新型數據通信方式GSM-R手持終端的實(shí)現

4 軟件實(shí)現

　　本文使用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D，對其相應的地址進(jìn)行讀操作，完成選定語(yǔ)音的播放。SPI收發(fā)程序往往是一段采用輪循方式完成收發(fā)的簡(jiǎn)單代碼，也就是單片機通過(guò)MOSI寄存器發(fā)送數據。同時(shí)根據查詢(xún)MOSI狀態(tài)寄存器的狀態(tài)來(lái)判斷是否能發(fā)送下一個(gè)數據。在此過(guò)程中，單片機處于死等的狀態(tài)，不能進(jìn)行任何其它任務(wù)的執行。對于高速的AVR來(lái)講，采用這種方式大大降低了MCU的效率，無(wú)法發(fā)揮其高速、高效的特點(diǎn)。同時(shí)，由于A(yíng)TMEGA48在完成語(yǔ)音回示的同時(shí)，還需要完成語(yǔ)音通話(huà)、故障記錄等功能，因此需要MCU能更高效地完成SPI收發(fā)功能。

　　在使用ATMEGA48時(shí)，根據芯片本身的特點(diǎn)（片內大容量RAM，適合采用高級語(yǔ)言編寫(xiě)系統程序），使用了一種新的方法，采用接收和發(fā)送緩沖器加中斷的方法，編寫(xiě)高效可靠的SPI收發(fā)程序。

　　基本思路如下：

　　1、發(fā)送數據時(shí)，如果MOSI數據寄存器為空，則直接將需要發(fā)送的數據填入MOSI數據寄存器，由單片機自動(dòng)完成數據的發(fā)送。

　　2、發(fā)送數據時(shí)，如果MOSI數據寄存器不為空，也就是說(shuō)有待發(fā)的數據，此時(shí)將需要發(fā)送的數據填入發(fā)送數據緩沖區（構建在A(yíng)TMEGA48的RAM中）。單片機將數據置入發(fā)送緩沖區中，就算已經(jīng)完成了數據的發(fā)送，可以執行別的指令，這樣，充分發(fā)揮了其并行高速運行的特點(diǎn)。本文在中斷處理程序中完成對發(fā)送緩沖區數據的處理。每次MOSI數據寄存器數據發(fā)送完成，都會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷，因此當產(chǎn)生中斷時(shí)，表明前一個(gè)數據已經(jīng)發(fā)送完成，將待發(fā)的發(fā)送緩沖區數據置入MOSI數據寄存器，進(jìn)行數據的自動(dòng)發(fā)送。

　　以下為SPI數據發(fā)送程序和SPI中斷處理程序，流程分別如圖2、圖3所示。

圖2 數據發(fā)送程序

圖3 中斷處理程序

　　采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法，能夠高效地完成數據的收發(fā)，提高M(jìn)CU的效率，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　l、采用兩個(gè)8字節的接收和發(fā)送緩沖器來(lái)提高M(jìn)CU的效率，如當程序發(fā)送數據時(shí)，如果SPI口不空閑，就將數據放入發(fā)送緩沖器中，MCU不必等待，可以繼續執行其它工作。而SPI的硬件發(fā)送完一個(gè)數據后，產(chǎn)生中斷，由中斷服務(wù)程序負責將發(fā)送緩沖器中的數據依次送出。

　　2、數據緩沖器結構是一個(gè)線(xiàn)性的循環(huán)隊列，由讀、寫(xiě)和隊列計數器3個(gè)指針控制，用于判斷隊列是否空、溢出，以及當前數據在隊列中的位置。

　　3、由于在數據發(fā)送程序和中斷服務(wù)程序中都要對數據緩沖器的讀、寫(xiě)和隊列計數器3個(gè)指針進(jìn)行判斷和操作，為了防止沖突，在數據發(fā)送程序中對3個(gè)指針操作時(shí)臨時(shí)將中斷關(guān)閉，提高了程序的可靠性。

　　5 結語(yǔ)

　　整個(gè)控制系統采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法，使用兩個(gè)數據緩沖器，分別構成循環(huán)隊列。這種程序設計思路，不但程序的結構性完整，同時(shí)也解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾，實(shí)現 程序中任務(wù)的并行運行，提高了MCU的運行效率，同時(shí)這種程序設計的思路對編寫(xiě)UART、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鑒。