TMS320C3x DSP和PC機(jī)的異步串行通信設(shè)計(jì)

【摘　要】在簡(jiǎn)要介紹TMS320C3x系列芯片的基礎(chǔ)上，主要介紹了在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，DSP與上位PC機(jī)異步串行通信的軟硬件解決方案。<--摘要CH(結(jié)束)←-->
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<--關(guān)鍵EN(結(jié)束)←-->1 引 言
　  TMS320C3x DSP是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的DSP芯片之一，它提供了可與外部串行設(shè)備通信的串行接口，支持8/16/24/32位數(shù)據(jù)交換，為設(shè)計(jì)A/D、D/A接口電路提供了很大的靈活性。然而，當(dāng)DSP系統(tǒng)和PC機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，如何設(shè)計(jì)合理的接口電路和通信軟件，將DSP處理后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳輸給PC機(jī)，同時(shí)使PC機(jī)實(shí)時(shí)有效地控制DSP，成為DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。本文采用異步串行通信（Universal Asychronous Receiverand Transmitter，UART），較好地解決了DSP和PC機(jī)通信這一問(wèn)題。
2 TMS320C3x簡(jiǎn)介
　　TMS320C3x（以下簡(jiǎn)稱C3x）是TI（TexasInstruments）公司生產(chǎn)的第三代產(chǎn)品，也是第一代浮點(diǎn)DSP芯片，包括C30、C31、C32和C33四種，是TMS320系列中性能價(jià)格比較高的一種浮點(diǎn)DSP芯片，具有32位的浮點(diǎn)精度，總共有三套總線，即程序總線、數(shù)據(jù)總線和DMA總線，取指、讀寫數(shù)據(jù)以及DMA操作可并行進(jìn)行，可以尋址16M字的空間。其中C31是C30的簡(jiǎn)化和改進(jìn)型，它去掉了擴(kuò)展總線和一個(gè)串口，降低了芯片的成本，并且在硬件上增加了一個(gè)非常有用的功能，即程序引導(dǎo)功能（Bootloader），使其程序可以從低速EPROM、PROM或串行口裝入到系統(tǒng)的高速RAM中全速運(yùn)行 。C32和C33是C31的進(jìn)一步簡(jiǎn)化和改進(jìn)，其中C32片內(nèi)RAM減為512字，以降低成本。C33片內(nèi)RAM為34K ，需3．3V電源。
3　DSP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
    圖1為整個(gè)DSP系統(tǒng)的硬件框圖。
                            
    其中，TLC32044是TI公司生產(chǎn)的話帶模數(shù)接口芯片（簡(jiǎn)稱AIC）TLC32040系列中的一種，它集A/D、D/A于一體，具有兩個(gè)模擬輸入口和一個(gè)模擬輸出口，最高采樣頻率為19．2kHz。MC6850為Motorola公司生產(chǎn)的異步串行接口芯片（UART），它可以進(jìn)行8位或9位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并可選擇÷1、÷16、÷64三種不同的時(shí)鐘模式。DSP通過(guò)對(duì)MC6850的控制寄存器初始化來(lái)設(shè)置異步通信協(xié)議，然后MC6850對(duì)DSP的并行數(shù)據(jù)和PC機(jī)的串行數(shù)據(jù)按照協(xié)議進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。MAX232芯片進(jìn)行TTL電平和RS－232電平之間的轉(zhuǎn)換。外部信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入DSP，DSP對(duì)其進(jìn)行處理后，經(jīng)UART送入PC機(jī)，由PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。同時(shí)，PC機(jī)將控制信號(hào)或待發(fā)數(shù)據(jù)經(jīng)UART送入DSP，對(duì)DSP實(shí)施控制或經(jīng)DSP處理后送入D/A，經(jīng)低通濾波后還原為模擬信號(hào)。
4　DSP系統(tǒng)通信軟件
　　傳輸時(shí)，發(fā)送雙方應(yīng)按照共同遵循的協(xié)議進(jìn)行初始化。通信協(xié)議采用起止式異步通信協(xié)議，下面分別是DSP對(duì)MC6850和上層PC機(jī)軟件對(duì)串行口初始化操作的源程序代碼。
4．1 MC6850異步串口通信程序設(shè)計(jì)
　　加電之后，6850處于閉鎖狀態(tài)，以避免輸出錯(cuò)誤的發(fā)送。使用前，必須通過(guò)程序?qū)⒖刂萍拇嫫鞯腃R0和CR1置“1”，以進(jìn)行主復(fù)位，使其從閉鎖狀態(tài)釋放。然后就可以對(duì)控制寄存器編程，以確定6850的時(shí)鐘分頻、數(shù)據(jù)格式和發(fā)送與接收控制功能等。以下是在Code Composer集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)6850的初始化設(shè)置和發(fā)送數(shù)據(jù)程序。
                         
4．2　PC機(jī)通信程序設(shè)計(jì)
　　在VC＋＋6．0環(huán)境下，利用PC機(jī)進(jìn)行串口通信的常用方法有兩種：(1)調(diào)用Windows API(Application Program Interface)函數(shù)；(2)使用ActiveX的MSComm控件。第一種方法需聲明及調(diào)用許多API函數(shù)，十分煩瑣。故本文采用第二種方法。
    PC機(jī)通信的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
    第一步，啟動(dòng)VC＋＋6．0，新建一個(gè)基于對(duì)話框的應(yīng)用程序TxRx。
　　第二步，在對(duì)話框中插入串口控件，增加新的靜態(tài)文本、編輯框和按鈕控件，并為它們添加相應(yīng)的變量。其屬性如下：
                          
　　第三步，在TxRxDlg．cpp文件中添加有關(guān)程序代碼。
　　首先，在文件頭第一條注釋行中加入全局變量說(shuō)明。
                            [!--empirenews.page--]
    其次，需要初始化串口參數(shù)，在OnInitiDialog()函數(shù)中TODO語(yǔ)句后加入以下代碼：
                    
    //先預(yù)讀緩沖區(qū)以清除殘留數(shù)據(jù)
　　接著，為發(fā)送按鈕IDC-TRSMITT添加消息處理函數(shù)OnTransmitt()，內(nèi)容如下：
                             
　  下面舉例說(shuō)明如何在Transmitt()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。
                            
                           
                              UpdateData(FALSE)；//更新對(duì)話框

5　結(jié)束語(yǔ)
　　以上是DSP與PC機(jī)之間異步串行通信的軟硬件解決方案，目前此方案已應(yīng)用于短波通信智能終端數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，運(yùn)行穩(wěn)定，通信性能良好，較好地解決了DSP和PC機(jī)的通信問(wèn)題。