TMS320VC33同步串行口和PC實(shí)現異步串行通信

摘　要：本文采用最簡(jiǎn)單的連接電路，進(jìn)行軟件模擬通用異步發(fā)送/接收器UART，實(shí)現TMS320VC33同步串行口和PC機RS-232C接口異步串行通信。

關(guān)鍵詞：串行通信；數據格式；PC；TMS320VC33

　　數字信號處理器DSP，由于其具有高速數字信號處理等特點(diǎn)，在圖形圖像處理、高精度測量控制、高性能儀器儀表等眾多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應用。實(shí)際應用中，往往把經(jīng)過(guò)DSP采集處理的信號或數據傳送給微機進(jìn)行存儲和進(jìn)一步處理，而外部設備和微機之間進(jìn)行數據傳送，常常通過(guò)微機的RS-232異步串行口進(jìn)行，實(shí)現起來(lái)接口設計容易，通信程序設計簡(jiǎn)單。目前，通過(guò)微機的RS-232串行口進(jìn)行通信最為簡(jiǎn)單且常用的是采用三線(xiàn)式接法，便可實(shí)現全雙工異步串行通信。但是，在一些常用的DSP芯片中，采用的通信是同步串行方式,其數據傳送格式和微機標準的RS-232數據幀格式不同，能否采用簡(jiǎn)便的方法,實(shí)現DSP的同步串行口和微機的異步串行通信。本文介紹了一種用軟件模擬通用異步發(fā)送/接收器UART，實(shí)現TMS320VC33通過(guò)RS-232串行口和微機通信的方法。

RS-232和TMS320VC33串行通信格式

　　在微機的RS-232接口中，由于沒(méi)有時(shí)鐘信號，所以數據按照設定的固定波特率傳送。通過(guò)微機的RS-232串行口進(jìn)行通信最為簡(jiǎn)單且常用的是采用三線(xiàn)式接法，即只需連接RX(數據接收)、TX(數據發(fā)送)、GND（地）三個(gè)引腳，便可實(shí)現全雙工異步串行通信。PC機按照幀格式發(fā)送/接收信號，一幀通常包括1位起始位(“0”電平)、5~8bits數據位、1位(或無(wú))校驗位和1位/1位半/2位停止位(“1”電平)。起始位表示數據傳送開(kāi)始，數據位是低位在先，停止位表示一幀結束。

　　按照RS-232標準通信，通信雙方的波特率設置和幀格式的設置應該一致，才能保證數據正確的傳送。

　　TMS320VC33是TI公司的高性能浮點(diǎn)DSP器件，它有1個(gè)雙向雙緩沖的同步串口，與串行通信直接有關(guān)的外部引腳有6個(gè)信號：串行接收時(shí)鐘(CLKR)、串行發(fā)送時(shí)鐘(CLKX)、接收幀同步(FSR)、發(fā)送幀同步(FSX)、串行數據接收(DR0)和串行數據發(fā)送(DT0)。串行口有8個(gè)內部存儲器映射的控制寄存器，每個(gè)寄存器都是32位。

　　TMS320VC33的串行通信的發(fā)送與接收方式有連續方式和暴發(fā)方式，連續方式是指在同步信號后，數據連續傳送，相鄰字之間無(wú)間隔，暴發(fā)方式是指每個(gè)字的傳輸由串行口無(wú)效周期隔開(kāi),每個(gè)字的傳送都由幀同步(FSX/FSR)信號開(kāi)始,后面是數據位。其固定傳輸率暴發(fā)方式的時(shí)序如圖1所示。

　　需要注意，TMS320VC33在暴發(fā)方式接收數據時(shí)，從幀同步信號后開(kāi)始接收就不再考慮FSR信號，但在一幀信號的最后一位時(shí)，FSR必須為低電平，否則就將會(huì )被作為下一幀的幀同步信號位，傳輸方式就變成了連續方式。和標準的RS-232串行通信格式不同的是，TMS320VC33的發(fā)送與接收，數據位可以選擇8、16、24和32位，一幀格式?jīng)]有起始位、校驗位和停止位，且數據位是高位在先。

　　TMS320VC33串口可以選擇內/外部時(shí)鐘，幀同步(FSX/FSR)信號也可以可以選擇內/外部信號實(shí)現，但是，接收幀同步(FSR)信號一般采用外同步。

實(shí)現TMS320VC33和PC串行通信的簡(jiǎn)易方法

　　由以上分析看出，TMS320VC33的串口和PC機的串口在數據格式以及傳送控制上有區別，但是通過(guò)軟件模擬以及簡(jiǎn)單的硬件控制，就可實(shí)現TMS320VC33與標準串口間的通信。

　　采用三線(xiàn)連接的硬件電路

　　實(shí)現PC和TMS320VC33串行通信的硬件電路如圖2所示。由于PC起始位為低電平，TMS320VC33幀同步位為高電平，為了使它們統一起來(lái)，在DSP的發(fā)送/接收引腳都外接一個(gè)反相器的輸入/輸出端，當然，加了反相也會(huì )使數據相位和停止位都變反，但數據信號很容易用軟件方法使它還原。圖中的MAX232實(shí)現TTL邏輯電平和RS-232邏輯電平的轉換。

　　采用固定暴發(fā)方式通信及其軟件實(shí)現

　　在這種方式下，TMS320VC33的串行數據傳輸率不變，且等于PC機的波特率。根據雙方幀格式的特點(diǎn)以及軟件對數據位處理的方便，對PC和TMS320VC33串行通信的幀格式設計如下：

　　DSP接收PC發(fā)送時(shí)，PC機：1位起始位、7位數據位、1位停止位；VC33：1位幀同步，8數據位(其中1位是PC的停止位)。

　　DSP發(fā)送PC接收時(shí)，PC機：1位起始位、7位數據位、1位停止位；VC33：16位數據位(其中第1位作為起始位，第2-8位作為數據位，第9位作為停止位，第10-16位作為空閑位)。

　　以上幀格式傳送數據，有以下問(wèn)題需要處理。

　　�郵輾蕉越郵盞氖©據組裝變換。
　　
　　環(huán)聰嗪螅�©好滿(mǎn)足對FSR的要求。

　　TMS320VC33和PC根據以上軟、硬件設計要求，實(shí)現串行通信數據處理的流程圖如圖3所示。該圖是在通信雙方按以上設計并對串行口初始化后，進(jìn)行TMS320VC33發(fā)送和PC機接收的數據處理過(guò)程，而PC發(fā)送和TMS320VC33接收也有幾乎類(lèi)似的處理。以TMS320VC33發(fā)送數據6EH為例，說(shuō)明處理流程。

　　TMS320VC33發(fā)送方：TMS320VC33要把6EH變成1011000000000000和1111000000000000兩個(gè)16位數據分2次發(fā)送，前一個(gè)數據是發(fā)送6H，后一個(gè)數據發(fā)送EH。在發(fā)送的數據前面加了1位“1”，作為PC的起始位，后面7位為數據位，再后面加8位“0”，作為PC的停止位和空閑位。

　　PC接收方：以中斷方式讀取數據。硬件對數據反相后傳過(guò)來(lái)的2幀數據是010011111111111和0000111111111111。PC串行口自動(dòng)去掉起始位、停止位和空閑位，并把數據位的高低位互換得到2個(gè)7位數據1111001和1111000。低4位是數據的有效位，把它們取出來(lái)組裝成10001001，取反后得到01110110，再對數據的高低位互換得到01101110，即6EH。

　　以上對發(fā)送/接收的數據進(jìn)行變換，用軟件實(shí)現是很容易的。之所以要把一個(gè)字節數據分成2個(gè)16位數據，主要是受到RS-232標準幀格式和“三線(xiàn)連接”通信方法的限制 。

 
結語(yǔ)

在工程設計中，采用上述方法實(shí)現PC和TMS320VC33串行通信，解決了相互之間通信格式不同的問(wèn)題，簡(jiǎn)單方便，切實(shí)可行，其基本思想也可供其它數據格式不同的串行通信參考。

參考文獻：

1．  Texas Instruments Incorporated.TMS320C3X User's Guide. 2001.