目前，在众多应用领域中，出现了许多所谓“智能仪表”和“智能仪器”，这些系统大多是以单片机为核心的计算机应用系统。在众多的单片机中，Intel公司的8XC196MC/MD可谓其中的佼佼者。它是16位单片机中功能最强大的单片机之一，几乎可以胜任各种测控工作,尤其在电机控制中备受青睐。然而由于8X196MC/MD单片机没有提供硬件的通用异步收发器（UART），这给用惯了UART的用户带来了一些不便。但利用专门的PTS模式，不仅可以实现串行通信，而且操作更加灵活，效率更高，CPU的开销也更小；既可以实现异步（ASIO）功能,也可以实现同步（SSIO）功能；波特率由EPA建立，包括校验位和停止位在内，收发数据格式可达16位/字符。

1 EPA和PTS概述[12]

1.1EPA及其工作原理

EPA ( Event Processor Array，事件处理器阵列），类似于HSIO，用来处理与时间有关的输入和输出事件，但比其更灵活、更高效。在EPA中，主要提供两类模块——捕获/比较模块和独立的比较模块，用于实现捕获和比较两种功能。每个模块都与指定的一个输入/输出引脚相关联，支持其高速输入输出功能，所有模块都能产生中断。“捕获”用来捕获产生于引脚上的跳变事件，包括正跳变、负跳变和正负跳变，并记录这些事件发生的时刻；“比较”是和预定的时间作比较，时间一到即执行以下选定的输出功能：复位定时器，启动一次A/D转换，为波形发生器产生一个重装载触发信号，改变输出引脚状态等。

1.2PTS及其工作原理

PTS ( Peripheral Transaction Server,外设事务服务器)，是一种特殊的中断响应方式。与普通中断响应相比，PTS响应把同一个中断映射到相应的PTS通道。该通道产生一个PTS周期，它就像DMA周期那样插入到正常指令流中，不需要额外的软件开销，因此其CPU开销要比一般的中断响应少得多。PTS有一个PTS向量表，其排列次序和优先级顺序与普通中断向量相同，但去掉了NMI、非法操作码和软件陷阱3种中断。除了NMI之外，所有的PTS通道的优先级高于任何一个普通中断。每个PTS向量都指向一个PTS控制块（PTSCB），控制块说明了应执行的微代码。它必须驻留在内部RAM空间内，每个控制块包含8个字节，其首址应能被8除尽。

8XC196MC/MD有4种PTS工作方式，要实现串行通信需使用其SIO（串行输入/输出）方式。其中SIO有两种方式：ASIO（异步串行I/O）和SSIO（同步串行I/O）。要工作于某一方式必须建立相应的控制块（PTSCB）。与SIO方式相对应的控制块有两个，如图1所示。此处只对BAUD和SAMPTIME加以说明。

图1PTS SIO方式控制块

BAUD（LO和HI）：存放控制SIO运行波特率的16位数据。异步方式下，由下式计算： FXTAL/(4×波特率×EPA预置值)。其中： FXTAL为XTAL1脚的输入频率，单位为Hz。

SAMPTIME：只用于异步接收多数采样方式，用来指定采样时间间隔，由下式计算： FXTAL×Tsam/2-9。其中，Tsam为采样间隔时间（μs）；FXTAL同上，但单位为MHz。

2利用EPA和PTS实现串行通信 [23]

2.1基本思想

利用EPA和PTS实现串行通信的基本思想是：首先，选择一个EPA捕获/比较模块作为串行通信的接收模块，选择一个独立比较模块（或选择一个捕获/比较模块而只利用其比较方式）作为串行通信的发送模块，构成串行通信的硬件端口。然后，对所选的EPA模块开辟相应的PTS通道，根据通信要求编写发送和接收PTS模块。EPA和PTS两者联合工作共同实现串行通信。

2.2应用实例及具体实现

下面以常用的异步串行通信方式为例介绍具体的实现原理和方法。本例用一个EPA捕获/比较模块CAPCOMP0产生移位时钟，P2.0作发送端（TXD），波特率为9 600 bps，8位数据位，无校验位，1位停止位，用定时器1作时基，16 MHz晶振。由于篇幅所限，仅介绍异步串行发送。

2.2.1建立并定位控制块

要利用PTS实现串行通信，必须首先定义相应的控制块，并将其定位于能被8整除的首地址处；还要将控制块地址赋给PTS向量。具体实现代码如下：

#define F16 /*晶振频率（MHz）*/

#define BAUD_RATE9600 /*波特率*/

#define BAUD (F *250/BAUD_RATE*1000)

/* SIO PTS 控制块定义*/

typedef struct ASIO_ptscb_t{

unsigned charptscount;

unsigned charptscon;

void*epareg;

unsigned intbaud;

struct ASIO_ptscb2_t *ptsvec;

}ASIO_ptscb;

typedef struct ASIO_ptscb2_t{

void*portreg;

unsigned charportmsk;

unsigned charptscon1;

unsigned intdata;

unsigned charsamptime;

int:8;

}ASIO_ptscb2;

ASIO_ptscb SIO_CB1;

#pragma locate(SIO_CB1=0x0110)

/*将控制块1定位在寄存器中*/

ASIO_ptscb2 SIO_CB2;

#pragma locate(SIO_CB2=0x0118)

/*将控制块2定位在寄存器中*/

#pragma pts(SIO_CB1=0X02)

/*将控制块地址赋予PTS控制向量*/

2.2.2发送初始化及PTS中断子程序

在发送时，要用到EPA中的一个比较模块，或者使用一个捕获/比较模块而使其工作于比较方式下，主要用作发送时产生移位时钟，以保证指定的位周期。其具体过程如下：首先，在指定的发送引脚上产生一个下降沿（为确保产生下降沿，应先对该引脚置1），并根据指定的波特率对EPA比较模块的时间寄存器（CAPCOMPx_TIME或COMPx_TIME）置值，以指定发送的位周期。然后，打开中断和PTS功能，启动数据发送过程；以后每隔一个位周期便会产生一个PTS周期，在每个PTS周期中，将DATA寄存器中的数据逐位移到指定的发送脚上，直到最后一位移出后，产生一次End_of_PTS中断，该帧数据发送完毕。每帧数据的位数在控制块的ptscount中指定。如果需要继续发送数据，就要在中断服务程序中对PTSCB、EPA时间寄存器和相应引脚重新初始化，再次启动发送过程。发送数据保存在transmit数组中，发送帧数，即数据个数由T_Count控制。具体实现代码如下：

unsigned char Transmit[7]={1,2,3,4,5,6,7}; /*待发送数据*/

int T_Count; /*发送计数*/

unsigned char TXDDONE=0; /*发送结束标志*/

void Init_pts_ASIO_Tran { (int t_count) /*初始化子程序*/

disable(); /*禁止中断*/

disable_pts();

/*端口及定时器初始化*/

p2_mode = 0; /*设P2口为标准I/O*/

p2_dir = 0x00; /*P2口互补输出*/

p2_reg = 0xff; /*置P2口高电平*/

t1control=0xC0; /*T1:向上计数，内部时钟，预分频系数=1*/

/*TXD方式初始化*/

SIO_CB1.ptscon=0x60;/*ASIO发送*/

SIO_CB1.epareg=(void*)&capcomp0_time;

/*capcomp0_time地址*/

SIO_CB1.baud = BAUD; /*波特率*/

SIO_CB1.ptsvec = (void *)&SIO_CB2;

/*第2个控制块地址*/

SIO_CB2.portreg = (void *)&p2_reg;

/*发送口地址P2*/

SIO_CB2.portmsk = 0X01;/*发送脚为P2.0*/

/*准备发送*/

T_Count = t_count; /*准备发送的帧数*/

TXDDONE = 0; /*清接收结束标志*/

SIO_CB1.ptscount= 9; /*每一帧的位数*/

SIO_CB2.ptscon1 = 0x00; /*无校验*/

SIO_CB2.data = Transmit[T_Count]; /*置发送数据*/

ptssel |= 0x04; /*允许capcomp0 PTS*/

p2_reg &= 0XFE; /*清p2.0*/

capcomp0_con = 0x40;

/*capcomp0比较方式，软件定时器*/

capcomp0_time =timer1+BAUD; /*起始位宽度*/

int_mask = 0x04; /*允许capcomp0中断*/

enable_pts(); /*开中断*/

enable();

}

#pragma interrupt(End_of_PTS2 = 2)

void End_of_PTS2(void) { /*PTS中断子程序*/

while( !(int_pend & 0x04) );

/*等待最后一个PTS周期的中断*/

capcomp0_con = 0x00; /*禁止CAPCOMP0*/

int_pend &= 0xFB; /*清虚假中断*/

if( --T_Count ) /*数据计数器减1并检查发送是否结束*/

{/*未发送完指定帧数，准备发送下一帧*/

SIO_CB2.data = Transmit[T_Count];

/*取下一个要发送的数据*/

SIO_CB1.ptscount=9; /*发送位数*/

SIO_CB2.ptscon1=0x00; /*无校验*/

ptssel |=0x04; /*允许capcomp0 PTS*/

p2_reg |= 0x01; /*置p2.0*/

p2_reg &= 0xFE; /*清p2.0(起始位)*/

capcomp0_con = 0x40;/*比较方式，只是中断*/

capcomp0_time = timer1+BAUD; /*位宽度*/

return;

}

else

{/*设置结束标志,退出*/

TXDDONE = 1;

return;

}

}

2.2.3在主程序中调用初始化子程序

void main( void ) {

Init_pts_ASIO_Tran(6);

while( !TXDDONE );

}

结语

该方法和实例已在实际应用中得到验证。实践证明其完全可以满足串行通信的需要，而且效率更高，更加灵活。