顾星辰，胡仁杰，马智勇

（东南大学 电气工程学院，南京 210096）

引 言

模块化设计的机器人系统由主控制模块和扩展模块构成，主要用于检测机器人周围环境信息和机器人自身运动状态，实时获取各种传感器信息，并对机器人运动进行控制。由于要采集的数据信息很多，本系统应用了TWI总线构建模块化架构，模块均采用AVR单片机为主控芯片：1片 ATmega128（主控）、10片 ATmega16、2片 AT－mega64和3片ATmega8。主控制器要实时地汇总并分析各单片机的信息才能对机器人下一步动作作出决策，因此，各单片机之间的通信显得尤为重要。另外，为了方便对电子罗盘进行标定，需要由主控制器向电子罗盘模块发送相应指令。也就是说，主控制模块与扩展模块之间需要实现双向多字节通信，这是一个通信难点。本系统全部模块均采用TWI通信接口，成功建立了一个主机与多个从机之间的双向多字节通信，有效提高了程序的运行效率，使得智能机器人整体架构灵活，调试方便，并且扩展性强。

1 TWI总线简介

TWI总线是对I2C总线的继承与发展，具有I2C总线的特点，即接线简单。外部硬件只需两个上拉电阻，使用两根双向传输线（一是时钟线SCL，一是数据线SDA）就可以将128个不同的设备互连到一起。[1]TWI对I2C总线的发展表现在：它定义了自己的功能模块和寄存器，寄存器各位功能的定义与I2C总线并不相同，且TWI总线引入了状态寄存器，从而在操作和使用上比I2C总线更灵活。[2]两线接口TWI很适合于典型的处理器应用，以及多机间实时通信的应用。……