DSP串行通信系统设计与实现

不高的系统, SP I总线的使用可以简化电路设计、省
掉了很多常规电路中的接口器件、提高了设计的可
靠 性。 该 系 统 利 用 SP I 外 接 数 码 管 驱 动 芯 片
MAX7219, MAX7219芯片的特点是可以利用一个芯
片完成 8位字数据和线数据的驱动, 使得电路紧凑。 该芯片与数码管相连时无需限流电阻, 8位显示的
ZHANG Kun- chan, YANG Jian- hua, DU X in- hu
( College of A utomation, N or thw estern Po ly technical University, X i an 710072, China)
A bstract: A TMS320LF2407A - based serial comm unication system was deve loped to rea lize communications betw een digita l signal processo r ( DSP ) and other contro llers. T his system em ployed an Un iversa l Asynchronous R eceiver T ransm itter ( UART ) m odule and a Seria l P eripheral Interface ( SP I) m odule to connect the DSP to a host PC and a client d isp lay peripheral respectively. Deta iled principle and m ethod for hardw are design w ere introduced; comm un ication program s and relative so ftw are structure w ere g iven. Communication experim ents show ed that the system w as sim ple in c ircu it design and stable and accurate in data transm ission. It has reference value and pract ical benefit to explo it comm un ications of DSP system.
电流可以通过一个外部电阻进行调节, 显示亮度也
可通过程序进行控制。片内具有 BCD 码译码选择,
可以对输入的数据先进行译码再驱动输出, 也可以 将输入的数据直接驱动。
MAX7219内部有 16位移位 寄存器, 所 存储的
数据为 D0~ D15。 D8- D11为寄存器地址, D0~ D7
为数据, D12 ~ D15为不关心位, 片内有 14 个寄存
器, 其中 8个数据寄存器, 寄存与 DIG0- D IG7对应 的显示数据, 地址依次为 1H - 8H, 还有 6 个控制寄
存器, 依次为译码控制寄存器 ( Decode M ode)、显示
亮度寄存器 ( Intensity) 、扫描频率限制寄存器 ( Scan
L im it) 、消隐控制寄存器 ( Shutdown) 、显示测试寄存 器 ( D isp lay T est) 及无操作寄 存器 ( No - Op) , 其地
关键词: 数字信号处理; 串行通信; 外设接口 DO I编码: 10. 3969 / .j issn. 1002- 2279. 2010. 06. 009 中图分类号: TN 911. 72 文献标识码: B 文章编号: 1002- 2279( 2010) 06- 0023- 04
Design and Imp lementation of Serial Communication Based on DSP
CPLD
LA OD D IN SCLK
数码管
图 1 UART 硬件连接框图
2. 2 SP I串行外设接口 SP I( 串行外设接口 ) 是一个高速同步串行 I/O
口, 允许长度可编程的串行位流 ( 1~ 16位 ) 以可编 程的位传输速度移入或移出器件。对于实时性要求
图 2 SP I硬件连接框图
电路 UART 和 SP I中都使用了 CPLD, 一方面可 以对 DSP 的控制信 号、地址和数据线灵活配置, 另 一方面也可以灵活生成 UART 的复位、选通、读写信 号以及 SP I的片选、时钟和数据信号, 从而增强系统
综合上述, 详细介绍了 DSP 与 PC 机如何通过 外接异步收发芯片 TL16C752B 实现 RS232通信和 DSP 如 何 实 现 SP I 通 信。 T I 公 司 的 TM S320LF2407A 型 DSP 微控制器可外接异步收发 芯片 TL16C752B, 通过 RS232接口可以方便地进行 DSP之间或与 PC 机之间的异步通信, 而串行外设 接口 ( SP I) 是 TM S320LF 2407A 自带的一个 高速同 步串行输入 /输出 ( I/O) 端口, 常用于 DSP 控制器和 其它 SP I控制器件的通讯 [ 1] 。
具有 SP I接口的器件, MAX7219具有 SP I接口, 并且
只需 要 3 位 数 据 线 和 控 制 线 来 连 接。 DSP 的 CLOCKOUT / IOPE0、 SP ISIMO / IOPC2 和 SP ICLK /
IOPC4引脚分别通过 CPLD 与 MAX7219的 LOAD、
D IN 和 SCLK 引脚相连接, MAX7219的 DIG0- DIG7
初始化主 要包括系统初始化和串口通信初始 化。其软件主要设计步骤如图 3所示。
开始
禁止所有中断
设置状态寄存器 ST0和 ST1
设置系统控制和 状态寄存器 SCSR 1和 SC SR 2
SP I初始化
U ART 初始化
开中断
图 3 初始化子程序流程图
系统初始化使系统正常进入工作状态, 主要包 括对 TM S320LF2407A 寄存器的初始化, 配置相对应 的 I/O 口为具有 SP I、UART 和外部中断 的特殊功 能, 时钟模式的选择, 波特率的设定, 传输数据长度 的设置等。首先通过初始化 I/O复用控制寄存器配 置 SP ISOM I、SP ICLK 引 脚 为特 殊 功 能 方 式, 设 置 SP ICCR (串行外设接口配置控制寄存器 ) 输出数据 长度为 8 位, 在 SP ICLK 的 下 降 沿 接 收 数 据, 与 MAX7219在上升沿接 收数据相 配合, 通过 SP ICTL (串 行 外 设 接 口 操 作 控 制 寄 存 器 ) 设 置 TM S320LF2407A为主动模式, 通过 SP IBRR( 串行外 设接口操作控制寄存器 )设置 SP I的波特率; 通过系 统初始化配置 X INT 1引脚为特殊功能方式, 设置外 部中断使能。
为了实现 TM S320LF 2407A 与 PC 机的 异步通 信, 该 系 统 采 用 T I 公 司 的 异 步 收 发 芯 片 TL16C752B。该芯片采用 8 位异 步并 行存储 器接 口, 具有 64字节发送 /接收 F IFO, 波特率可编程, 最 高工作波特率可以达到 1. 5M bps( 使用 24MH z晶体 时 ) 或 3M bps( 使用 48MH z振荡 器或 时钟 源时 ) 。 TL16C752B提供 A、B 两个通道, 可独立工作, 由片 选信号选通, 同时还提供两个中断请求信号 INTA、 INTB, 分别用于 A、B 通道向 D SP 申请 中断 [ 3] 。芯 片的每个通道包含 18个寄存器, 通过地址 A0~ A2 及寄存器位对它们寻址。
2 硬件设计
该系统中 DSP 利用异步收发芯片 TL16C752B
作者简介: 张焜鋋 ( 1982- ) , 男, 陕西高陵人, 硕士研究生, 主研方向: 现代检测理论与传感器。 收稿日期: 2010- 01- 14
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微处理机
2 010 年
接收来自 PC机的数据, 然后通过 SP I口传给数码显 示电路, 以便实时监视数据的可靠性。 2. 1 异步串行接口 ( UART )
第 6期 2010年 12月
微机网络与通 信
微处理机 M ICROPRO CE SSOR S
N o. 6 D ec. , 2010
DSP串行通信系统设计与实现
张焜鋋, 杨建华, 杜新虎
(西北工业大学自动化学院, 西安 710072)
摘 要: 针 对 数 字 信 号 处 理 器 ( DSP ) 与 其 它 控 制 器 的 通 信 需 要, 设 计 了 一 种 基 于 TM S320LF2407A 的串行通信系统。该系统通过串行外设接口 ( SP I) 和通用异步收发器 ( URAT ) 两 个通信模块实现 DSP 与 PC主机和数显外设的串行通信。详细介绍了 DSP 串行通信系统的硬件设 计原理和方法, 给出了系统运行流程和相关的软件构架。通信实验表明, 该系统电路设计简单, 传 输数据稳定准确, 对 DSP系统在通信方面的开发具有一定的参考价值和实际意义。
该模块的硬件框图如图 1所示。图中, 地址线 A0~ A2、数 据线 D0~ D7 分别和 DSP 的 地址总线 A0~ A 2、外部数据线 D0~ D7直接相连, 而选通信 号 CSA /CSB、读写信号 IOR / IOW、复位信号 RESET 以及中断信号 INTA /B 则接入 CPLD 并由 CPLD 处 理。同时 DSP 端的 PS、DS、IS、STRB、R /W 也同时 接入 CPLD 以用于生成控制信号。由于 PC 端串口 采用 RS232 电平 标准, 因 此 UART 之 后需要 连接 MAX3160以完成电平转 换。 TL 16C752B 的数据发 送引脚和数据接收引脚分别与 MAX3160的数据输 入引 脚和 数 据输 出 引 脚连 接。这 里只 使 用 一套 UART 来完成 TL16C752B 和 PC 的通信。数据收、 发采用 中 断 方 式, TL16C752B 的 INTA 引 脚通 过 CPLD 和 TM S320LF2407A 的 外部 中 断 INT 1 相连 接 [ 3] 。