CPLD的DSP多SPI端口通信設(shè)計

　　鎖存器的工作特點：當gate引腳上輸入高電平信號時，鎖存器工作開始鎖存總線上的數(shù)據(jù);當gate引腳上是低電平時，鎖存器不工作，即當總線上的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，鎖存器的輸出不發(fā)生變化。由于本設(shè)計需要多個參數(shù)傳輸，通過地址選擇的方法把這3個數(shù)據(jù)從一條總線上區(qū)分出來，設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)的低兩位為地址選擇位。地址選擇位經(jīng)移位寄存器，串并轉(zhuǎn)換，作為三輸入與門的兩個輸入端，進行地址選擇。每次16位的數(shù)據(jù)移位結(jié)束，數(shù)據(jù)穩(wěn)定時，在計數(shù)器高電平作用下，相應(yīng)gate的引腳上輸出高電平，數(shù)據(jù)鎖存入相應(yīng)的鎖存器。例如，可以設(shè)置低兩位是“11”時，DSP送入PWM電路的是ll位的調(diào)相信號;當?shù)蛢晌辉O(shè)置成“01”時，DSP送入PWM電路的是10位調(diào)節(jié)A相占空比的信號;當?shù)蛢晌辉O(shè)置成“10”時，DSP送入PWM電路的是10位調(diào)節(jié)B相占空比的信號。由此可以在電路中設(shè)計一個三輸人的與門，當16位數(shù)據(jù)傳輸完畢，即在相應(yīng)gate的引腳上輸出高電平時，數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的鎖存器，如圖5所示。

　　2.3 DSP與LTC6903的接口配置

　　由于LTC6903芯片本身具有SPI接口，需要在DSP的程序中設(shè)置相應(yīng)的SPI寄存器。LTC6903采用上升沿接收，且接收時高位在前，所以需要DSP設(shè)置為下降沿傳輸，傳輸時高位在前。在傳輸?shù)倪^程中，在脈沖信號的下降沿數(shù)據(jù)發(fā)生變化，傳輸數(shù)據(jù);在脈沖信號的上升沿數(shù)據(jù)穩(wěn)定，便于LTC6903鎖存數(shù)據(jù)，傳輸時序如圖6所示。從圖中可以看出，所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是十六進制數(shù)019A，下降沿數(shù)據(jù)發(fā)生變化，上升沿數(shù)據(jù)穩(wěn)定，傳輸16位數(shù)據(jù)，有16個脈沖。實驗結(jié)果表明，DSP配置是與LTC6903的SPI接口工作時序相匹配的。

　　3 DSP中SPI的開發(fā)過程

　　SPI端口數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c是：主設(shè)備的時鐘信號出現(xiàn)與否決定數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，一旦檢測到時鐘信號即開始傳輸，時鐘信號無效后傳輸結(jié)束。這期間，從設(shè)備使能時鐘信號的起停狀態(tài)很重要。DSP56F801的SPI端口的時鐘信號起停狀態(tài)如表1所列。在設(shè)計中設(shè)置的SPI控制寄存器的CPOL和CPLA位是“11”。SCLK空閑時為高電平，傳輸中數(shù)據(jù)變化發(fā)生在下降沿，穩(wěn)定在上升沿。從圖2可看出實現(xiàn)了與CPLD中的移位鎖存電路的匹配，傳輸正確。

　　SPI端口協(xié)議要求系統(tǒng)上電復(fù)位后，從機先于主機開始工作。如果從機在主機之后開始工作，就有可能丟掉部分時鐘信號，使得從機并不是從數(shù)據(jù)的第一位開始接收，造成數(shù)據(jù)流的不同步?？赏ㄟ^硬件延時或軟件延時的方法，來確保從機先于主機工作。本設(shè)計采用軟件延時的辦法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的同步。這個延時由兩部分組成，一部分是DSP串行輸出數(shù)據(jù)的時間延時，另外一部分就是后續(xù)數(shù)字電路中的延時。延時的具體計算過程如下：數(shù)據(jù)傳輸時使用的時鐘信號是對總線時鐘的2分頻，當DSP的主頻是60 MHz時，總線時鐘頻率是30MHz，對它進行2分頻，可以計算出SCLK的周期是66.6ns(實際所測出的周期是78.2 ns)。另外通過測試得到PWM電路的延時最長時間是23.6 ns，鎖存器的最大延時是7.6 ns，移位寄存器的最大延時是3.O ns。由上述對CPLD數(shù)字電路的延時和對SCLK周期的測試，就可以得到這樣一個結(jié)論：設(shè)PWM電路的延時時間為t1、鎖存器的延時時間為t2、移位寄存器的延時時間為t3、SCLK的時鐘周期是Tc，在SPI傳輸?shù)倪^程中，整個電路的延時t可以這樣計算：

　　由于數(shù)字電路傳輸中存在這樣的延時，所以在寫DSP程序時，需要加入一定的延時。此實驗中加入的延時是2μs，可以實現(xiàn)可靠傳輸。