新型數(shù)據(jù)通信方式GSM-R手持終端的實現(xiàn)
4 軟件實現(xiàn)
本文使用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D,對其相應(yīng)的地址進(jìn)行讀操作,完成選定語音的播放。SPI收發(fā)程序往往是一段采用輪循方式完成收發(fā)的簡單代碼,也就是單片機(jī)通過MOSI寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)。同時根據(jù)查詢MOSI狀態(tài)寄存器的狀態(tài)來判斷是否能發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。在此過程中,單片機(jī)處于死等的狀態(tài),不能進(jìn)行任何其它任務(wù)的執(zhí)行。對于高速的AVR來講,采用這種方式大大降低了MCU的效率,無法發(fā)揮其高速、高效的特點。同時,由于ATMEGA48在完成語音回示的同時,還需要完成語音通話、故障記錄等功能,因此需要MCU能更高效地完成SPI收發(fā)功能。
在使用ATMEGA48時,根據(jù)芯片本身的特點(片內(nèi)大容量RAM,適合采用高級語言編寫系統(tǒng)程序),使用了一種新的方法,采用接收和發(fā)送緩沖器加中斷的方法,編寫高效可靠的SPI收發(fā)程序。
基本思路如下:
1、發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果MOSI數(shù)據(jù)寄存器為空,則直接將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入MOSI數(shù)據(jù)寄存器,由單片機(jī)自動完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。
2、發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果MOSI數(shù)據(jù)寄存器不為空,也就是說有待發(fā)的數(shù)據(jù),此時將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(構(gòu)建在ATMEGA48的RAM中)。單片機(jī)將數(shù)據(jù)置入發(fā)送緩沖區(qū)中,就算已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的發(fā)送,可以執(zhí)行別的指令,這樣,充分發(fā)揮了其并行高速運(yùn)行的特點。本文在中斷處理程序中完成對發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的處理。每次MOSI數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)發(fā)送完成,都會產(chǎn)生一個中斷,因此當(dāng)產(chǎn)生中斷時,表明前一個數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成,將待發(fā)的發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)置入MOSI數(shù)據(jù)寄存器,進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動發(fā)送。
以下為SPI數(shù)據(jù)發(fā)送程序和SPI中斷處理程序,流程分別如圖2、圖3所示。
圖2 數(shù)據(jù)發(fā)送程序
圖3 中斷處理程序
采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法,能夠高效地完成數(shù)據(jù)的收發(fā),提高M(jìn)CU的效率,具有以下優(yōu)點:
l、采用兩個8字節(jié)的接收和發(fā)送緩沖器來提高M(jìn)CU的效率,如當(dāng)程序發(fā)送數(shù)據(jù)時,如果SPI口不空閑,就將數(shù)據(jù)放入發(fā)送緩沖器中,MCU不必等待,可以繼續(xù)執(zhí)行其它工作。而SPI的硬件發(fā)送完一個數(shù)據(jù)后,產(chǎn)生中斷,由中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)將發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)依次送出。
2、數(shù)據(jù)緩沖器結(jié)構(gòu)是一個線性的循環(huán)隊列,由讀、寫和隊列計數(shù)器3個指針控制,用于判斷隊列是否空、溢出,以及當(dāng)前數(shù)據(jù)在隊列中的位置。
3、由于在數(shù)據(jù)發(fā)送程序和中斷服務(wù)程序中都要對數(shù)據(jù)緩沖器的讀、寫和隊列計數(shù)器3個指針進(jìn)行判斷和操作,為了防止沖突,在數(shù)據(jù)發(fā)送程序中對3個指針操作時臨時將中斷關(guān)閉,提高了程序的可靠性。
5 結(jié)語
整個控制系統(tǒng)采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法,使用兩個數(shù)據(jù)緩沖器,分別構(gòu)成循環(huán)隊列。這種程序設(shè)計思路,不但程序的結(jié)構(gòu)性完整,同時也解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾,實現(xiàn) 程序中任務(wù)的并行運(yùn)行,提高了MCU的運(yùn)行效率,同時這種程序設(shè)計的思路對編寫UART、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鑒。
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