一種通過(guò)SPI接口協(xié)議實(shí)現DSP與其它設備通信的方法
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介紹了SPI通信協(xié)議，并著(zhù)重介紹了TI公司生產(chǎn)的TMS320C5402 DSP用于SPI協(xié)議通信時(shí)的串口配置方法和接口電路設計實(shí)例，最后給出了串口McBSP的配置程序。
關(guān)鍵詞：多通道緩沖串行口，主設備，從設備，NECuPD780308，SPI，DSP
1 引 言
隨著(zhù)信息技術(shù)革命的深入和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，DSP技術(shù)也正以極快的速度應用到科技和國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域。在很多工程開(kāi)發(fā)處理中，往往要求實(shí)現單片DSP芯片與單片DSP芯片、多片DSP芯片以及其它處理芯片的通信，怎樣更高效、更便捷地實(shí)現通信，已成為廣大DSP應用者必須首要解決的一個(gè)問(wèn)題。
本文根據筆者在工程應用和調試TIDSPTMS320C5402與NECuPD780308單片機通信的經(jīng)驗，著(zhù)重介紹并討論通過(guò)將C5402 DSP的多通道緩沖串行口McBSP（Multi－channel Buffered Serial Port）配置為SPI模式（即時(shí)鐘停止模式），實(shí)現DSP與其它單片處理器通信，并給出部分程序代碼，供讀者們參考。
2 多通道緩沖串行口McBSP
多通道緩沖串行口McBSP的功能是提供器件內外數據串行交換。同以前的串口相比，McBSP串口具有相當大的靈活性。表1給出了有關(guān)VC5402的McBSP管腳的說(shuō)明。其中串口接收、發(fā)送時(shí)鐘和同步幀信號，既可由外部設備提供，又可由內部時(shí)鐘發(fā)生器提供，大大地提高了通信的靈活性。
3 SPI協(xié)議：McBSP時(shí)鐘停止模式
SPI協(xié)議是以主從方式工作的，有一個(gè)主設備和一個(gè)或多個(gè)從設備，接口包括以下4個(gè)信號：串行數據輸入（也稱(chēng)為主進(jìn)從出，或MISO）；串行數據輸出（也稱(chēng)為主出從進(jìn)，或MOSI）；串行移位時(shí)鐘（也稱(chēng)為SCK）；從使能信號（也稱(chēng)為SS）。
圖1為設備接口示意圖。
主設備通過(guò)提供移位時(shí)鐘和從使能信號來(lái)控制信息的流動(dòng)，從使能信號是一個(gè)可選的高低電平，它激活從設備（在沒(méi)有時(shí)鐘提供的情況下）的串行輸入和輸出。在沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的從使能信號的情況下，主從設備之間的通信則由移位時(shí)鐘的有無(wú)來(lái)決定，在這種連接方式下，從設備必須自始至終保持激活狀態(tài)，而且從設備只能是一個(gè)，不能為多個(gè)。
DSPVC5402提供的時(shí)鐘停止模式則可用于SPI協(xié)議通信中，當McBSP被配置為時(shí)鐘停止模式時(shí)，發(fā)送器和接收器是內部同步的，即可將McBSP配置為一個(gè)SPI主或從設備。其中，可將發(fā)送數據幀時(shí)鐘（FSX）用作從使能（即SS），而發(fā)送數據位時(shí)鐘（CLKX）則用作SPI協(xié)議中的SCK，由于接收數據位時(shí)鐘（CLKR）和接收數據幀時(shí)鐘（FSR）在內部與FSX和CLKX是相連的，所以該管腳不用于SPI模式。
當McBSP被配置作為一個(gè)主設備，傳送輸出信號（BDX）被用作SPI協(xié)議的MOSI信號，接收輸入信號（BDR）就被用作MISO信號。圖2所示為McBSP用作主設備的SPI接口。
同樣地，當McBSP被配置作為一個(gè)從設備，BDX就被用作了MISO信號，BDR就被用作了MOSI信號。圖3所示為McBSP用作從設備的SPI接口。
DSPVC5402的McBSP被用于時(shí)鐘停止模式時(shí)，寄存器SPCR1的CLKSTP位域和引腳配置寄存器的CLKXP位的配置見(jiàn)表2。
4 McBSP作為SPI設備時(shí)的其它有關(guān)寄存器的配置
為了能使讀者更好地掌握和了解當McBSP作為SPI設備時(shí)的有關(guān)寄存器配置，筆者將以McBSP作為SPI從設備運行為例，給讀者介紹有關(guān)McBSP的其它有關(guān)寄存器的配置，若McBSP作為SPI主設備，則相關(guān)配置相反即可。
當McBSP作為SPI從設備時(shí)，主設備外部產(chǎn)生主時(shí)鐘。CLKX引腳和FSX引腳必須被設置為輸入。CLKX引腳和CLKR信號內部連接，從而傳送和接收回路均由外部主時(shí)鐘計時(shí)（CLKX）。同時(shí)，FSX引腳和FSR信號內部連接，CLKR引腳和FSR引腳不再需要外部信號連接。將McBSP用作從設備的SPI接口的例子如圖3所示。
盡管CLKX信號由主設備外部產(chǎn)生且與McBSP同步，McBSP的采樣率發(fā)生器必須可以啟動(dòng)正確的SPI從設備運行。采樣率發(fā)生器應被編為它的最大速率（CPU時(shí)鐘速率的一半）。內部采樣率時(shí)鐘被用來(lái)同步McBSP邏輯和外部主時(shí)鐘及從使能信號。每次傳送，McBSP需要FSX輸入的從使能信號的上升沿。這就是說(shuō)，在每次傳送的開(kāi)始，主設備必須維護從使能信號，在每次傳送完成后，消除從使能信號。在兩次傳送之間，從使能信號不能一直保持為高電平。對正確的SPI從設備運行而言，McBSP的數據延遲參數必須設置為0，在這種運行模式中，值1或2沒(méi)有定義。配置McBSP為從設備所需的寄存器位值列在表3中。
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