DSP与单片机通信的多种方案设计

技术分类: 微处理器与DSP  | 2007-03-01
来源:单片机及嵌入式系统应用 | 刘政 叶汉民

  将DSP单片机构成双CPU处理器平台,可以充分利用DSP对大容量数据和复杂算法的处理能力,以及单片机接口的控制能力。而DSP与单片机之间快速正确的通信是构建双CPU处理器的关键问题。下面就此问题分别设计串行SCI、SPI和并行HPI三种连接方式。

  1 串行通信设计与实现

  1 1 SCI串行通信设计

  1.1.1 多通道缓冲串行口McBSP原理

  TMS320VC5402(简称VC5402)提供了2个支持高速、全双工、带缓冲、多种数据格式等优点的多通道缓冲串行口McBSP。MCESP分为数据通路和控制通路。①数据通路负责完成数据的收发。CPU或DMAC能够向数据发送寄存器DXR写入数据,DXR中的数据通过发送移位寄存器XSR输出到DX引脚。DR引脚接收数据到接收移位寄存器RSR,再复制到接收缓冲寄存器RBR,最后复制到数据接收寄存器DRR。这两种数据多级缓冲  方式使得数据搬移和片外数据通信能够同时进行。②控制通路负责内部时钟产生,帧同步信号产生,信号控制和多通道选择。另外.还具有向CPU发送中断信号和向DMAC发送同步事件的功能。MCBSP时钟

和帧同步信号通过CLKR、CLKX、FXR、FSX引脚进行控制,接收器和发送器可以相互独立地选择外部时钟和帧同步信号,也可以选择由内部采样率发生器产生时钟和帧同步信号。帧同步脉冲有效表示传输的开始。

  1.1.2 SCI串行接口设计

  设置VC5402的McRSP输出时钟和帧同步信号由内部采样率发生器产生,内部数据时钟CLKG和帧同步信号FSG驱动发送时钟CLKX和帧同步FSX(CLKXM=l,FSXM=l,FSGM=1),输入时钟也由内部采样率发生器产生,内部数据时钟CLKG驱动接收时钟CLKR(CLKRM=1),同时由CPU时钟驱动采样率发生器(CLKSM=1)。考虑到AT89C51(简称C51)串口发送数据帧中第l位为起始位,因此可以利用该位驱动输入帧同步信号FSR,同时要置忽略帧同步信号标志为1。其中FSG帧同步脉冲宽度=(FWID+1)·CLKG;FSG帧同步脉冲周期=(FPER+1)·CLKG;采样率发生器分频系数(采样率=波特率)=FIN/(CLKGDV+1)。

  SCI串口连接如图l所示。

SCI串口连接

  1.1.3 波特率不一致的处理

VC5402初始化(以图1为例):

STM#SRGRl,SPSAl

STM#ooFEH,SPSDl;FSG帧同步脉冲宽度位为1个CLKG

;波特率为100 MHz/(0X(OFF)=392 156 b/s

STM#SRGR2,SPSAl

STM#3D00H,SPSDl;内部采样率发生器时钟由CPU驱动

  C51初始化:

MOV TMOD,#20H

MOVTLl,#FFH

MOVTHl,#FFH ;C51波特率=(2SMOD/32)*(fosc/12)[1/(256一初值)]一24 509 b/s

MOV SCON,#50H ;置串口方式l,每一帧10位数据.允许接收

MOV PCON,#80H ;设置SMOD=1

VC5402波特率/C51波特率=(392 156/24 509)=16.000 49

  VC5402每发送16位数据,C51只采样1位数据。在VC5402存储器中开辟一个空间对每次发送的8位数据进行扩展,1位扩为16位,0为0000H,l为FFFFH,共扩为128位。在数据头部填加16位起始位0000H,数据尾部填加停止位FFFFH。在VC5402发送控制寄存器XCR中设置XWDLEN=000(1字含8位),即可将要发送的8位数据封装成1帧10字的数据。这也符合C51串口1方式下1帧10位的数据格式。C51以1/16的VC5402采样速率接收数据,0000H采样为0,FFFFH采样为1,由此可以将接收到的200位恢复为8位数据,停止位进入RB8。

  C51每发送1位数据,VC5402要采样为16位数据。C51一次发送的10位数据的起始位触发VC5402的接收帧同步。由于VC5402以16倍C51的采样速率接收数据,1位采样为16位,0采样为0000H,1采样为FFFFH.只采样发送来的10位中的前9位,9位封装成144位,即接收的1帧数据完成。VC5402将收到的144位数据在开辟的存储器空间存放,抛弃前16位,在剩下的128位里分成8组,每组16位。比较其中间的8位,若有4位以上为1,则该16位为1,反之则为0。由此将接收到的144位恢复为8位数据。

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