基于DSP與MAX147的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3. TMS320VC5402的McBSP

3.1 McBSP的特點(diǎn)

TMS320VC5402有兩個多通道緩沖串口(MCBSP0和MCBSP1)，通過幀信號來控制數(shù)據(jù)流獨(dú)立的接收、發(fā)送幀和時鐘信號；雙倍的發(fā)送緩沖和三倍的接收緩沖數(shù)據(jù)存儲器；可直接與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編碼器、模擬界面芯片、其它串行A/D、D/A器件連接；具有外部移位時鐘 發(fā)生器及內(nèi)部頻率可編程移位時鐘；可直接利用多種串行協(xié)議接口通信，如SPI、T1/E1，MVIP，AC97等；發(fā)送和接收通道數(shù)最多可以到達(dá)128路；寬范圍的數(shù)據(jù)格式選擇，包括8、12、16、20、24、32位字長；利用μ律和A律的壓縮擴(kuò)展通信；8位數(shù)據(jù)發(fā)送的高位、低位先發(fā)送可選；幀同步和時鐘信號的極性可編程；可編程內(nèi)部時鐘和幀同步信號發(fā)生器

3.2 MCBSP的工作方式

McBSP的工作方式有以下幾種：多通道緩沖模式、SPI工作模式，A-bit模式、數(shù)字回路模式、GPIO模式和省電模式McBSP的外部管腳為：串行數(shù)據(jù)接收管腳DR、接收時鐘管腳CLKR、接收幀同步信號管腳FSR、發(fā)送時鐘管腳CLKX、串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳DX、發(fā)送幀同步信號管腳FSXMCBSP的工作原理是：發(fā)送時，先寫數(shù)據(jù)于數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器DXR[1，2]，再在發(fā)送時鐘CLKX和幀同步發(fā)送信號FSX控制下，通過發(fā)送移位寄存器XSR[12]將數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)送引腳DX移出發(fā)送；接收數(shù)據(jù)時，在接收時鐘CLKR和幀同步發(fā)送信號FSR控制下，將通過接受引腳DR接收的數(shù)據(jù)移入接收移位寄存器RSR[12]并復(fù)制這些數(shù)據(jù)到接收緩沖寄存器RBR[12]再復(fù)制到DRR[12]最后由CPU或DMA控制器讀出這個過程允許內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)通信同時進(jìn)行如果接收或發(fā)送字長R/XWDLEN被指定為8，12或16模式時，DRR2、RBR2、RSR2、DXR2、XSR2等寄存器不能進(jìn)行寫、讀、移位操作

4. MAX147與TMS320VC5402的接口電路

MAX147芯片兼容SPI數(shù)據(jù)通信協(xié)議SPI協(xié)議具有主從模式，使用4 條信號線:1) 串行時鐘信號線(SCK) ;2) 主機(jī)輸入/ 從機(jī)輸出串口數(shù)據(jù)線(MISO) ;3) 主機(jī)輸出/ 從機(jī)輸入串口數(shù)據(jù)線(MOSI) ;4) 低電平有效的使能信號線(SS) TMS320C54XX提供的時鐘停止模式可用于SPI 協(xié)議通信當(dāng)McBSP 被配置為時鐘停止模式時發(fā)送器和接收器在內(nèi)部是同步的因此可以將McBSP 作為SPI 主設(shè)備或從設(shè)備當(dāng)設(shè)置McBSP為SPI 主設(shè)備時發(fā)送端輸出信號(BDX) 就作為SPI 協(xié)議中MOSI 信號接收端輸入信號(BDR) 則被用作MISO 信號發(fā)送數(shù)據(jù)幀同步脈沖信號(BFSX) 用作設(shè)備片選信號(即SS) 而發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘信號(BCLKX) 用作SPI 協(xié)議中SCK由于收數(shù)據(jù)位時鐘(BCLKR) 和接收數(shù)據(jù)幀時鐘(BFSR) 在內(nèi)部與BFSX 和BCLKX是相連的因此這些信號不用于SPI 模式TMS320VC5402與MAX147接口電路如圖

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5. 接口程序設(shè)計(jì)

DSP的McBSP工作在SPI模式下，需要進(jìn)行以下初始化步驟：

1）將SPCR寄存器中的XRST和RRST清零，復(fù)位發(fā)送器和接收器；

2）McBSP保持復(fù)位狀態(tài)，設(shè)置相關(guān)寄存器，CLKSTP=0X，禁止時鐘停止模式；

3）置SPCR寄存器中的GRST=1，采用率發(fā)生器退出復(fù)位，開始工作；

4）等待兩個時鐘周期，確保初始化過程中McBSP內(nèi)部正確同步；

5）設(shè)置所需的CLKSTP值；

6）若CPU訪問McBSP，則XRST=RRST=1使能發(fā)送器和接收器，SPCR寄存器中其它位不變，若DMAC訪問McBSP，先進(jìn)行DMA初始化，啟動DMA，使之等待同步事件，然后XRST=RRST=1McBSP退出復(fù)位狀態(tài)；