TMS320VC5402串行通信接口設(shè)計

　　近年來，ＤＳＰ在電子、通信和控制領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，在ＤＳＰ應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中與上、下位機的通信必不可少。目前幾乎所有的ＤＳＰ都提供一個或多個串口，然而，多數(shù)ＤＳＰ芯片提供的是同步串口，在實際的應(yīng)用中，ＤＳＰ要能夠與外設(shè)進行異步串行通信，如與ＰＣ機進行串行數(shù)據(jù)傳輸就要求ＤＳＰ系統(tǒng)具ＵＡＲＴ串行接口。另外，由于單片機控制靈活方便、便于鍵盤及顯示的擴展，使得其與ＤＳＰ結(jié)合的更加緊密。針對這種情況，本文研究并實現(xiàn)了ＤＳＰ與ＰＣ機及單片機通信接口的擴展。

　?。薄。樱校山涌趨f(xié)議

　　串行外圍設(shè)備接口（ＳＰＩ）是ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司提出的一個同步串行外設(shè)接口，以主從方式工作，允許ＣＰＵ　與各種外圍接口器件以串行方式進行通信、交換信息。接口包括４條線：串行時鐘線（ＳＣＫ）、主機輸入／從機輸出線（ＭＩｓＯ）、主機輸出／從機輸入線（ＭＯＳＩ）、低電平有效的使能信號線（／ＳＳ）。這樣，僅需３～４根數(shù)據(jù)線和控制線即可擴展具有ＳＰＩ接口的各種Ｉ／Ｏ器件。

　?。病。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＰＣ機的異步串口通信

　?。玻薄。停悖拢樱械墓δ芘c特點

　?。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃残酒哂校矀€高速、全雙工、多通道緩沖串行接口（ＭｃＢＳＰ），其方便的數(shù)據(jù)流控制可使其與大多數(shù)同步串行外圍設(shè)備接口。ＭｃＢＳＰ通過６個引腳（ＢＤＸ、ＢＤＲ、ＢＣＬＫＸ、ＢＣＬＫＲ、ＢＦＳＸ　和ＢＦＳＲ）與外設(shè)接口。

　?。停悖拢樱写诠ぷ饔跁r鐘停止模式時與ＳＰＩ協(xié)議兼容。此時，發(fā)送器和接收器在內(nèi)部得到同步，ＭｃＢＳＰ可作為ＳＰＩ的主設(shè)備或從設(shè)備。發(fā)送時鐘信號（ＢＣＬＫＸ）對應(yīng)于ＳＰＩ協(xié)議中的串行時鐘信號（ＳＣＫ），發(fā)送幀同步信號對應(yīng)于從設(shè)備使能信號（／ＣＳ）。在這種方式下對接收時鐘信號（ＢＣＬＫＲ）和接收幀同步信號（ＢＦＳＲ）不進行連接，因為它們在內(nèi)部分別與ＢＣＬＫＸ和ＢＦＳＸ相連。ＭｃＢＳＰ工作于ＳＰＩ模式的主機時，與ＳＰＩ從設(shè)備接口如圖１所示。

　　圖１　ＭｃＢＳＰ作為ＳＰＩ的主設(shè)備

　?。玻病。停粒兀常保保蓖ㄓ卯惒绞瞻l(fā)器

　?。停粒兀常保保蓖ㄓ卯惒绞瞻l(fā)器是ＭＡＸＩＭ　公司為微處理系統(tǒng)設(shè)計的通用異步收發(fā)器ＵＡＲＴ，包括振蕩器、可編程波特率發(fā)生器、可屏蔽的中斷源、８字節(jié)的接收ＦＩＦＯ緩沖器和兩個ＲＳ２３２電平轉(zhuǎn)換器。它應(yīng)用ＳＰＩ接口技術(shù)直接與主控制器進行通信，通信速率可達２３０?。耍猓?，無需再接入普通的ＭＡＸ２３２進行電平轉(zhuǎn)換，即可應(yīng)用一個芯片實現(xiàn)微控器與ＰＣ機或其它設(shè)備之間的異步數(shù)據(jù)傳輸。

　?。玻场。模樱信cＭＡＸ３１１１的接口設(shè)計

　　由于ＭＡＸ３１１１是３．３?。制骷?，ＤＳＰ的ＭｃＢＳＰ串行接口工作于ＳＰＩ模式時可直接與ＭＡＸ３１１１連接，實現(xiàn)與ＲＳ２３２設(shè)備異步數(shù)據(jù)傳輸。此時ＤＳＰ作為ＳＰＩ協(xié)議中的主設(shè)備，發(fā)送時鐘信號（ＢＣＬＫＸ）作為ＭＡＸ３１１１的串行時鐘輸入，發(fā)送幀同步脈沖信號（ＢＦＳＸ）作為ＭＡＸ３１１１的片選信號（／ＣＳ）。ＢＤＸ與ＤＩＮ　連接作為發(fā)送數(shù)據(jù)線，ＢＤＲ與ＤＯＵＴ　連接作為接收數(shù)據(jù)線。ＭＡＸ３１１１的ＴＸ　與ＴＩＩＮ連接，ＲＸ與Ｒ１ＯＵＴ連接，以便利用其片內(nèi)的轉(zhuǎn)換

　　器實現(xiàn)ＵＡＲＴ到ＲＳ２３２電平的轉(zhuǎn)換。ＭＡＸ３１１１的中斷信號（ＩＲＱ）與ＤＳＰ的外部中斷ＩＮＴＯ相連，其接口電路如圖２所示。這樣硬件上無需任何其它外圍器件，由于異步數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收由ＭＡＸ３１１１以硬件方案實現(xiàn)，所以軟件編程只需考慮ＤＳＰ與ＭＡＸ３１１１之間的同步數(shù)據(jù)通信。

　　圖２?。模樱信cＭＡＸ３１１１的接口電路

　　在ＳＰＩ串行協(xié)議中，主設(shè)備提供時鐘信號并控制數(shù)據(jù)傳輸過程，必須對ＭｃＢＳＰ初始化并設(shè)定適當?shù)墓ぷ鞣绞讲拍鼙ＷC與ＭＡＸ３１１１的時序相配合，設(shè)計中采用ＭｃＢＳＰ的時鐘停止模式２（ＣＬＫＳＴＰ＝１１?。猓茫蹋耍兀校剑埃?。

　?。场。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＡＴ８９Ｓ５１單片機的串口通信

　?。模樱兄鳈C接口ＨＰＩ具有強大功能的智能外設(shè)，主要用于ＤＳＰ與其它總線或ＣＰＵ進行連接。ＤＳＰ與單片機的接口通常采用ＨＰＩ來實現(xiàn)，但要外加電平轉(zhuǎn)換，硬件電路較復(fù)雜。這里采用Ｃ５４０２通過ＳＰＩ總線與ＡＴ８９Ｓ５１單片機進行數(shù)據(jù)通信，但由于后者不帶ＳＰＩ總線接口，故采用軟件模擬ＳＰＩ串行時鐘及輸入、輸出數(shù)據(jù)。

　　圖３?。模樱信c８９Ｓ５ｌ單片機的接口電路

　?。模樱信cＡＴ８９Ｓ５１單片機的接口如圖３所示。ＤＳＰ通過ＭＯＳＩ引腳將要傳送的數(shù)據(jù)寫到主機的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器ＤＸＲ，啟動發(fā)送過程，在同步時鐘ＢＣＬＫＸ的控制下將待發(fā)的數(shù)據(jù)從高位到低位逐位送到單片機接收引腳ＲＸＤ，當ＲＸＤ接受移位完畢時產(chǎn)生中斷，通知主機數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。值得注意的是，單片機接收數(shù)據(jù)時是低位在前，高位在后。對于從機而言，在同步時鐘的節(jié)拍下將從機移位寄存器ＳＢＵＦ中的數(shù)據(jù)逐位經(jīng)ＭＩＳＯ移到主機的接收數(shù)據(jù)寄存器ＲＳＲ，再拷貝這些數(shù)據(jù)到接收緩沖寄存器ＲＢＲ中，最后再送到ＤＲＲ，當一個完整的數(shù)據(jù)塊接收完后置中斷標志，通知從機數(shù)據(jù)接收完畢。

　?。础〗Y(jié)論

　　本文介紹了利用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２的２個ＭｃＢＳＰ擴展與ＰＣ機和５１系列單片機的通信，硬件設(shè)計簡單可靠，實用性強，軟件上僅需對ＭｃＢＳＰ進行設(shè)置和編程，實現(xiàn)起來非常容易。在足球機器人模型識別與控制過程中完成了ＰＣ機、ＤＳＰ和單片機的實時通信，效果良好。