TMS320C54X DSP實(shí)現(xiàn)UART的技術(shù)

TMS320C54x DSP的外設(shè)沒有集成UJART串口，可以通過兩種途徑來實(shí)現(xiàn)TMS320C54X的LJART串口通信功能。一是通過軟件的方法。二是采用外部接口芯片組，完成RS232信號(hào)的接收和發(fā)送，并以DSP容易快速訪問的方式與DSP接口。

1 采用軟件模擬
TMS320C54x DSP軟件模擬實(shí)現(xiàn)LJART無需額外硬件開銷，僅需通用I／(BIO和XF)、外部中斷INTO以及一個(gè)定時(shí)器就可實(shí)現(xiàn)，硬件連接如圖l所示。

圖l中，XF引腳用于發(fā)送數(shù)據(jù)，BIO腳和INTO腳用于接收數(shù)據(jù)。此方法可以模擬半雙工通信與全雙工通信。軟件模擬IJART技術(shù)允許用戶設(shè)置：數(shù)據(jù)位數(shù)(1～16)、奇偶校驗(yàn)(奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn))或無奇偶校驗(yàn)、停止位(1～2)和波特率。每秒傳輸比特?cái)?shù)計(jì)算公式為：

改變寄存器TDDR和PRD的設(shè)置值，可以獲得不同的波特率。BaudRate最大值是：

其中，clkfreq是DSP系統(tǒng)時(shí)鐘，#cycles是子程序執(zhí)行周期，bit是完成UART功能限定條件(1／2或1)。

另外，需要兩個(gè)存儲(chǔ)單元分別用作UART狀態(tài)寄存器和計(jì)數(shù)器，以便控制軟件完成接收與發(fā)送任務(wù)。

1.1 接收功能
要正確接收數(shù)據(jù)流，首先要檢測(cè)起始位。由于百BIO和INTO連在一起，一旦低電平有效則啟動(dòng)INTO中斷。首次響應(yīng)中斷，定時(shí)器設(shè)置定時(shí)周期為1／2碼元寬度，以便保證在起始位中間位置定時(shí)中斷采樣BIO引腳。如果采樣電平為高，起始位就是虛假信號(hào)，定時(shí)器立即停止定時(shí)并退出子程序。如果為低，則認(rèn)為檢測(cè)到起始位，關(guān)閉外部中斷INTO以免數(shù)據(jù)流中的O再被誤認(rèn)為是起始位。接收后續(xù)數(shù)據(jù)時(shí)，每次定時(shí)器沒置定時(shí)周期為一個(gè)碼元寬度，保證在碼元中間采樣，從而減少誤碼。當(dāng)收到若干個(gè)(數(shù)據(jù)位數(shù)可根據(jù)需要設(shè)定為1～16)數(shù)據(jù)后，再檢測(cè)停止位和奇偶校驗(yàn)位。若數(shù)據(jù)接收正確，則格式化輸出數(shù)據(jù)(去掉起始位、停止位和奇偶校驗(yàn)位)。同時(shí)計(jì)數(shù)器清零，復(fù)位RCV(接收標(biāo)志位．在LJART狀態(tài)寄存器中設(shè)定)標(biāo)志位，并開中斷為下一次檢測(cè)數(shù)據(jù)流的起始位做好準(zhǔn)備。

1.2 發(fā)送功能
一旦發(fā)送數(shù)據(jù)，并且發(fā)送子程序被調(diào)用，必須先將發(fā)送數(shù)據(jù)格式化(加上起始位、停止位和奇偶校驗(yàn)位)存在某個(gè)存儲(chǔ)單元以備發(fā)送。然后，檢測(cè)TX位是否被置位(即有無數(shù)據(jù)正在發(fā)送)。若是，則循環(huán)等待直到TX(發(fā)送標(biāo)志位，在UART狀態(tài)寄存器中設(shè)定)被復(fù)位為止。要知道何時(shí)開始發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)，需要定時(shí)器定時(shí)中斷來控制，同時(shí)還需要一個(gè)發(fā)送計(jì)數(shù)器控制程序流程。由于發(fā)送和接收是獨(dú)立進(jìn)行的，它們共用唯一的一個(gè)定時(shí)器，如果UART在接收數(shù)據(jù)過程中定時(shí)器突然被發(fā)送功能占用，則必然會(huì)破壞數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)前必須檢測(cè)RCU標(biāo)志位，確認(rèn)沒有正在接收數(shù)據(jù)后才能開始發(fā)送數(shù)據(jù)，否則發(fā)送程序等待。因此，準(zhǔn)確來講，這種發(fā)送接收方式只是一種半雙工方式，發(fā)送和接收不能同時(shí)進(jìn)行。如果要實(shí)現(xiàn)全雙工通信，則無論是否正在接收數(shù)據(jù)，發(fā)送都延遲一段時(shí)間等待下一次接收，然后與其同步進(jìn)行。

2 增加專用UART接口
利用TLl6C550C和MAX3238分別實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換。增加專用UART接口的硬件框圖如圖2所示。

主機(jī)通過并行方式訪問TIJl6C550C的寄存器，寄存器的設(shè)定將控制其內(nèi)部的控制邏輯模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)其工作方式的設(shè)定(如波特率、校驗(yàn)位等)，同時(shí)，訪問寄存器也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的操作(讀取和寫入數(shù)據(jù))。RS232數(shù)據(jù)接口可大致分為三部分；接收模塊、發(fā)送模塊和Modem控制邏輯。接收模塊將從SIN引腳輸入的串行數(shù)據(jù)，按照規(guī)定格式取出其數(shù)據(jù)部分并作校驗(yàn)，數(shù)據(jù)接收部分被送入接收寄存器或接收FIFO中，校驗(yàn)的結(jié)果反映在狀態(tài)位上。發(fā)送模塊將發(fā)送寄存器或發(fā)送FIF0中的數(shù)據(jù)按照規(guī)定格式加入起始位、停止位和校驗(yàn)位，并以RS232的串行方式發(fā)送至SOUT引腳。Modem控制邏輯通過接收和發(fā)送引腳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)收發(fā)操作的控制。

對(duì)DSP而言，TLl6C550C是一系列寄存器，它們映射在I／0空間中，通過譯碼電路使它的起始地址為0x4000，那么對(duì)其操作即是對(duì)其某段地址的I／O進(jìn)行訪問。LIART的每個(gè)寄存器都是8位的，大多數(shù)寄存器只能工作在一種模式下(讀或?qū)?。