DSP與單片機通信的多種方案設計

DSP與單片機通信的多種方案設計

摘 要：基于嵌入式系統發(fā)展的需要，提出TMS320VC5402 DSP與AT89C51單片機通信的三種設計方案。利用TMS320VC5402的多通道緩沖串口MCBSP分別實(shí)現TMS320VC5402與AT89C51的SCI和SPI串行通信，以及通過(guò)TMS320VC5402的8位增強主機接口HPI一8實(shí)現TMS320VC5402與AT89C5l并行通信。就硬件接口電路和軟件編程進(jìn)行詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C DSP MCBSP HPI

　

將DSP和單片機構成雙CPU處理器平臺，可以充分利用DSP對大容量數據和復雜算法的處理能力，以及單片機接口的控制能力。而DSP與單片機之間快速正確的通信是構建雙CPU處理器的關(guān)鍵問(wèn)題。下面就此問(wèn)題分別設計串行SCI、SPI和并行HPI三種連接方式。

　

1 串行通信設計與實(shí)現

1 1 SCI串行通信設計

1.1.1 多通道緩沖串行口McBSP原理

TMS320VC5402(簡(jiǎn)稱(chēng)VC5402)提供了2個(gè)支持高速、全雙工、帶緩沖、多種數據格式等優(yōu)點(diǎn)的多通道緩沖串行口McBSP。MCESP分為數據通路和控制通路。①數據通路負責完成數據的收發(fā)。CPU或DMAC能夠向數據發(fā)送寄存器DXR寫(xiě)入數據，DXR中的數據通過(guò)發(fā)送移位寄存器XSR輸出到DX引腳。DR引腳接收數據到接收移位寄存器RSR，再復制到接收緩沖寄存器RBR，最后復制到數據接收寄存器DRR。這兩種數據多級緩沖方式使得數據搬移和片外數據通信能夠同時(shí)進(jìn)行。②控制通路負責內部時(shí)鐘產(chǎn)生，幀同步信號產(chǎn)生，信號控制和多通道選擇。另外．還具有向CPU發(fā)送中斷信號和向DMAC發(fā)送同步事件的功能。MCBSP時(shí)鐘和幀同步信號通過(guò)CLKR、CLKX、FXR、FSX引腳進(jìn)行控制，接收器和發(fā)送器可以相互獨立地選擇外部時(shí)鐘和幀同步信號，也可以選擇由內部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)鐘和幀同步信號。幀同步脈沖有效表示傳輸的開(kāi)始。

1.1.2 SCI串行接口設計

設置VC5402的McRSP輸出時(shí)鐘和幀同步信號由內部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生，內部數據時(shí)鐘CLKG和幀同步信號FSG驅動(dòng)發(fā)送時(shí)鐘CLKX和幀同步FSX(CLKXM=l，FSXM=l，FSGM=1)，輸入時(shí)鐘也由內部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生，內部數據時(shí)鐘CLKG驅動(dòng)接收時(shí)鐘CLKR(CLKRM=1)，同時(shí)由CPU時(shí)鐘驅動(dòng)采樣率發(fā)生器(CLKSM=1)�？紤]到AT89C51(簡(jiǎn)稱(chēng)C51)串口發(fā)送數據幀中第l位為起始位，因此可以利用該位驅動(dòng)輸入幀同步信號FSR，同時(shí)要置忽略幀同步信號標志為1。其中FSG幀同步脈沖寬度=(FWID 1)·CLKG；FSG幀同步脈沖周期=(FPER 1)·CLKG；采樣率發(fā)生器分頻系數(采樣率=波特率)=FIN／(CLKGDV 1)。

SCI串口連接如圖l所示。

1.1.3 波特率不一致的處理

VC5402初始化(以圖1為例)：

STM#SRGRl,SPSAl

STM#ooFEH，SPSDl；FSG幀同步脈沖寬度位為1個(gè)CLKG

；波特率為100 MHz／(0X(OFF)=392 156 b／s

STM#SRGR2，SPSAl

STM#3D00H,SPSDl;內部采樣率發(fā)生器時(shí)鐘由CPU驅動(dòng)

C51初始化：

MOV TMOD,#20H

MOVTLl,#FFH

MOVTHl，#FFH ；C51波特率=(2SMOD／32)*(fosc／12)一24 509 b／s

MOV SCON，#50H ；置串口方式l，每一幀10位數據．允許接收

MOV PCON，#80H ；設置SMOD=1

VC5402波特率／C51波特率=(392 156／24 509)=16．000 49

VC5402每發(fā)送16位數據，C51只采樣1位數據。在VC5402存儲器中開(kāi)辟一個(gè)空間對每次發(fā)送的8位數據進(jìn)行擴展，1位擴為16位，0為0000H，l為FFFFH，共擴為128位。在數據頭部填加16位起始位0000H，數據尾部填加停止位FFFFH。在VC5402發(fā)送控制寄存器XCR中設置XWDLEN=000(1字含8位)，即可將要發(fā)送的8位數據封裝成1幀10字的數據。這也符合C51串口1方式下1幀10位的數據格式。C51以1／16的VC5402采樣速率接收數據，0000H采樣為0，FFFFH采樣為1，由此可以將接收到的200位恢復為8位數據，停止位進(jìn)入RB8。

C51每發(fā)送1位數據，VC5402要采樣為16位數據。C51一次發(fā)送的10位數據的起始位觸發(fā)VC5402的接收幀同步。由于VC5402以16倍C51的采樣速率接收數據，1位采樣為16位，0采樣為0000H，1采樣為FFFFH．只采樣發(fā)送來(lái)的10位中的前9位，9位封裝成144位，即接收的1幀數據完成。VC5402將收到的144位數據在開(kāi)辟的存儲器空間存放，拋棄前16位，在剩下的128位里分成8組，每組16位。比較其中間的8位，若有4位以上為1，則該16位為1，反之則為0。由此將接收到的144位恢復為8位數據。

為了不讓CPU頻繁地被數據接收和發(fā)送打斷，將DMA和MCBSP聯(lián)合使用來(lái)控制數據的接收和發(fā)送。RRDY直接驅動(dòng)MCBSP向DMAC接收數據事件(REVENT事件)，XRDY直接驅動(dòng)MCBSP向DMAC發(fā)送數據事件(XEVENT事件)。

SCI通信協(xié)議如圖2所示

1. 2 SPI串行通信設計

將C51置為主機，VC5402為從機。McBSP的時(shí)鐘停止模式(CLKSTP=1X)兼容SPI模式，接收部分和發(fā)送部分內部同步。McBSP可以作為SPI的從機或主機。發(fā)送時(shí)鐘BCLKX作為SPI協(xié)議的移位時(shí)鐘SCK使用，發(fā)送幀同步信號BFSX作為從機使能信號nSS使用，接收時(shí)鐘BCLKR和接收幀同步信號BFSR不使用。它們在內部分別與BCLKX和BFSX直接連接。BDX作為MISO，而B(niǎo)DR作為MOSI，發(fā)送和接收具有相同字長(cháng)。

C51中的并口P1．1和P1．2作為擴展串行SPI輸人輸出口與VC5402連接，P1．0作為串行時(shí)鐘輸出口，P1．3作為幀同步信號輸出口_。

SPI串口連接如圖3所示。

VC5402初始化程序(以圖3為例)：

STM#SPCRll，SPSAl；設置時(shí)鐘停止位進(jìn)入MCBSP的SPI模式

STM#0X1000，SPSDl；時(shí)鐘開(kāi)始于上升沿(無(wú)延遲)

STM#SPCRl2,SPSAl

STM#0X0040，SPSDl；XINT由XRDY(即字尾)驅動(dòng)

STM#PCRl，SPSAl

STM#0X000C，SPSDl；對發(fā)送和接收時(shí)鐘，同步幀進(jìn)行設置

STM#RCRll．SPSAl

STM#0X0000，SPSDl；接收數據l幀1字．1字8位

STM#XCRll，SPSAl

STM#0X0000，SPSDl；；發(fā)送數據1幀1字．1字8位；

P1．0發(fā)送到VC5402的移位時(shí)鐘是保證DSP正確采樣接收和發(fā)送數據的時(shí)鐘。它要保證和C51的采樣接收和發(fā)送數據的時(shí)鐘一致．才能使主從機同步。

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