對于系統(tǒng)較大，實時性強，功能多，存儲量大，擴展能力要求強的工業(yè)控制系統(tǒng)，可采用多個單片機，組成一個多微處理器系統(tǒng)，使之具有并行處理功能。并行工作的各微處理器之間的信息交換，可采用串行通信方式，亦可用并行通信方式。但對于實時性強，并且信息交換量大的系統(tǒng)，只有采用并行通信方式，才能滿足系統(tǒng)功能的要求。本節(jié)就實際應用的一些體會，著重介紹模塊式結構的多單片機通信。

一、通用并行接口8255A簡介
　　
　　Intel 8255A是一種通用并行接口電路，可用編程的方法選擇其邏輯功能。該芯片可以和51系列單片機直接接口。8255A有3個8位的并行口：口A、口B和口C。有3種工作方式可供選擇：方式0為基本輸入／輸出方式；方式1為選通輸入／輸出方式；方式2為雙向選通輸入／輸出方式(僅適用于口A)。
　　
　　51系列單片機8031組成的多單片機處理系統(tǒng)之間的并行通信，就是采用8255A的口A的工作方式2實現(xiàn)的。
　　
　　1. 8255A工作方式2的主要功能
　　
　?、倏贏為一個8位的雙向總線端口，且具有I/O功能。
　　
　?、诳贐為一個8位的輸入／輸出口，口B0~2為一個3位的輸入／輸出口，可工作于方式O或方式1。
　　
　?、劭贑為一個5位的控制端口。
　　
　　控制口功能如下：
　　
　　●INTR( PC3) 中斷請求信號線，高電平有效。
　　
　　●OBF的反相(PC7)輸出緩沖器滿／空狀態(tài)標志線。OBF=O，表示CPU已將數(shù)據寫入端口，
　　
　　輸出口數(shù)據有效；當數(shù)據被外設取走后，OBF=1。
　　
　　●IBF(PCs)輸入寄存器滿／空狀態(tài)標志線。IBF=1，表示外設已將數(shù)據打人端口鎖存
　　
　　器，但CPU尚未讀??；當CPU讀取端口數(shù)據時，IBF=O。
　　
　　●ACK的反相(PC6) 外設響應輸入信號線。當ACK上出現(xiàn)由外設送來的負脈沖時，表示外設
　　
　　已將端口數(shù)據取走。
　　
　　●STB的反相( PC4) 外設選通輸入信號線。在STB信號的下降沿計時，外設將端口數(shù)據線上
　　
　　的信息打入端口寄存器。
　　
　　2. 8255A工作方式2方式控制字的設定
　　
　　8255A方式控制字格式如圖1- 51所示。

若允許方式2并行通信中斷，則可置位PC6（允許輸出中斷）和置位PC4（允許輸入中斷），即對8255A的PCO執(zhí)行位操作置位。

二、多單片機處理系統(tǒng)并行通信的硬件接口

　　多單片機處理系統(tǒng)并行通信的硬件接口邏輯原理圖如圖1- 52所示。圖中8031(I)子系統(tǒng)與8031(Ⅱ)子系統(tǒng)間的直接并行通信，是由8255A( I)來完成的；同理8031(Ⅱ)與8031(Ⅲ)又可通過8255(Ⅱ)實現(xiàn)直接并行通信。這樣就構成了一個并行通信系統(tǒng)。

　　8255A(I)PC口的5條控制線完成雙向并行通信的邏輯控制。8031(I)通過判別P17端口狀態(tài)，判定8031(I)CPU輸出緩沖器有無有效數(shù)據送入端口(8031(Ⅱ)輸入數(shù)據時）；通過判定Pl16端口狀態(tài)，判定8031(I)CPU輸入緩沖器空否(8031(I)輸出數(shù)據時）。8031(Ⅱ)的讀／寫控制邏輯與地址譯碼線組合，作為其響應輸入線( ACK)和選通輸入線(STB)，由8031(Ⅱ)控制選通。

三、多單片機處理系統(tǒng)并行通信的軟件設計

　　這種模塊式多微處理器系統(tǒng)，軟件設計是相互獨立、互不干擾的，并且只需要一套通信軟件，即“中斷驅動軟件”和“狀態(tài)驅動軟件”，便可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的并行通信，使用起來很方便。
　　
　　在圖1- 52所示系統(tǒng)中，8031(I)與8031(Ⅱ)構成一對直接并行通信子系統(tǒng)。在這樣接口的一對子系統(tǒng)中，須有一對通信軟件，即在8031(I)子系統(tǒng)中應設計一個“中斷驅動軟件”，實現(xiàn)數(shù)據傳輸，包括輸入和輸出；而對8031(Ⅱ)子系統(tǒng)，應設計一個“狀態(tài)驅動軟件”，實現(xiàn)數(shù)據傳輸。
　　
　　1．中斷驅動軟件的設計
　　
　　該軟件是駐留在與8255A直接接口的子系統(tǒng)中的通信軟件，由通信主程序、通信附服務程序以及數(shù)據輸入子程序和數(shù)據輸出子程序組成。流程圖分別示于圖1- 53～圖1- 56。

　　2．狀態(tài)驅動輸入／輸出軟件的設計
　　
　　狀態(tài)驅動輸入／輸出軟件是駐留在需要從8255A的端口接收輸出狀態(tài)，并根據接收狀態(tài)進行輸入／輸出信息的子系統(tǒng)中的（如8031（工）與8031(Ⅱ)這對直接并行通信的子系統(tǒng)中的8031(Ⅱ))。它是一種簡單的狀態(tài)驅動軟件。狀態(tài)驅動輸入程序流程如圖1- 57所示；狀態(tài)驅動輸出程序流程如圖1- 58所示。

　　同理，8031(Ⅱ)與8031(Ⅲ)這一對直接并行通信的子系統(tǒng)也可采用這套通信軟件。只要將“中斷驅動軟件”裝入8031(Ⅱ)，再將“狀態(tài)驅動軟件”裝入8031(Ⅲ)即可。對于不同的信息，在各子系統(tǒng)中有其相應的數(shù)據緩沖區(qū)，互相獨立，這樣3個子系統(tǒng)間便可實現(xiàn)并行通信。對于有更多子系統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)，亦是如此。
　　
　　這種多單片機系統(tǒng)并行通信的接口方法，簡便易行，接口及編程均易實現(xiàn)，特別適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。實驗表明，這種方法可以提高系統(tǒng)的處理效率，提高實時性，為各子系統(tǒng)的編程及調試帶來了很大的方便，進一步提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性及可擴展性，開發(fā)潛力很大。隨著單片機工業(yè)控制系統(tǒng)在各方面的應用不斷深入，具有并行處理功能的模塊式多微處理器系統(tǒng)將日益得到發(fā)展，這也是由單片機本身所具有的特點所決定的。