基于TMS320F2812的SPI接口設計方案

目前，在一些控制系統中需要不斷地調整參數或者改變相關(guān)的設置，才能取得良好的控制效果，并且將這些參數在掉電之前保存下來(lái)，從而確保下次運行時(shí)可以直接使用已經(jīng)調整好的參數，而不必重新設置。這就需要EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電可擦可編程只讀存儲器)，一種掉電后數據不丟失的存儲芯片，來(lái)存儲這些數據。隨著(zhù)DSP芯片在控制系統中的應用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的控制系統采用DSP的SPI模塊來(lái)對EEPROM進(jìn)行操作，以實(shí)現數據的存儲記錄。
TMS320F2812是TI公司推出的一款用于控制系統的高性能、多功能、高性?xún)r(jià)比的32位定點(diǎn)DSP芯片。TMS320F2812采用哈佛總線(xiàn)結構，具有密碼保護機制，可在一個(gè)周期內進(jìn)行雙16×16乘加和32×32乘加操作，從而兼顧控制和快速運算的雙重功能；芯片上集成了多種外設，尤其是2個(gè)事件管理器為電動(dòng)機以及功率變換控制提供了很大的便利，因此在控制系統中得到了很廣泛的應用。下面以Microchip公司的EEPROM 25LC040為例，介紹TMS320F2812的SPI接口設計。

1 主要芯片簡(jiǎn)介
1．1 TMS320F2812 SPI模塊
SPI總線(xiàn)是一種同步串行外設接口，它可以使控制芯片以串行方式與各種外圍設備進(jìn)行通信。該接口一般使用4條線(xiàn)：串行時(shí)鐘線(xiàn)(SCK)、主機輸入／從機輸出數據線(xiàn)MISO、主機輸出／從機輸入數據線(xiàn)MOSI和片選信號STE。
TMS320F2812的SPI模塊有主從兩種工作模式，可以通過(guò)寄存器來(lái)設置(其數據長(cháng)度可以配置為1～16位，具有125種可編程的波特率)；通過(guò)時(shí)鐘極性和時(shí)鐘相位可以將SPI模塊配置成4種不同的時(shí)鐘模式；有16級發(fā)送／接收FIFO，并且具有延時(shí)發(fā)送的功能，可以通過(guò)中斷或者查詢(xún)的方式來(lái)完成數據的發(fā)送和接收。
SPI模塊有8個(gè)寄存器需要設置，用來(lái)控制SPI的操作：SPICCR、SPICTL用來(lái)配置SPI的工作狀態(tài)；SPISTS用來(lái)獲取SPI的狀態(tài)信息，包括2個(gè)接收狀態(tài)位和1個(gè)發(fā)送緩沖狀態(tài)位，可以通過(guò)查詢(xún)這些狀態(tài)位來(lái)判斷是否完成數據的接收或者發(fā)送；SPIBRR用來(lái)設置SPI的波特率；SPIRXB-UF和SPITXBUF分別用來(lái)接收和發(fā)送數據；SPIDAT裝載SPI要發(fā)送的數據，SPIPRI用來(lái)設置SPI中斷的優(yōu)先級。
1．2 EEPROM芯片25LC040
25LC040是SPI接口的4 Kb EEPROM，至少可以擦寫(xiě)1 000萬(wàn)次，數據至少可以保存200年，可以滿(mǎn)足大部分數據存儲的要求。DSP必須能通過(guò)相應的指令實(shí)現對25LC040的訪(fǎng)問(wèn)。25LC040的操作指令如表1所列。

表1中，A8是讀／寫(xiě)開(kāi)始地址的第9位。25LC2040是512×8位的EEPROM，分成上下兩頁(yè)，每頁(yè)256個(gè)字節，通過(guò)選擇A8可以實(shí)現對不同頁(yè)的操作。

1．2．1 讀時(shí)序
當片選信號為低時(shí)，向25LC040傳送8位的讀指令(0000 A8011)，緊接著(zhù)傳送需要讀取數據的低8位地址。當正確的讀寫(xiě)指令和地址被識別后，EEPROM中對應地址的數據將會(huì )由輸出引腳順次傳出，若繼續提供時(shí)鐘信號，下一位地址對應的數據也會(huì )依次讀出。當片選信號為高時(shí)，讀數據的操作將會(huì )被終止。其具體操作如圖1所示。圖中，CS為片選信號，SCK為時(shí)鐘信號，SI為輸入引腳信號，SO為輸出引腳信號。

1．2．2 寫(xiě)時(shí)序
在對25LC040進(jìn)行任何寫(xiě)操作之前，必須先執行WREN(寫(xiě)使能)指令。寫(xiě)使能指令的操作如圖2所示。先使片選信號為低，然后傳送寫(xiě)使能指令到25LC040中，指令傳送完畢后，必須將片選信號設置為高以完成寫(xiě)使能操作。如果寫(xiě)指令傳送結束后沒(méi)有拉高片選信號，直接進(jìn)行寫(xiě)操作，那么數據將不會(huì )寫(xiě)入到存儲陣列中。