(1)必做项:分别定义三个模块,分别为主设备模块,从设备模块和总线模块,实现主从设备的数据传输,不需要考虑总线控制,实现方式C/C++。 (2)附加项:在第(1)题的基础上,增加基于计数器定时方法的总线判优控制。

(1) 主设备模块：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include "bus.h"
#include "master.h"

int main() {
    srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子

    // 初始化总线和从设备
    Bus* bus = bus_init();
    Slave* slave = slave_init();

    // 发送五次数据
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        // 随机生成数据
        int data = rand() % 100;

        // 发送数据到总线
        master_send_data(bus, data);

        // 从从设备读取响应
        int response = slave_receive_data(slave);

        // 输出结果
        printf("Master: Send data %d, Receive response %d\n", data, response);
    }

    // 释放资源
    bus_destroy(bus);
    slave_destroy(slave);
    return 0;
}

从设备模块：

#include "slave.h"

Slave* slave_init() {
    Slave* slave = (Slave*)malloc(sizeof(Slave));
    return slave;
}

int slave_receive_data(Slave* slave) {
    // 随机生成响应
    int response = rand() % 100;

    // 返回响应
    return response;
}

void slave_destroy(Slave* slave) {
    free(slave);
}

总线模块：

#include <stdio.h>
#include "bus.h"

Bus* bus_init() {
    Bus* bus = (Bus*)malloc(sizeof(Bus));
    bus->data = 0;
    return bus;
}

void bus_send_data(Bus* bus, int data) {
    // 发送数据
    bus->data = data;
}

int bus_receive_data(Bus* bus) {
    // 接收数据
    int data = bus->data;

    // 清空总线数据
    bus->data = 0;

    // 返回数据
    return data;
}

void bus_destroy(Bus* bus) {
    free(bus);
}

(2) 在第(1)题的基础上，增加基于计数器定时方法的总线判优控制。总线模块：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include "bus.h"

#define TIMEOUT 1000000 // 定时器超时时间

Bus* bus_init() {
    Bus* bus = (Bus*)malloc(sizeof(Bus));
    bus->data = 0;
    bus->master_present = false;
    bus->slave_present = false;
    bus->count = 0;
    return bus;
}

void bus_send_data(Bus* bus, int data) {
    // 如果总线上有主设备，则等待
    while (bus->master_present) {}
    
    // 发送数据并设置主设备状态为true
    bus->data = data;
    bus->master_present = true;
    
    // 计数器清零
    bus->count = 0;

    // 等待从设备接收数据
    while (!bus->slave_present && bus->count < TIMEOUT) {
        bus->count++;
    }

    // 重置总线状态
    bus->master_present = false;
    bus->slave_present = false;
}

int bus_receive_data(Bus* bus) {
    // 如果总线上有从设备，则等待
    while (bus->slave_present) {}

    // 设置从设备状态为true
    bus->slave_present = true;

    // 计数器清零
    bus->count = 0;

    // 等待主设备发送数据
    while (!bus->master_present && bus->count < TIMEOUT) {
        bus->count++;
    }

    // 重置总线状态
    bus->master_present = false;
    bus->slave_present = false;

    // 返回数据
    return bus->data;
}

void bus_destroy(Bus* bus) {
    free(bus);
}