TMS320VC5402與PC機(jī)進(jìn)行串行通信的兩種方案

【摘　要】　介紹了TMS320VC5402和PC機(jī)進(jìn)行串行通信的兩種方案，分析了兩者的特點，并且給出了具體的電路圖。
    關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理，通信接口，TMS320VC5402
　　
1　引　言
　　通用數(shù)字信號處理器（DSP）以其很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力在高速數(shù)字信號處理方面得到了廣泛的應(yīng)用。TMS320VC5402（以下簡稱C5402）是為實現(xiàn)低功耗、高性能而專門設(shè)計的定點DSP芯片，其主要應(yīng)用領(lǐng)域是無線通信系統(tǒng)。在實際應(yīng)用的過程中，我們發(fā)現(xiàn)C5402的通信接口控制能力很弱。當(dāng)C5402獨立作為一個系統(tǒng)的處理單元時，與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是必不可少的，其通信能力弱的特點就會影響應(yīng)用的效果。
　　對TI的TMS320系列的DSP來說，設(shè)計串口的方法一般有兩種：（1）利用通用I／O口線XF和BIO來構(gòu)成串口，由軟件設(shè)計波特率，在CPU不繁忙的情況下往往采用這種方法；（2）利用UART（通用異步收發(fā)器）來進(jìn)行串行通信，CPU只需通過UART提供的接口來編程，就可以實現(xiàn)串行通信。接下來將具體介紹這兩種方案。
2　基于C5402的軟RS232接口
2．1　硬件電路
　　RS232為低速率應(yīng)用提供通信接口。利用C5402的XF、BIO，INT0和定時器可以實現(xiàn)一個最簡RS232接口，從而達(dá)到C5402與PC機(jī)進(jìn)行串行通信的目的。原理如圖1所示。

2．2　軟件設(shè)計
　　這種設(shè)計支持從110到115200各種波特率。C5402通過XF管腳向RS232接口發(fā)送串行數(shù)據(jù)，通過　　BIO管腳接收來自RS232接口的串行數(shù)據(jù)。BIO和INT0相連，可以避免頻繁檢測接收管腳的電平，當(dāng)接收端出現(xiàn)第一個低電平，即認(rèn)為是接收字節(jié)的開始位，每次判決電平位置在每個比特的中間位置，可最大限度地防止誤判的發(fā)生。
　　RS232接口的主要邏輯都是用C5402匯編語言編寫的，減少了硬件成本和系統(tǒng)體積，發(fā)送是先將8位原始數(shù)據(jù)加上1位起始位和2位停止位，然后根據(jù)波特率設(shè)定時鐘間隔，每次時鐘中斷發(fā)生是，發(fā)送1位數(shù)據(jù)，直到包含這8位原始數(shù)據(jù)的11位數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成。
　　接收時由低電平觸發(fā)INT0中斷，表示有新數(shù)據(jù)到來，進(jìn)入INT0中斷服務(wù)子程序。為防止誤判，中斷子程序首先檢查接收到的第一位是否為開始位，如果不是，說明并未有新數(shù)據(jù)到來。如果確是開始位，則屏蔽INT0中斷，根據(jù)波特率設(shè)置定時器，開始數(shù)據(jù)接收。每次接收時鐘中斷發(fā)生，檢測BIO值并將檢測值依次移入接收寄存器。最后去掉開始位和停止位，將8位數(shù)據(jù)存入接收緩存，完成1個字節(jié)的接收。
3　利用TL16C550實現(xiàn)C5402與PC機(jī)的高速串行通信
3．1　異步通信芯片TL16C550
3．1．1　TL16C550管腳介紹
　　TL16C550C是TI公司的異步通信芯片，它具有以下主要特點：
    ·管腳與TL16C750兼容；
　　·最高可達(dá)1M的波特率，且波特率發(fā)生器可編程設(shè)定；
    ·由軟件設(shè)定的FIFO以減少CPU中斷；
　　·有可編程的串行數(shù)據(jù)發(fā)送格式：數(shù)據(jù)位長度為5、6、7、8；
　　·具有奇、偶校驗或無校驗?zāi)Ｊ?；停止位長度為1、1．5、2；
    ·采用44引腳PLCC封裝。
    TL16C550的引腳如圖2所示。

3．1．2　TL16C550片內(nèi)寄存器介紹
　　TL16C550內(nèi)部共有11個寄存器，這些寄存器分別用于實現(xiàn)通信參數(shù)的設(shè)置、對線路及MODEN的狀態(tài)訪問、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收及中斷管理等功能。表2描述了訪問這些寄存器時鎖存器訪問位DLAB和A0、A1、A2的狀態(tài)。
 

3．2　C5402與PC機(jī)串行通信的硬件電路
　　C5402與PC機(jī)串行通信的硬件電路如圖3所示。
　　圖3中，TL16C550的CS0和CS1都接高電平，CS2接C5402的外部I／O空間，選擇線IS。
　　當(dāng)XIN、XOUT端外接1．8342MHz晶振時，C5402以28400的波特率與PC機(jī)通信，所以，波特率因子寄存器的低位設(shè)為02H，高位設(shè)為00H。
　　TLC16C550的數(shù)據(jù)線D0－D7直接與C5402的D0－D7數(shù)據(jù)線相連，TL16C550的片內(nèi)寄存器選擇線接C5402的A0－A2。
　　由于RS－232－C電路電平與CMOS電平不同，因此，RS232驅(qū)動器與CMOS電平連接時必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。這里，我們采用MAX232完成這一功能，MAX232具有一個專有的低壓降發(fā)送器輸出級，在其以雙電荷棒3．0V～5．5V供電時，可以獲得真正的RS－232性能。該器件只需4個1μF小型外接電容，可在維持RS－232輸出電平的情況下確保運(yùn)行于120kb／s數(shù)據(jù)率，因此十分適合高速串行通信場合。
　　利用RXRDY和TXRDY引入外部中斷，從而系統(tǒng)工作在中斷方式，RXRDY產(chǎn)生外部0中斷（INT0），而TXRDY將產(chǎn)生外部1中斷（INT1）。
3．3　軟件設(shè)計
　　系統(tǒng)軟件設(shè)計包括PC機(jī)、TMS320VC5402以

及TL16C550的初始化和通信協(xié)議等。初始化的主要任務(wù)是設(shè)置操作所需要的參數(shù)。這些參數(shù)包括串行通信時數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)、奇偶校驗等。另外，還需要設(shè)置發(fā)送和接收的波特率及中斷方式。
　　其中需要注意的是由于系統(tǒng)工作在中斷方式，應(yīng)允許接收就緒中斷和發(fā)送緩沖區(qū)空中斷，相應(yīng)地，中斷允許寄存器的值應(yīng)該設(shè)置為03H。
4　結(jié)束語
利用通用I／O引腳擴(kuò)展串口時硬件構(gòu)成簡單，
但軟件編制較為復(fù)雜，而且由于DSP的中斷優(yōu)先級無法通過軟件設(shè)置，在有其他外部中斷的情況下較難適用。相比之下，運(yùn)用UART來擴(kuò)展串口增加了硬件，但降低了軟件復(fù)雜度，并且免去了對時鐘中斷的依賴，還可引進(jìn)另外的外部中斷，兩個通用引腳也可留出，更適合在較復(fù)雜的獨立系統(tǒng)中使用。在應(yīng)用時，可根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。