單片機在跳頻系統數字信號處理中的應用

４．２ ＳＰＩ的程序設計

在該ＦＨ信號處理模塊中，單片機通過(guò)ＳＰＩ與ＦＰＧＡ交換數據。ＦＰＧＡ選用Ｘｉｎｌｉｘ公司的ＸＣＶ１００。下面具體介紹幾個(gè)主要的子程序：

（１）ＳＰＩ的初始化

程序在復位時(shí)，通常都要對ＳＰＩ口進(jìn)行初始化。單片機設置若為主機。ＳＰＩ的數據順序為ＬＳＢ?低位?在前。ＳＣＫ時(shí)鐘空閑時(shí)為低電平，在ＳＣＫ的下降沿采樣數據；時(shí)鐘為系統時(shí)鐘的１／１２８。那么，具體的初始化程序如下：

ｒｅｓｅｔ:ｌｄｉ ｒｘ,＄０

ｏｕｔ ｓｐｓｒ,ｒｘ ?;清ＳＰＩ中斷標志，寫(xiě)沖突標志

ｌｄｉ ｒｘ,＄０ｆ７;

ｏｕｔ ｓｐｃｒ, ｒｘ ?;設置ＳＰＩ的傳輸參數

（２） ＳＰＩ的發(fā)送程序

單片機每次需要把１０ｂｙｔｅ的相關(guān)碼送給ＦＰＧＡ，因此應將ＳＲＡＭ區的＄０９ｃ２－＄０９ｄｆ段設定為ＳＰＩ的數據緩沖區，然后由ＳＰＩ從該緩沖區中取數據直到發(fā)送完畢。ＳＰＩ的發(fā)送函數如下：

ｓｐｉ_(kāi)ｓｅｎｄ:ｌｄｉ ｘｈ,＄９

ｌｄｉ ｘｌ,＄０ｃ２;

ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｏ,ｘｌ ;將ＳＰＩ緩沖區的輸出地址設為＄ｃ２

ｌｄｉ ｒｙ, １０ ?;將１０ｂｙｔｅ相關(guān)碼存入＄９ｃ２開(kāi)始的地址

ｓ６７_２: ｌｄ ｒｘ, ｙ＋ ?;ｙ為相關(guān)碼存放的地址

ｓｔ ｘ＋, ｒｘ

ｓ６７_３: ｄｅｃ ｒｙ

ｂｒｎｅ ｓ６７_２

ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｉ,ｘｌ ;將ＳＰＩ緩沖區的輸入地址存入ｓｐｉｆｉｆｏｉ

ｌｄｉ ｒｘ,＄０ａａ ?;將發(fā)相關(guān)碼的標志＄ａａ通過(guò)ＳＰＩ

ｏｕｔ ｓｐｄｒ,ｒｘ ?;送給ＦＰＧＡ

ｓｅｉ ?;開(kāi)中斷

ｒｅｔ

（３） ＳＰＩ的中斷程序

每次ＳＰＩ發(fā)送完一字節，都要產(chǎn)生一個(gè)中斷，以使程序跳轉到ＳＰＩ的中斷程序。由于ＳＰＩ主從機的移位寄存器可以看成是一個(gè)分布式的１６ 位循環(huán)移位寄存器，而且在當數據從主機移向從機的同時(shí)，數據也從從機移向主機，故在中斷程序中，應首先判斷ＳＰＤＲ中的數據是否是需要接收的數據（相關(guān)值），然后判斷ＳＰＩ緩沖區中的數據（相關(guān)碼）是否發(fā)完，如沒(méi)有，則繼續發(fā)送，直到發(fā)完為止。具體程序如下：

ｓｐｉ_(kāi)ｉｎｔ:ｐｕｓｈ ｘｌ ?;保存寄存器的值

ｐｕｓｈ ｘｈ

ｉｎ ｘｌ,ｓｒｅｇ

ｐｕｓｈ ｘｌ

ｌｄｓ ｘｌ, ｒｃｏｒｍａｒｋ ?;判斷是否為有效數據，“０”為有效

ｂｒｎｅ ｓｐｉ_(kāi)２ ?不等于０，跳

ｉｎ ｘｌ, ｓｐｄｒ

ｓｔｓ ｉｎｃｏｒｂｕｆ, ｘｌ ?;將相關(guān)值存入ｉｎｃｏｒｂｕｆ

ｓｐｉ_(kāi)２: ｌｄｓ ｘｌ, ｓｐｉｆｉｆｏｏ ;比較緩沖區的輸入，輸出指針

ｌｄｓ ｓｐｒｘ, ｓｐｉｆｉｆｏｉ

ｃｐ ｘｌ. ｓｐｒｘ ?;

ｂｒｅｑ ｓｐｉｅｎｄ ?;相等，則數據發(fā)完，跳

ｌｄｉ ｘｈ,＄９ ?;不等，則取下一個(gè)字節送入ｓｐｄｒ

ｌｄ ｓｐｒｘ, ｘ＋

ｏｕｔ ｓｐｄｒ, ｓｐｒｘ

ｃｐｉ ｘｌ, ＄０ｅ０ ?;調整ｓｐｉｆｉｆｏｏ指針

ｂｒｌｏ ｓｐｉ_(kāi)０ ?;未超過(guò)緩沖區范圍，跳

ｌｄｉ ｘｌ, ＄０ｃ２ ?;超過(guò)，將緩沖區開(kāi)始地

址給ｓｐｉｆｉｆｏｏ

ｓｐｉ_(kāi)０: ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｏ,ｘｌ;

ｓｐｉｅｎｄ:ｐｏｐ ｘｌ

ｏｕｔ ｓｒｅｇ,ｘｌ

ｐｏｐ ｘｈ

ｐｏｐ ｘｌ

ｒｅｔｉ

５　結束語(yǔ)

本設計方案已通過(guò)軟硬件調試，結果表明：ＡＴ-ｍｅｇａ１０３單片機較８９Ｃ５Ｘ系列單片機在資源和功能上都有很大的提高，不但控制更加簡(jiǎn)單、靈活，而且能夠節省不少外圍電路，因此具有成本和體積上的優(yōu)勢，可完全滿(mǎn)足跳頻信號處理模塊的功能要求。