DSP芯片基于SCl6C750B的RS232接口設(shè)計(jì)

TMS320C32是32位浮點(diǎn)DSP芯片，在數(shù)字信號(hào)處理和自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；而RS232(EIA232)是自動(dòng)化控制領(lǐng)域中一種基本的串行異步通信規(guī)約。在開(kāi)發(fā)基于TMS320C32的熱力系統(tǒng)測(cè)控裝置時(shí)，采用SCl6C750BUART芯片擴(kuò)展出實(shí)現(xiàn)RS232規(guī)約的通信串口。文章介紹此串口收發(fā)中斷程序的設(shè)計(jì)和基于C語(yǔ)言的串口通信中斷例程的有關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：TMS320C32 SC16C750B RS232 UART DSP

引 言
美國(guó)TI(Texas Instruments)公司的系列DSP芯片采用哈佛結(jié)構(gòu)、流水線(xiàn)操作、專(zhuān)用硬件乘法器、快速DSP指令，使其在數(shù)字信號(hào)處理、通信和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。TMS320C32是32位浮點(diǎn)處理器。它除了上述特點(diǎn)外，還具有增強(qiáng)型存儲(chǔ)器接口、靈活的啟動(dòng)裝載(boot loader)、可重定位的中斷矢量表、靈活的中斷方式和其他外設(shè)[2]；其通信功能只包括片上集成的一個(gè)串口，但在設(shè)計(jì)中此串口一般被串行A／D或D／A芯片占用，或者被用于與另一片DSP芯片在“握手模式”(handshakemode)下直接連接[3]。

雖然TMS320C32串口有多種工作方式[3，4]，但通過(guò)串口相應(yīng)的寄存器并不能直接配置出符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的通信串口。而RS通信串口是自動(dòng)化控制設(shè)備的一種基本通信方式，如PC機(jī)或其他各種基于微處理器的控制裝置。RS232標(biāo)準(zhǔn)在1991年被標(biāo)準(zhǔn)化組織EIA(ElectronicIndustries Association)重命名為EIA232標(biāo)準(zhǔn)[5]，是一種異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)，包括機(jī)械連接、信號(hào)功能、電壓特性和通信協(xié)議等幾個(gè)方面的規(guī)定。

采用1片SC16C750B UART芯片[6]來(lái)完成TMS320C32的RS232串口的設(shè)計(jì)。此UART最高的串行數(shù)據(jù)速率可達(dá)3 Mbps，引腳與TLl6C750兼容，并且具有64字節(jié)接收和發(fā)送FIFOs以及自動(dòng)硬件流量功能。這些特征使串口通信更加高效、可靠。

1 TMS320C32的RS232串口硬件設(shè)計(jì)
在基于微處理器開(kāi)發(fā)的自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)中，一般并不需要串行通信的長(zhǎng)距離傳輸，故普遍采用“零-Modem”方式(Null-Modem or Zero-Modem)實(shí)現(xiàn)一對(duì)異步串口連接。圖1為一種“零-Modem”連接方式(具體信號(hào)的意義可見(jiàn)RS232標(biāo)準(zhǔn))。

由于RS232標(biāo)準(zhǔn)的異步通信規(guī)約數(shù)據(jù)幀都帶起始位和停止位，并且SC16C750B UART芯片具有自動(dòng)硬件流量控制功能，因此可以進(jìn)一步忽略與Modem相關(guān)的控制信號(hào)(DTR、DSR、CD、RTS、CTS)，簡(jiǎn)化連接。

1．1 SCl6C750B UART芯片
SCl6C750B為異步串行通信芯片[6]，帶標(biāo)準(zhǔn)Modem接口。它具有以下主要特點(diǎn)：

①標(biāo)準(zhǔn)異步錯(cuò)誤位和幀格式位(起始位、停止位、奇偶校驗(yàn)位)，并且?guī)袷娇删幊蹋?br /> ②軟件可選擇波特率；
③發(fā)送和接收各64字節(jié)FIFOs；
④發(fā)送、接收、線(xiàn)路狀態(tài)等中斷可獨(dú)立控制，并且中斷優(yōu)先級(jí)可編程；
⑤獨(dú)立的接收時(shí)鐘；
⑥在5V工作電壓下，發(fā)送或接收速率可達(dá)5Mbps；
⑦自動(dòng)硬件流量控制；
⑧4種可選擇接收中斷級(jí)別；
⑨標(biāo)準(zhǔn)Modem接口；
⑩引腳與STl6C>t50／550、TLl6C450／550、PC16C450／550，軟件與SCl6C750及TL16C750兼容。其他一些特點(diǎn)不再贅述。

SCl6C750B主要引腳的功能如表1所列，更具體的資料可見(jiàn)文獻(xiàn)[6]。

1．2硬件原理
硬件設(shè)計(jì)的總體思路：

①UART的地址被分配到TMS320CC32的IOSTRB外部存儲(chǔ)器空間，片選信號(hào)對(duì)應(yīng)的地址即為UART的基地址。
②RXRDY、TXRDY分別作為接收、發(fā)送中斷信號(hào)，分別接C32的中斷外部引腳INT0、INT1，并且C32的中斷觸發(fā)方式設(shè)為低電平觸發(fā)。
③UART的Tx、RX引腳均為CMOS電平，而RS232采用的是“負(fù)邏輯電平”。本設(shè)計(jì)采用1片MAX3232[7]完成它們之間的電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高達(dá)1 Mbps，。
④使接收部分和發(fā)送部分的波特率相同，此時(shí)RCLK接BAUDOUT引腳。
⑤外部參考時(shí)鐘頻率為1．8432 MHz。

1.3 UART擴(kuò)展RS232串口原理
依據(jù)上面的整體思路設(shè)計(jì)出硬件電路，如圖2所示。