前言

最近需要做一块工业设备的控制板，从方便编程和成本出发，选择了esp32 c3作为主控，但是在加入了屏幕、编码器后，全芯片就只剩下4个io可以用了，无法满足多路控制需求；所以，我打算加入一块mcu扩展出多个io接口，mcu与现有主控之间通过i2c协议通信。

现在有关两块控制芯片负责哪些内容无法定夺，写一篇文章，我自己也好梳理一下。

难点：通过自己设计硬件和软件，代替成熟的PLC，需要充分考虑到实际生产时控制板的稳定性，应急情况下如何快速停机/车。

大概分为两种方式，以A芯片代指esp32，B芯片代指mcu。

方式一

A芯片负责用户界面，即屏幕显示，编码器反馈，按钮反馈；负责把每一次指定接口的开关信号指令给B芯片；并且把用户自定义的数值保存在flash中。

B芯片负责接收A芯片的指令，判断可行后，对具体io进行信号输出。

此种通信频率高。

方式二

A芯片负责用户界面；对于控制相关的信号，只输出行为指令给B芯片，由B芯片进行对信号输出可行性，信号输出接口选择，信号输出时间的判断和操作。

利弊

方式一

利：将多数代码放在A芯片中，充分利用A芯片的大flash空间优势；工艺更新可以只升级A芯片的程序，编程简单。B芯片的指令兼容性高，可以一套固件应对多种生产需求。

开发时间成本和硬件成本低，控制板泛用性强。

弊：芯片间通讯频繁，每一个决定性指令均会经过一次芯片间通讯，若出现数据传输错误，可能导致生产安全事故，虽然B芯片能加入代码进行指令的可行性验证，但很难完全排错。A芯片可能会因为人为误操作导致死机/出错，此时控制信号不可信，也无法由B芯片判断对错；若在B芯片中写入完整的工艺流程判断指令对错，那与方式二无异。

传感器数据也需要由B芯片回传给A芯片，交其处理。

芯片间通讯出错概率高、出错事故率大（相对）。

方式二

利：代码执行与用户操作分开，A芯片只作为“赛跑”的发令员，“赛跑”的所有细节操作均交给B芯片处理、执行，能增加生产时的稳定性；传感器信息可以一并由B芯片处理，省去通讯时间，快速反馈。

稳定性高。

弊：每一套生产需求都得编写两套代码，程序后期升级困难；A&B芯片强绑定，若一颗芯片需要更换得一起换，售后成本高；对B芯片素质要求高，复杂控制仍会有出错空间。程序编程较为困难，调试时需要同时更新两个芯片的程序。

开发时间成本极高。

结语

这几天搞这些真的是花钱又花时间，有点撑不住了；此文我会分享一下，读者可以一起思考思考哈。

最后的解决方案一定是个取两者利处的最优解，还得让我思考一段时间，决定好了会写文章整理的。