TMS320VC5402串行通信接口設計

　　近年來，ＤＳＰ在電子、通信和控制領域得到了非常廣泛的應用，在ＤＳＰ應用系統(tǒng)設計中與上、下位機的通信必不可少。目前幾乎所有的ＤＳＰ都提供一個或多個串口，然而，多數(shù)ＤＳＰ芯片提供的是同步串口，在實際的應用中，ＤＳＰ要能夠與外設進行異步串行通信，如與ＰＣ機進行串行數(shù)據傳輸就要求ＤＳＰ系統(tǒng)具ＵＡＲＴ串行接口。另外，由于單片機控制靈活方便、便于鍵盤及顯示的擴展，使得其與ＤＳＰ結合的更加緊密。針對這種情況，本文研究并實現(xiàn)了ＤＳＰ與ＰＣ機及單片機通信接口的擴展。

　?。薄。樱校山涌趨f(xié)議

　　串行外圍設備接口（ＳＰＩ）是ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司提出的一個同步串行外設接口，以主從方式工作，允許ＣＰＵ　與各種外圍接口器件以串行方式進行通信、交換信息。接口包括４條線：串行時鐘線（ＳＣＫ）、主機輸入／從機輸出線（ＭＩｓＯ）、主機輸出／從機輸入線（ＭＯＳＩ）、低電平有效的使能信號線（／ＳＳ）。這樣，僅需３～４根數(shù)據線和控制線即可擴展具有ＳＰＩ接口的各種Ｉ／Ｏ器件。

　?。病。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＰＣ機的異步串口通信

　　２．１?。停悖拢樱械墓δ芘c特點

　?。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃残酒哂校矀€高速、全雙工、多通道緩沖串行接口（ＭｃＢＳＰ），其方便的數(shù)據流控制可使其與大多數(shù)同步串行外圍設備接口。ＭｃＢＳＰ通過６個引腳（ＢＤＸ、ＢＤＲ、ＢＣＬＫＸ、ＢＣＬＫＲ、ＢＦＳＸ　和ＢＦＳＲ）與外設接口。

　?。停悖拢樱写诠ぷ饔跁r鐘停止模式時與ＳＰＩ協(xié)議兼容。此時，發(fā)送器和接收器在內部得到同步，ＭｃＢＳＰ可作為ＳＰＩ的主設備或從設備。發(fā)送時鐘信號（ＢＣＬＫＸ）對應于ＳＰＩ協(xié)議中的串行時鐘信號（ＳＣＫ），發(fā)送幀同步信號對應于從設備使能信號（／ＣＳ）。在這種方式下對接收時鐘信號（ＢＣＬＫＲ）和接收幀同步信號（ＢＦＳＲ）不進行連接，因為它們在內部分別與ＢＣＬＫＸ和ＢＦＳＸ相連。ＭｃＢＳＰ工作于ＳＰＩ模式的主機時，與ＳＰＩ從設備接口如圖１所示。

　　圖１?。停悖拢樱凶鳛椋樱校傻闹髟O備

　?。玻病。停粒兀常保保蓖ㄓ卯惒绞瞻l(fā)器

　　ＭＡＸ３１１１通用異步收發(fā)器是ＭＡＸＩＭ　公司為微處理系統(tǒng)設計的通用異步收發(fā)器ＵＡＲＴ，包括振蕩器、可編程波特率發(fā)生器、可屏蔽的中斷源、８字節(jié)的接收ＦＩＦＯ緩沖器和兩個ＲＳ２３２電平轉換器。它應用ＳＰＩ接口技術直接與主控制器進行通信，通信速率可達２３０?。耍猓?，無需再接入普通的ＭＡＸ２３２進行電平轉換，即可應用一個芯片實現(xiàn)微控器與ＰＣ機或其它設備之間的異步數(shù)據傳輸。

　　２．３?。模樱信cＭＡＸ３１１１的接口設計

　　由于ＭＡＸ３１１１是３．３　Ｖ器件，ＤＳＰ的ＭｃＢＳＰ串行接口工作于ＳＰＩ模式時可直接與ＭＡＸ３１１１連接，實現(xiàn)與ＲＳ２３２設備異步數(shù)據傳輸。此時ＤＳＰ作為ＳＰＩ協(xié)議中的主設備，發(fā)送時鐘信號（ＢＣＬＫＸ）作為ＭＡＸ３１１１的串行時鐘輸入，發(fā)送幀同步脈沖信號（ＢＦＳＸ）作為ＭＡＸ３１１１的片選信號（／ＣＳ）。ＢＤＸ與ＤＩＮ　連接作為發(fā)送數(shù)據線，ＢＤＲ與ＤＯＵＴ　連接作為接收數(shù)據線。ＭＡＸ３１１１的ＴＸ　與ＴＩＩＮ連接，ＲＸ與Ｒ１ＯＵＴ連接，以便利用其片內的轉換

　　器實現(xiàn)ＵＡＲＴ到ＲＳ２３２電平的轉換。ＭＡＸ３１１１的中斷信號（ＩＲＱ）與ＤＳＰ的外部中斷ＩＮＴＯ相連，其接口電路如圖２所示。這樣硬件上無需任何其它外圍器件，由于異步數(shù)據的發(fā)送和接收由ＭＡＸ３１１１以硬件方案實現(xiàn)，所以軟件編程只需考慮ＤＳＰ與ＭＡＸ３１１１之間的同步數(shù)據通信。

　　圖２　ＤＳＰ與ＭＡＸ３１１１的接口電路

　　在ＳＰＩ串行協(xié)議中，主設備提供時鐘信號并控制數(shù)據傳輸過程，必須對ＭｃＢＳＰ初始化并設定適當?shù)墓ぷ鞣绞讲拍鼙ＷC與ＭＡＸ３１１１的時序相配合，設計中采用ＭｃＢＳＰ的時鐘停止模式２（ＣＬＫＳＴＰ＝１１　ｂ，ＣＬＫＸＰ＝０）　。

　　３?。裕停樱常玻埃郑茫担矗埃才cＡＴ８９Ｓ５１單片機的串口通信

　?。模樱兄鳈C接口ＨＰＩ具有強大功能的智能外設，主要用于ＤＳＰ與其它總線或ＣＰＵ進行連接。ＤＳＰ與單片機的接口通常采用ＨＰＩ來實現(xiàn)，但要外加電平轉換，硬件電路較復雜。這里采用Ｃ５４０２通過ＳＰＩ總線與ＡＴ８９Ｓ５１單片機進行數(shù)據通信，但由于后者不帶ＳＰＩ總線接口，故采用軟件模擬ＳＰＩ串行時鐘及輸入、輸出數(shù)據。

　　圖３?。模樱信c８９Ｓ５ｌ單片機的接口電路

　?。模樱信cＡＴ８９Ｓ５１單片機的接口如圖３所示。ＤＳＰ通過ＭＯＳＩ引腳將要傳送的數(shù)據寫到主機的發(fā)送數(shù)據寄存器ＤＸＲ，啟動發(fā)送過程，在同步時鐘ＢＣＬＫＸ的控制下將待發(fā)的數(shù)據從高位到低位逐位送到單片機接收引腳ＲＸＤ，當ＲＸＤ接受移位完畢時產生中斷，通知主機數(shù)據發(fā)送完畢。值得注意的是，單片機接收數(shù)據時是低位在前，高位在后。對于從機而言，在同步時鐘的節(jié)拍下將從機移位寄存器ＳＢＵＦ中的數(shù)據逐位經ＭＩＳＯ移到主機的接收數(shù)據寄存器ＲＳＲ，再拷貝這些數(shù)據到接收緩沖寄存器ＲＢＲ中，最后再送到ＤＲＲ，當一個完整的數(shù)據塊接收完后置中斷標志，通知從機數(shù)據接收完畢。

　?。础〗Y論

　　本文介紹了利用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２的２個ＭｃＢＳＰ擴展與ＰＣ機和５１系列單片機的通信，硬件設計簡單可靠，實用性強，軟件上僅需對ＭｃＢＳＰ進行設置和編程，實現(xiàn)起來非常容易。在足球機器人模型識別與控制過程中完成了ＰＣ機、ＤＳＰ和單片機的實時通信，效果良好。