TMS320VC5402串行通信接口設計

　　近年來(lái)，ＤＳＰ在電子、通信和控制領(lǐng)域得到了非常廣泛的應用，在ＤＳＰ應用系統設計中與上、下位機的通信必不可少。目前幾乎所有的ＤＳＰ都提供一個(gè)或多個(gè)串口，然而，多數ＤＳＰ芯片提供的是同步串口，在實(shí)際的應用中，ＤＳＰ要能夠與外設進(jìn)行異步串行通信，如與ＰＣ機進(jìn)行串行數據傳輸就要求ＤＳＰ系統具ＵＡＲＴ串行接口。另外，由于單片機控制靈活方便、便于鍵盤(pán)及顯示的擴展，使得其與ＤＳＰ結合的更加緊密。針對這種情況，本文研究并實(shí)現了ＤＳＰ與ＰＣ機及單片機通信接口的擴展。

　?。薄。樱校山涌趨f(xié)議

　　串行外圍設備接口（ＳＰＩ）是ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司提出的一個(gè)同步串行外設接口，以主從方式工作，允許ＣＰＵ　與各種外圍接口器件以串行方式進(jìn)行通信、交換信息。接口包括４條線(xiàn)：串行時(shí)鐘線(xiàn)（ＳＣＫ）、主機輸入／從機輸出線(xiàn)（ＭＩｓＯ）、主機輸出／從機輸入線(xiàn)（ＭＯＳＩ）、低電平有效的使能信號線(xiàn)（／ＳＳ）。這樣，僅需３～４根數據線(xiàn)和控制線(xiàn)即可擴展具有ＳＰＩ接口的各種Ｉ／Ｏ器件。

　?。病。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＰＣ機的異步串口通信

　?。玻薄。停悖拢樱械墓δ芘c特點(diǎn)

　?。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃残酒哂校矀€(gè)高速、全雙工、多通道緩沖串行接口（ＭｃＢＳＰ），其方便的數據流控制可使其與大多數同步串行外圍設備接口。ＭｃＢＳＰ通過(guò)６個(gè)引腳（ＢＤＸ、ＢＤＲ、ＢＣＬＫＸ、ＢＣＬＫＲ、ＢＦＳＸ　和ＢＦＳＲ）與外設接口。

　?。停悖拢樱写诠ぷ饔跁r(shí)鐘停止模式時(shí)與ＳＰＩ協(xié)議兼容。此時(shí)，發(fā)送器和接收器在內部得到同步，ＭｃＢＳＰ可作為ＳＰＩ的主設備或從設備。發(fā)送時(shí)鐘信號（ＢＣＬＫＸ）對應于ＳＰＩ協(xié)議中的串行時(shí)鐘信號（ＳＣＫ），發(fā)送幀同步信號對應于從設備使能信號（／ＣＳ）。在這種方式下對接收時(shí)鐘信號（ＢＣＬＫＲ）和接收幀同步信號（ＢＦＳＲ）不進(jìn)行連接，因為它們在內部分別與ＢＣＬＫＸ和ＢＦＳＸ相連。ＭｃＢＳＰ工作于ＳＰＩ模式的主機時(shí)，與ＳＰＩ從設備接口如圖１所示。

　　圖１?。停悖拢樱凶鳛椋樱校傻闹髟O備

　?。玻病。停粒兀常保保蓖ㄓ卯惒绞瞻l(fā)器

　?。停粒兀常保保蓖ㄓ卯惒绞瞻l(fā)器是ＭＡＸＩＭ　公司為微處理系統設計的通用異步收發(fā)器ＵＡＲＴ，包括振蕩器、可編程波特率發(fā)生器、可屏蔽的中斷源、８字節的接收ＦＩＦＯ緩沖器和兩個(gè)ＲＳ２３２電平轉換器。它應用ＳＰＩ接口技術(shù)直接與主控制器進(jìn)行通信，通信速率可達２３０?。耍猓?，無(wú)需再接入普通的ＭＡＸ２３２進(jìn)行電平轉換，即可應用一個(gè)芯片實(shí)現微控器與ＰＣ機或其它設備之間的異步數據傳輸。

　?。玻场。模樱信cＭＡＸ３１１１的接口設計

　　由于ＭＡＸ３１１１是３．３?。制骷?，ＤＳＰ的ＭｃＢＳＰ串行接口工作于ＳＰＩ模式時(shí)可直接與ＭＡＸ３１１１連接，實(shí)現與ＲＳ２３２設備異步數據傳輸。此時(shí)ＤＳＰ作為ＳＰＩ協(xié)議中的主設備，發(fā)送時(shí)鐘信號（ＢＣＬＫＸ）作為ＭＡＸ３１１１的串行時(shí)鐘輸入，發(fā)送幀同步脈沖信號（ＢＦＳＸ）作為ＭＡＸ３１１１的片選信號（／ＣＳ）。ＢＤＸ與ＤＩＮ　連接作為發(fā)送數據線(xiàn)，ＢＤＲ與ＤＯＵＴ　連接作為接收數據線(xiàn)。ＭＡＸ３１１１的ＴＸ　與ＴＩＩＮ連接，ＲＸ與Ｒ１ＯＵＴ連接，以便利用其片內的轉換

　　器實(shí)現ＵＡＲＴ到ＲＳ２３２電平的轉換。ＭＡＸ３１１１的中斷信號（ＩＲＱ）與ＤＳＰ的外部中斷ＩＮＴＯ相連，其接口電路如圖２所示。這樣硬件上無(wú)需任何其它外圍器件，由于異步數據的發(fā)送和接收由ＭＡＸ３１１１以硬件方案實(shí)現，所以軟件編程只需考慮ＤＳＰ與ＭＡＸ３１１１之間的同步數據通信。

　　圖２?。模樱信cＭＡＸ３１１１的接口電路

　　在ＳＰＩ串行協(xié)議中，主設備提供時(shí)鐘信號并控制數據傳輸過(guò)程，必須對ＭｃＢＳＰ初始化并設定適當的工作方式才能保證與ＭＡＸ３１１１的時(shí)序相配合，設計中采用ＭｃＢＳＰ的時(shí)鐘停止模式２（ＣＬＫＳＴＰ＝１１?。?，ＣＬＫＸＰ＝０）　。

　?。场。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＡＴ８９Ｓ５１單片機的串口通信

　?。模樱兄鳈C接口ＨＰＩ具有強大功能的智能外設，主要用于ＤＳＰ與其它總線(xiàn)或ＣＰＵ進(jìn)行連接。ＤＳＰ與單片機的接口通常采用ＨＰＩ來(lái)實(shí)現，但要外加電平轉換，硬件電路較復雜。這里采用Ｃ５４０２通過(guò)ＳＰＩ總線(xiàn)與ＡＴ８９Ｓ５１單片機進(jìn)行數據通信，但由于后者不帶ＳＰＩ總線(xiàn)接口，故采用軟件模擬ＳＰＩ串行時(shí)鐘及輸入、輸出數據。

　　圖３?。模樱信c８９Ｓ５ｌ單片機的接口電路

　?。模樱信cＡＴ８９Ｓ５１單片機的接口如圖３所示。ＤＳＰ通過(guò)ＭＯＳＩ引腳將要傳送的數據寫(xiě)到主機的發(fā)送數據寄存器ＤＸＲ，啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程，在同步時(shí)鐘ＢＣＬＫＸ的控制下將待發(fā)的數據從高位到低位逐位送到單片機接收引腳ＲＸＤ，當ＲＸＤ接受移位完畢時(shí)產(chǎn)生中斷，通知主機數據發(fā)送完畢。值得注意的是，單片機接收數據時(shí)是低位在前，高位在后。對于從機而言，在同步時(shí)鐘的節拍下將從機移位寄存器ＳＢＵＦ中的數據逐位經(jīng)ＭＩＳＯ移到主機的接收數據寄存器ＲＳＲ，再拷貝這些數據到接收緩沖寄存器ＲＢＲ中，最后再送到ＤＲＲ，當一個(gè)完整的數據塊接收完后置中斷標志，通知從機數據接收完畢。

　?。础〗Y論

　　本文介紹了利用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２的２個(gè)ＭｃＢＳＰ擴展與ＰＣ機和５１系列單片機的通信，硬件設計簡(jiǎn)單可靠，實(shí)用性強，軟件上僅需對ＭｃＢＳＰ進(jìn)行設置和編程，實(shí)現起來(lái)非常容易。在足球機器人模型識別與控制過(guò)程中完成了ＰＣ機、ＤＳＰ和單片機的實(shí)時(shí)通信，效果良好。