文章作者：廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 暨綿浩 曾岳南 曾建安

一 引言

    TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內(nèi)嵌的異步串行口（SCI）支持CPU與其它使用標(biāo)準(zhǔn)格式的異步外設(shè)之間的數(shù)字通訊，通過RS-232接口可以方便地進(jìn)行DSP之間或與PC機(jī)之間的異步通信。而串行外設(shè)接口（SPI）是一個(gè)高速同步串行輸入/輸出（I/O）端口，常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設(shè)計(jì)正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進(jìn)行兩臺(tái)DSP的數(shù)據(jù)傳輸通信。同時(shí)還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴(kuò)展電路，以便能實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收發(fā)。此實(shí)例電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，非常適合剛接觸DSP的初學(xué)者使用，具有很好的參考價(jià)值。

    二  硬件原理設(shè)計(jì)

    此設(shè)計(jì)主要包含兩大模塊：一是DSP之間的串行通訊模塊：二是DSP與顯示器及鍵盤的串行顯示接口模塊。以下分別詳細(xì)介紹每一模塊的硬件原理及軟件設(shè)計(jì)。

    2.1  SPI外設(shè)顯示接口模塊：

　　SPI是一個(gè)高速同步串行輸入/輸出端口，它允許一個(gè)具有可編程串行外設(shè)接口長(zhǎng)度（1到16位）的串行位流，以可編程的位傳送速率從設(shè)備移入或移出。本設(shè)計(jì)利用SPI口外接4片74LS164作為4位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把LF2407的SPISIMO引腳作為數(shù)據(jù)輸出線，SPICLK引腳作為移位時(shí)鐘脈沖。74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A,B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，兩個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，用同一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接。CLK（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的SPICLK端。

       2.2  串行通訊接口（SCI）模塊：

    SCI模塊的接收器和發(fā)送器是雙緩沖的，每一個(gè)都有它單獨(dú)的使能和中斷標(biāo)志位。兩者可以單獨(dú)工作，或者在全雙工方式下同時(shí)工作。SCI使用奇偶校驗(yàn)，超時(shí)，幀出錯(cuò)監(jiān)測(cè)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。SCI 的兩個(gè)外部引腳SCITXD（數(shù)據(jù)發(fā)送端）和 SCIRXD（數(shù)據(jù)接收端）在不用來通訊時(shí)可作普通的I/O。SCI有一個(gè)16位的波特率選擇寄存器，在40M的晶振下，可以設(shè)定從76bps～1875Kbps不同的波特率。圖2是TMS320LF2407的串行通訊接口電路。該電路采用了符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)芯片MAX232進(jìn)行串行通訊。MAX232芯片功耗低，集成度高，+5V供電，具有兩個(gè)接收和發(fā)送通道。由于TMS320LF2407采用 +3.3V供電，所以在MAX232 與TMS320LF2407之間必須加電平轉(zhuǎn)換電路。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了一個(gè)二極管（1N4007）和三個(gè)電阻進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。整個(gè)接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高。

      　圖2   TMS320LF2407的串行通訊接口電路

    三  系統(tǒng)軟件及通訊協(xié)議設(shè)計(jì)

    軟件及通訊協(xié)議設(shè)計(jì)主要包括了DSP系統(tǒng)初始化，SPI初始化，SCI初始化，SCI發(fā)送接收數(shù)據(jù)，SPI顯示數(shù)據(jù)五大部分。

    3.1  DSP系統(tǒng)初始化

    此部分程序設(shè)計(jì)主要是為了使DSP進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。其主要的設(shè)計(jì)步驟如下圖示。

      3.2  SPI與SCI初始化

    TMS320LF2407的SPI和SCI初始化包括以下幾大部分：把相對(duì)應(yīng)的I/O口配置成具有SPI,SCI的特殊功能；時(shí)鐘模式的選定；波特率選擇；發(fā)送接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選擇；內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘使能。所有設(shè)置都是通過相對(duì)應(yīng)的SPI，SCI控制寄存器實(shí)現(xiàn)的。具體步驟如下圖示。

      3.3  SCI發(fā)送接收數(shù)據(jù)及SPI顯示:  

　　通訊協(xié)議采用異步串行通訊方式，波特率為9600bps，數(shù)據(jù)包括8位數(shù)據(jù)位、無、奇偶校驗(yàn)位、1個(gè)低電平起始位和1個(gè)高電平停止位。采用地址位多處理器模式。通訊軟件設(shè)計(jì)采用查詢方式，即查詢到相應(yīng)標(biāo)志位滿足條件時(shí)，就發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)并送往SPI模塊顯示。具體設(shè)計(jì)步驟如圖5所示。

       四  結(jié)束語

    本應(yīng)用實(shí)例已通過調(diào)試，若要實(shí)現(xiàn)DSP與PC機(jī)之間的通信，只需要在PC機(jī)上使用MSCOMM控件，使端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，方便地為應(yīng)用程序提供串行通信功能。通過實(shí)際運(yùn)行表明，利用TMS320LF2407的SPI，SCI模塊實(shí)現(xiàn)DSP之間或與PC機(jī)的通信，與傳統(tǒng)的C51單片機(jī)相比，其電路簡(jiǎn)單，設(shè)置靈活，運(yùn)行速度更快，性能可靠穩(wěn)定。