取， 各個(gè)單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)緩沖器都是主控模式，這樣必然會(huì)大大提高通信效率。不選擇EEPROM是因?yàn)槠渥x寫(xiě)次數(shù)有限且速度慢，而串行數(shù)據(jù)緩沖的RAM不但難以買(mǎi)到而且價(jià)格很高。移位寄存器也可以做數(shù)據(jù)緩沖器，但目前容量最大的也只128位，因?yàn)槭?ldquo;先進(jìn)先出”結(jié)構(gòu)，所以不管傳遞數(shù)據(jù)多少，接收方必須移完整個(gè)寄存器，靈活性差而且大容量的移位寄存器也是少見(jiàn)難買(mǎi)的。

　　而隨著美國(guó)Ramtran公司一種被稱(chēng)為“鐵電存儲(chǔ)器”（ 簡(jiǎn)稱(chēng)FRAM）的新型非易失性存儲(chǔ)器件的推出，給我們帶來(lái)了解決方法。其中的FM24C16應(yīng)用于本文的4門(mén)控制器就再合適不過(guò)了。

　　不需寫(xiě)入時(shí)間、讀寫(xiě)次數(shù)無(wú)限沒(méi)有分布結(jié)構(gòu)可以連續(xù)寫(xiě)放的優(yōu)點(diǎn)，具有RAM與EEPROM的雙得特性?xún)r(jià)格較低因此我們可以將3個(gè)CPU 與1片F(xiàn)RAM接成多主-從的I2C總線(xiàn)方式，加上幾條握手線(xiàn)，軟件方面解決好I2C多主-從的控制沖突與通信協(xié)議問(wèn)題，即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、高效、可靠的通信。

6、各CPU功能規(guī)劃

6.1.CPU1功能介紹

　　任務(wù)1：定時(shí)發(fā)送繼電器控制信息 （24C16中的第1頁(yè)01-08字節(jié)）
　　任務(wù)2：定時(shí)發(fā)送正常狀態(tài)信息 (24C16中的第1頁(yè)61字節(jié))
　　任務(wù)3：根據(jù)條件實(shí)時(shí)發(fā)送設(shè)置信息24C16中的第4頁(yè)01---字節(jié)）
　　任務(wù)4：定時(shí)查詢(xún)CPU2的監(jiān)測(cè)信息（24C16中的第2頁(yè)01-15字節(jié)）
　　任務(wù)5：定時(shí)查詢(xún)CPU3機(jī)器號(hào)信息 (24C16中的第3頁(yè)01-05字節(jié))
　　任務(wù)6：定時(shí)查詢(xún)CPU3的卡片信息（24C16中的第3頁(yè)11-25字節(jié)）
　　任務(wù)7：監(jiān)控串行口由上位機(jī)發(fā)出的命令
　　任務(wù)8：處理卡號(hào)信息
　　任務(wù)9：定時(shí)查詢(xún)FM3808的時(shí)鐘信息

6.2.CPU2功能介紹

　　任務(wù)1：定時(shí)查詢(xún)CPU1的控制信息（24C16中的第1頁(yè) 01-08字節(jié)）
　　任務(wù)2：每隔 2S查詢(xún)CPU1的狀態(tài)信息（24C16中的第1頁(yè) 61字節(jié)）
　　任務(wù)3：每隔 2S查詢(xún)CPU3的狀態(tài)信息（24C16中的第3頁(yè) 31字節(jié)）
　　任務(wù)4：實(shí)時(shí)發(fā)送監(jiān)測(cè)信息(24C16中的第2頁(yè)01-15字節(jié))
　　任務(wù)5：實(shí)時(shí)發(fā)送時(shí)鐘信息(24C16中的第2頁(yè)21-36字節(jié))

6.3.CPU3功能介紹

　　任務(wù)1：定時(shí)發(fā)送發(fā)送機(jī)器號(hào)信息 （24C16中的第3頁(yè)01-05字節(jié)）
　　任務(wù)2：根據(jù)變化實(shí)時(shí)發(fā)送卡片信息 （24C16中的第3頁(yè)11-26字節(jié)）
　　任務(wù)3：定時(shí)發(fā)送發(fā)送正常狀態(tài)信息（24C16中的第3頁(yè)31字節(jié)）
　　任務(wù)4：監(jiān)控485讀卡器信息
　　任務(wù)5：監(jiān)控wigen26讀卡器信息
　　任務(wù)6：監(jiān)控ABA/鍵盤(pán)仿真讀卡器信息

7.系統(tǒng)功能框圖