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通過SPI接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)DSP與其它設(shè)備的通信

作者: 時(shí)間:2004-12-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要:介紹了通信協(xié)議,給出了將TI公司生產(chǎn)的TMS320C5402 用于協(xié)議通信的串口配置方法和接口電路設(shè)計(jì),同時(shí)給出了串口McBSP的配置程序。

關(guān)鍵詞:多通道緩沖串行口 McBSP TMS320C5402 μPD780308

1 引言

隨著信息技術(shù)革命的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,技術(shù)也正以極快的速度被應(yīng)用到科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各信領(lǐng)域。在很多工程開發(fā)設(shè)計(jì)中,由于要求實(shí)現(xiàn)單片DSP與單片DSP、多片DSP芯片以及及其它處理芯片之間的通信,因此,怎樣更高效、更便捷的實(shí)現(xiàn)這些通信,已成為廣大DSP應(yīng)用者首先要解決的一個(gè)問題。

本文根據(jù)筆者在工程應(yīng)用和調(diào)試方面用TI的DSP TMS320C5402與NEC的μPD780308單片機(jī)進(jìn)行通信的經(jīng)驗(yàn),介紹并討論了將TMS320C5402 DSP的多通道緩沖串行口McBSP(Multi-channel Buffered Serial Port)配置為SPI模式(即時(shí)鐘停止模式),從而實(shí)現(xiàn)DSP與其它單片處理器之間的通信設(shè)計(jì)方法同時(shí)給出了實(shí)現(xiàn)方法的部分程序代碼。

2 多通道緩沖串行口McBSP

多通道緩沖串行口McBSP的功能是提供器件內(nèi)外數(shù)據(jù)的串行交換。同以前的串口相比,McBSP串口具有相當(dāng)大的靈活性。表1給出了有關(guān)TMS320C5402的McBSP管腳說明。其中串口接收、發(fā)送時(shí)鐘和同步幀信號(hào)既可由外部提供,又可由內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器提供,從而大大的提高了通信的靈活性。

表1 TMS320C5402的有關(guān)McBSP管腳說明

管腳說明說 明
DR數(shù)據(jù)輸入端
DX數(shù)據(jù)輸出端
CLKR接收數(shù)據(jù)位時(shí)鐘
CLKX發(fā)送數(shù)據(jù)位時(shí)鐘
FSR接收數(shù)據(jù)幀時(shí)鐘
FSX發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)鐘
CLKS外部提供的采樣率發(fā)生器時(shí)鐘源

3 SPI協(xié)議中的McBSP時(shí)鐘停止模式

SPI協(xié)議是以主從方式工作的,這種模式通常有一個(gè)主和一個(gè)或多個(gè)從,其接口包括以下四種信號(hào):

(1)串行數(shù)據(jù)輸入(也稱為主進(jìn)從出,或MISO);

(2)串行數(shù)據(jù)輸出(也稱為主出從進(jìn),或MOSI);

(3)串行移位時(shí)鐘(也稱為SCK);

(4)從使能信號(hào)(也稱為SS)。

圖1為設(shè)備的SPI接口示意圖。該接口在工作時(shí),主設(shè)備通過提供移位時(shí)鐘和從使能信號(hào)來控制信息的流動(dòng)。從使能信號(hào)是一個(gè)可選的高低電平,它可以激活從設(shè)備(在沒有時(shí)鐘提供的情況下)的串行輸入和輸出。在沒有專門的從使能信號(hào)的情況下,主從設(shè)備之間的通信則由移位時(shí)鐘的有無(wú)來決定,在這種連接方式下,從設(shè)備必須自始至終保持激活狀態(tài),而且從設(shè)備只能是一個(gè),不能為多個(gè)。

TMS320C5402提供的時(shí)鐘停止模式可用于SPI協(xié)議通信,當(dāng)McBSP被配置為時(shí)鐘停止模式時(shí),發(fā)送器和接收器在內(nèi)部是同步的,即可將發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)鐘(FSX)用作從使能(即SS),而將發(fā)送數(shù)據(jù)位時(shí)鐘(CLKX)用作SPI協(xié)議中SCK。由于收數(shù)據(jù)位時(shí)鐘(CLKR)和接收數(shù)據(jù)幀時(shí)鐘(FSR)在內(nèi)部與FSX和CLKX是相連的,因此,該管腳不能用于SPI模式。

當(dāng)McBSP被配置為一個(gè)主設(shè)備時(shí),傳送輸出信號(hào)(BDX)被用作SPI協(xié)議的MOSI信號(hào),而接收輸入信號(hào)(BDR)則被用作MISO信號(hào)。圖2所示為McBSP用作主設(shè)備時(shí)的SPI接口示意圖。

同樣地,當(dāng)McBSP被配置為一個(gè)從設(shè)備時(shí),BDX被用作MISO信號(hào),BDR則被用作MOSI信號(hào)。圖3為McBSP用作從設(shè)備的SPI接口示意圖。

當(dāng)TMS320C5402的McBSP被用于時(shí)鐘停止模式時(shí),寄存器SPCR1的CLKSTP位域和引腳配置寄存器的CLKXP位的配置如表2所列。

表2 時(shí)鐘停止模式配置

CLKSTPCLKXP

說 明

0XX不可用時(shí)鐘停止模式。時(shí)鐘被激活用于非SPI模式
100時(shí)鐘開始于上升沿(無(wú)延遲)
110時(shí)鐘開始于上升沿(有延遲)
101時(shí)鐘開始于下降沿(無(wú)延遲)
111時(shí)鐘開始于下降沿(有延遲)

4 其它有關(guān)寄存器的配置

為了更好地掌握和了解McBSP作為SPI設(shè)備時(shí)的有關(guān)寄存器配置,現(xiàn)以McBSP作為SPI從設(shè)備來介紹有關(guān)McBSP的其它有關(guān)寄存器的配置,若McBSP做為SPI主設(shè)備,則相關(guān)配置正好相反。當(dāng)McBSP作為SPI從設(shè)備時(shí),主設(shè)備外部產(chǎn)生主時(shí)鐘。CLKX引腳和FSX引腳必須被設(shè)置為輸入。由于CLKX引腳和CLKR信號(hào)在內(nèi)部相連接,因而傳送和接收回路均由外部主時(shí)鐘計(jì)時(shí)(CLKX)。同時(shí),由于FSX引腳和FSR信號(hào)也已在內(nèi)部連接,因此,CLKR引腳和FSR引腳不再需要外部信號(hào)的連接。

盡管CLKX信號(hào)由主設(shè)備外部產(chǎn)生且與McBSP同步,但是,McBSP的采樣率發(fā)生器仍然必須正確啟動(dòng)SPI從設(shè)備,同時(shí),采樣率發(fā)生器還應(yīng)被設(shè)置為最大速率(CPU時(shí)鐘速率的一半)。另外,內(nèi)部采樣率時(shí)鐘常被用來同步McBSP邏輯和外部主時(shí)鐘以及從使能信號(hào)。每次傳送時(shí),McBSP一般在從使能信號(hào)的上升沿進(jìn)行FSX輸入。也就是說,在每次傳送的開始,主設(shè)備必須維護(hù)使能信號(hào),而在每次傳送完成后,則必須消除從使能信號(hào)。在兩次傳送之間,從使能信號(hào)不能一直保持為高電平。對(duì)正確的SPI從設(shè)備而言,McBSP的數(shù)據(jù)延遲參數(shù)必須設(shè)置為0,在這種運(yùn)行模式中,設(shè)置值為1或2沒有定義。配置McBSP為從設(shè)備所需的寄存器位值如表3所列。

表3 SPI操作模式下的寄存器位值表

位 域功能描述寄存器
CLKXM0配置BCLKX引腳為輸入PCR
CLKSM1由CPU時(shí)鐘產(chǎn)生的采樣率時(shí)鐘SRGR2
CLKGDV1為采樣率時(shí)鐘選擇2的劃分因素SRGR1
FSXM0配置BFSX引腳為輸入PCR
FSGM0對(duì)每個(gè)包傳送,BFSX信號(hào)被激活SRGR2
FSXP1配置BFSX引腳為活動(dòng)低電平PCR
XDATDLY0為SPI從設(shè)備運(yùn)行,必須為0XCR2
RDATDLY0為SPI從設(shè)備運(yùn)行,必須為0RCR2

5 程序設(shè)計(jì)

下面是有關(guān)TMS320C5402器件的McBSP各個(gè)控制寄存器的配置,該配置程序筆者在實(shí)踐中已經(jīng)過測(cè)試,并已成功運(yùn)用在了某工程設(shè)計(jì)中。

Void McBSP1_Config(void)

{

offlset=0x0000;

SPCR11=0x1800; ;配置串口時(shí)鐘停止模式CLKSTP=10

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0222;

offlset=0x0005;

SRGR11=0x00FA;

offlset=0x0007;

SRGR21=0xa00F;

offlset=0x0002;

RCR11=0x0040; ;接收一幀含一字,一字含16位

offlset=0x0003;

RCR21=0x0044; 接收數(shù)據(jù)無(wú)延遲RDATDLY=00

offlset=0x0004;

XCR11=0x0040; ;發(fā)送一幀含一字,一字含16位

offlset=0x0005;

XCR21=0x0044; ;發(fā)送數(shù)據(jù)無(wú)延遲XDATDLY=00

offlset=0x000E;

PCR1=0x000; ;發(fā)送時(shí)鐘由外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng),CLKX為輸入腳CLKX=0,發(fā)送時(shí)鐘極性CLKXP=0,發(fā)送幀同步極性FSXP=1

offlset=0x0008;

MCR11=0x0001;

offlset=0x0009;

MCR21=0x0001;

offlset=0x000C;

XCERA1=0x0003;

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0262;

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0263;

offlset=0x0000;

SPCR11=0x1801; ;接收器有效

offlset=0x0001;

SPCR21=0x02e3; ;發(fā)送器有效

Return;

}

6 結(jié)束語(yǔ)

串行SPI通信協(xié)議是一種標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,很多場(chǎng)合下都采用這種機(jī)制,文中將DSP作為從設(shè)備的目的是時(shí)鐘可由主設(shè)備來提供,因此不用再專門去調(diào)試時(shí)鐘,這種方式在開發(fā)中比較方便。



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