基于AT89C5131的接口設計

1．1 AT89C5131的鍵盤端口特性及鍵盤設計
AT89C5131擁有一個允許與8×n矩陣鍵盤連接的鍵盤接口，其輸入均具有高或低電平可編程中斷能力。鍵盤接口與C51內核的通信通過3個特殊功能寄存器實現(xiàn)，分別是鍵盤電平選擇寄存器(KBLS)、鍵盤中斷使能寄存器(KBE)和鍵盤標志寄存器(KBF)。AT89C5131的鍵盤輸入被設計為分享同一個中斷向量的8個獨立的中斷源，寄存器IEN1中的中斷使能位KBD允許鍵盤中斷全局的使能及不使能，根據(jù)KBLS每一位的值，每一個鍵盤輸入都有檢測出可編程電平的能力，然后鍵盤檢測就被反應到KBF中，而通過軟件使用KBE可以屏蔽中斷標志KBF。正是這樣的結構使得鍵盤排列可以從1×n延伸至8×n的矩陣，同時還使得P1輸入用于其他用途。
在該設計中，將4個鍵盤端口(P1．O，P1．2，P1．3，P1．4)及2個外部中斷端口(P3．2，P3．3)與控制面板上的6個按鍵相連；實現(xiàn)系統(tǒng)的內外、啟停、暫停繼續(xù)控制及參數(shù)組的選擇等功能。這6個端口都采用低電平觸發(fā)產(chǎn)生中斷。
1．2 USB各端口的特性及USB通信設計
AT89C5131的控制端口O總是默認為控制類型，用于控制傳輸，有32字節(jié)的FIFO；而其他6個可編程端口可以通過設置UEPTYPE的值配置為控制、批量、中斷和同步類型；Ping-pong模式的端口可以配置成批量、中斷和同步類型，對于批量、中斷和同步類型的端口，其方向可以通過設置UEPCONX的值配置為輸入或者輸出。端口1～端口3有32字節(jié)的FIFO；端口4，端口5有2個64 B的FIFO；端口6有2個512 B的FIFO，并且后三個端口均可工作于Ping-pong模式。
在該設計中，PC機將數(shù)據(jù)通過USB傳給AT89C5131，傳輸完一次后AT89C5131向PC機回傳數(shù)據(jù)傳輸正確與否的標志，PC機可以根據(jù)收到的標志進行相應的操作。PC機向AT89C5131傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要是參數(shù)和控制命令兩種類型。為將其區(qū)分開來，使用USB的端口4和端口6接收這兩種數(shù)據(jù)。其中，端口4用來接收控制命令；端口6用來接收參數(shù)。相應地，控制命令的回傳使用端口5；參數(shù)的回傳使用端口3。為簡單起見，端口3～端口6均被配置為批量類型；端口3、端口5為IN端口；端口4、端口6為OUT端口。
1．3 SPI端口特性及SPI通信設計
AT89C5131的SPI模塊允許在McU和其他外圍設備之間實現(xiàn)全雙工、同步、串行通信，它能以配置為主或者從兩種操作模式提供可編程極性和相位串行時鐘，同時還提供8個可編程的主機時鐘率。SPI模塊包括4個端點(MOSI，MISO，SCK，SS)，MOSI和MISO都是用來傳輸數(shù)據(jù)的，且每次只能傳輸1個字節(jié)的數(shù)據(jù)。不同的是，MOSI將數(shù)據(jù)由主機輸出從機輸入，而MISO正好相反。SCK信號用以使通過MOSI和MI-SO的數(shù)據(jù)輸人／輸出設備同步，它可以由主機驅動產(chǎn)生8個時鐘周期，用以完成一個字節(jié)在串行通道上的交換。SS用于從機的選擇，低有效。SPI模塊的配置和初始化可以通過寄存器SPCON完成，而數(shù)據(jù)的交換則需要使用寄存器SPSTA和SPDAT兩個寄存器，在軟件編寫過程中，SPI能否正常工作主要取決于對上述3個寄存器的操作。
在該設計中，SPI被配置為主機模式；SS端口處于無效狀態(tài)；AT89C5131通過MOSI端口向DSP傳輸參數(shù)及控制命令；DSP通過軟件設置P1．1(SS)端口的狀態(tài)表明數(shù)據(jù)是否正確接收，即若正確接收，則置P1．1為1，否則置P1．1為0；AT89C5131通過檢測P1．1的值來決定是否重傳數(shù)據(jù)。