MCU與DSP的SPI通信設(shè)計(jì)

2　軟件設(shè)計(jì)

MSP430F149和DSP都允許用戶用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。系統(tǒng)中DSP對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，對(duì)運(yùn)行速度要求嚴(yán)格，所以程序采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。MSP430實(shí)現(xiàn)按鍵顯示、數(shù)據(jù)管理和指令傳輸?shù)裙δ?，?duì)運(yùn)行速度要求不高，所以采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：初始化相應(yīng)的寄存器；單片機(jī)在相應(yīng)的界面發(fā)送數(shù)據(jù)；DSP及時(shí)接收到達(dá)串口的數(shù)據(jù)，識(shí)別并保存數(shù)據(jù)。

2.1　通信協(xié)議的設(shè)置

兩個(gè)設(shè)備之間要實(shí)現(xiàn)相互通信，首先必須規(guī)定用以傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議。一般來(lái)說(shuō)，主機(jī)發(fā)送命令和配置信息給從機(jī)，而從機(jī)則向主機(jī)發(fā)送反饋信息。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是單片機(jī)向DSP發(fā)送數(shù)據(jù)信息，單片機(jī)首先發(fā)送指令數(shù)據(jù)表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程開(kāi)始。如果發(fā)送的是0，則標(biāo)志著該過(guò)程的開(kāi)始。為了避免誤操作指令數(shù)據(jù)發(fā)送兩次，DSP接收的兩個(gè)數(shù)據(jù)都是0時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的操作，否則重新傳輸指令數(shù)據(jù)。然后把單片機(jī)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存放在一個(gè)數(shù)組里面依次傳送，比如要傳輸3個(gè)數(shù)據(jù)，則定義數(shù)組a[0]和a[1]存放指令數(shù)據(jù)，a[2]到a[4]存放需要傳送的數(shù)組。

2.2　串行口的初始化

單片機(jī)的SPI初始化包括：把相應(yīng)的I/O口配置成具有SPI特殊功能的接口，時(shí)鐘模式的選定，波特率的選擇，發(fā)送接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的選擇，內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘使能。所有設(shè)置都是通過(guò)設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的SPI控制寄存器實(shí)現(xiàn)的[5]。

初始化程序如下：

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗

BCSCTL1 = RSEL0 + RSEL1 + RSEL2; // XT2on

BCSCTL2 = SELM1 + SELS;//選擇高速晶體振蕩器作為時(shí)鐘源

UCTL1=CHAR + SYNC + MM + SWRST;//SPIZ主模式8位數(shù)據(jù)，單片機(jī)作為主動(dòng)模式

UTCTL1=STC+SSEL1+CKPL ;//數(shù)據(jù)在下降沿輸出，系統(tǒng)主時(shí)鐘，三線模式

UBR01=0x02;

UBR11=0x00;//波特率設(shè)為fclk/2

UMCTL1=0x00;

ME2=USPIE1;//模塊使能2

P5SEL|=0x0F;//低4位為模塊端口功能

P5OUT|=0xf0;

UCTL1= ~SWRST;//復(fù)位結(jié)束

2407A的SPI初始化與單片機(jī)的初始化相類似，但是DSP作為從器件，所以其波特率由主器件決定不需要再進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3　MSP430發(fā)送數(shù)據(jù)

系統(tǒng)具有薄膜按鍵和液晶顯示，可以方便地在需要的時(shí)候發(fā)送數(shù)據(jù)。比如，在設(shè)計(jì)完參數(shù)后就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)選擇界面，讓操作者選擇是進(jìn)行參數(shù)保存、參數(shù)備份還是傳遞參數(shù)給DSP，操作者可以根據(jù)自己不同的需要選擇相應(yīng)的功能。如果選擇參數(shù)傳遞功能，則單片機(jī)會(huì)跳到相應(yīng)的程序段執(zhí)行參數(shù)傳遞的任務(wù)。發(fā)送數(shù)據(jù)程序如下：

P5OUT = 0x1f;//片選DSP芯片

while((U1IFG UTXIFG1) != UTXIFG1);

for(k=0;k6;k++) {//傳輸?shù)臄?shù)據(jù)個(gè)數(shù)

P5OUT = 0x1f;

while((U1IFG UTXIFG1) != UTXIFG1);

TXBUF1=a[k];//發(fā)送數(shù)據(jù)

while((UTCTL10x01)==0);//發(fā)送完成

delay(10);

P5OUT = 0x2f;

}

2.4　DSP接收數(shù)據(jù)

DSP接收單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)是通過(guò)中斷方式實(shí)現(xiàn)的，每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)就發(fā)生一次中斷。主程序完成對(duì)DSP的初始化后進(jìn)入等待狀態(tài)，一旦接收到單片機(jī)的中斷信號(hào)，DSP就進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，將接收到的數(shù)據(jù)存放在70H開(kāi)始的存儲(chǔ)單元中。當(dāng)所有數(shù)據(jù)傳輸完成后，將這些數(shù)據(jù)賦給相應(yīng)的變量。這里要注意的是，DSP的SPIRXBUF是16位，而單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)是8位，所以在DSP接收到數(shù)據(jù)以后需要做處理，把高8位屏蔽掉。可以通過(guò)與00FF相與來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。中斷程序流程如圖2所示。

圖2　DSP中斷程序流程