某光电跟踪产品双DSP系统RS422通信设计

摘要：以某光电跟踪产品双DSP系统为例，详细介绍了RS 422通信设计。该系统设计选用Maxim公司提供的Max490ESA作为接口芯片。给出了其硬件接口原理图，并分别从DSP和PC机两方面详细介绍了RS 422通信程序的设计，具体给出了设计思路和数据结构。通过内外场试验，验证了该系统RS 422通信设计的可靠性及便捷性。
关键词：双DSP；RS 422通信；位流；数据结构

0 引言
信息社会的发展，在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌；而数字处理器作为数字信号处理的核心技术，其应用已经涉及到设计信号处理的各个领域，成为电子系统的心脏。某光电跟踪产品设计了基于TMS320C6201B和ADSP2187L的双DSP的信息处理平台，它提高了对信息的识别处理速度，具有实时性好、控制精度高、抗干扰能力强等特点。一般情况下，可利用JTAG口对DSP进行调试，然而，在整机情况下，这种方式就不太适用了。因而，在本系统中设计了RS 422接口，大大方便了远程调试和整机调试。

1 RS 422通信设计
本系统选用Maxim公司提供的Max490ESA作为接口芯片，它具备高速、低功耗等特点。图1所示为RS422接口原理图。

该通信设计的接口程序包括两个部分：DSP上的通信程序设计和PC机上的通信程序设计。
DSP的通信程序设计主要是调用INT5和TIMER0中断实现的。RX信号线挂在TMS320C6201的INT5脚，当6201检测到下跳时，引发一个中断，在中断程序中，立即将ADSP2187前端的数据采集到DSP的片内，然后开放TIMER0中断处理程序。中断程序负责将数据发给PC机。
PC机的RS 422通信程序采用C++Builder编写，为多线程程序。利用了专用的RS 422通信控件Vcomm32来实现通信。
1．1 DSP上的RS 422通信程序设计
DSP上的RS 422通信程序是一种有限状态机，它利用上层协议将位流进行传输，具体设计如下：
1．1．1 位流的形成
发送过程：RS 422是四线制的差分电平通信标准，在本系统中，TMS320C6201B的McBSP1用作通用I／O口，将MeBSP1的7根本来用作同步通信用的数据与控制线，现设置为通用I／O线。
通过将TMS320C6201B的McBSP1接口的DX引脚置高与置低实现发送一位位的数据流，通过读取RX引脚上的电平信号来接收数据位流。位流的速度与PC机上接收与发送流的速度一致。位流的格式遵循标准异步通信协议(UART)，本系统中，设定为1位起始位，8位数据位，2位停止位。由于TMS320C6201B上没有带UART通信口，只能用软件通过通用I／O引脚模仿UART。位流的节奏由TMS320C6201B的定时器0定时周期控制。图2所示为UART通用异步通信协议。

接收过程：RS 422传输线Rx+、Rx-经过MAX490ESA422接口芯片后，变成5 V CMOS电平信号Rx。Rx接至TMS320C6201B的两个地方，一是TMS320C6201B的McBSP1的Rx脚，另外还同时接至TMS320C6201B的INT5脚。接收的过程如下：一旦PC机发出一个8位数据，PC机首先要发送电平为低的起始位，这时将引起Rx脚由高到低的跳变，TMS320C6201B的INT5脚将感受到这一电平的跳变，这将引发TMS320C6201B的一次电平中断，用来提示TMS320C6201B，请准备接收PC机上的数据。在INT5的中断处理程序中，首先关掉INT5脚电平中断，以防后来还没有接收完8位的数据位流上的电平变化再次引发不希望出现的中断，然后退出中断。TIMER0开始计数到给定的周期时，引起了TIMER0的定时中断，TIMER0判断是否收满8位，如果没有，则读取McBSP1脚上的Rx信号，将其移入到接收缓冲区；如果接收满了8位，则根据接收缓冲区接收到的字的意义以及DSP其他参数做出处理，当然，收满8位，TIMER0定时将打开INT5中断，复原系统其他状态，为下一次接收完整数据做准备。这样就完整地接收到了PC机上的一串完整的8位数据。
1．1．2 上层通信协议
位流形成后必须能识别出位流中包含的意义，或者建立一种DSP与PC之间的通信协议或通信状态机，确保DSP能够识别出PC机发出的命令字，同时PC机也能正确接收包含着特别含义的位流。
该通信协议要实现以下功能：
(1)确保DSP与PC机能正确地握手。当握手不成功时，要有相应的错误处理机制；当握手不成功的次数太多时，必须停止握手，提示操作人员做相应的处理。
(2)在握手成功后，DSP能够根据PC发出的命令，做出相应的响应。
(3)协议应该简单，不太复杂，扩展容易。
为了达到以上设计目的，本系统在DSP上设计了如图3所示的RS 422通信状态机。

其基本过程是：当DSP启动后，进入主程序，首先将通信状态机置于准备接收PC机握手码状态，一旦收到PC机发出的8位数据，判断是否是8位握手码，如果是则将通信