基于SPI總線(xiàn)技術(shù)的同步422接口設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2010-11-30 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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4 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

由于RS-422采用的電平與SPI不同，所以必須使用電平轉(zhuǎn)換芯片。這里采用MAXIM公司的MAX3088[10]。這是一款用于RS-422通信的一路高速低功耗電平轉(zhuǎn)換收發(fā)芯片，半雙工通信，傳輸速率最大可達(dá)10 Mb/s。它有8個(gè)引腳：5號(hào)引腳為電源引腳，8號(hào)引腳為接地引腳，6號(hào)(A)、7號(hào)(B)是差分信號(hào)引腳。其他幾個(gè)引腳分別為：1(RO)是接收器輸出；2()是接收器輸出使能，3(DE)是驅(qū)動(dòng)器輸出使能，4(DI)是驅(qū)動(dòng)器輸入。要使其工作在發(fā)送模式，只需將和DE同時(shí)置1，此時(shí)，若輸入DI為1，則輸出的A為1，B為0；若DI為0，則A 為0，B為1。它與S3C2450X的連接圖如圖4所示。

圖4中將S3C2450X的SPICLK0和SPIMOSI0引腳分別接到2個(gè)MAX3088的DI引腳上，DE和RE接5 V直流電源，A和B為差分信號(hào)對(duì)輸出，C1、C2為旁路電容。由于只使用SPI的發(fā)送功能，所以忽略了SPIMISO0引腳。

5 接口電路調(diào)試

由于RS-422只是規(guī)定了電壓標(biāo)準(zhǔn)而無(wú)具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，所以接口的軟件調(diào)試主要是對(duì)S3C2450X的SPI模塊進(jìn)行設(shè)置。其具體編程步驟如下：

(1)通過(guò)SPI配置寄存器CH_CFG設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸格式。

(2)設(shè)置時(shí)鐘配置寄存器Clk_CFG，決定同步時(shí)鐘頻率。

(3)設(shè)置SPI模式寄存器MODE_CFG，包括傳送數(shù)據(jù)的單位以及是否啟用DMA模式等。

(4)設(shè)置中斷使能寄存器，包括是否響應(yīng)FIFO溢出以及為空時(shí)所產(chǎn)生的中斷等。

(5)通過(guò)設(shè)置CH_CFG中的RxChOn和TxChOn打開(kāi)數(shù)據(jù)傳輸通道。

(6)發(fā)送數(shù)據(jù)，檢查發(fā)送準(zhǔn)備好標(biāo)志（TxFifoRdy＝1），然后寫(xiě)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器TX_DATA。

(7)接收數(shù)據(jù)，檢查接收準(zhǔn)備好標(biāo)志（RxFifoRdy＝1），接著數(shù)據(jù)接收寄存器RX_DATA自動(dòng)從讀緩沖區(qū)讀出數(shù)據(jù)，之后從RX_DATA中讀數(shù)據(jù)。

將S3C2450X產(chǎn)生的SPIMOSI信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)芯片MAX3088,用示波器測(cè)得轉(zhuǎn)換前后信號(hào)的波形如圖5所示。

從圖5中可以看出轉(zhuǎn)換后的2個(gè)差分信號(hào)VA和VB之差與轉(zhuǎn)換前的單端信號(hào)DI保持了邏輯上的一致，只是由于芯片在信號(hào)轉(zhuǎn)換中需要耗時(shí)，所以產(chǎn)生了約25 ns的延時(shí)。

通過(guò)將SPI總線(xiàn)由單端不平衡傳輸轉(zhuǎn)換為雙端平衡傳輸，解決了SPI信號(hào)易受干擾的問(wèn)題。又由于其同步通信的高效性使得它非常適用于圖像傳輸。另外，如果對(duì)傳輸速率的要求不是太高，則RS-422也可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，這大大擴(kuò)展了SPI器件的使用范圍。隨著技術(shù)的發(fā)展，以RS-422為代表的雙端平衡傳輸模式將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。