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一种高速DSP与PC串口通信的设计方案

时间:06-05 来源:互联网 点击:

数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)在图形图像处理、高精度测量控制、高性能仪器仪表等众多领域得到越来越广泛的应用,实际运用中,通常须将DSP采集处理后的数据传送到PC机,然后进行存储和处理。

T1公司的微处理器具有性价比高,同时,该芯片的I/O电平、字长、运行速度、串口功能具有大多数DSP的共同特点。本文针对TMS320VC33与PC RS-232的通讯,分析三种具体的接口电路和软件设计方法,实现高速DSP与低速设备的通讯:①通过TMS320VC33的通用I/O口实现通信;②通过TMS320VC33中可设置为通用I /O的串行引脚实现通信;③直接利用TMS320VC33的串口功能实现通信,在硬件和软件设计的基础上,完成相关试验和调试,并达到预期的效果。

采用通用I/O口实现

PC的RS-232接口按照设定的固定波特率传送,RS-232串行口进行通信采用三线式接法,即RX(数据接收)、TX(数据发送)、GND(地)三个引脚,PC机按帧格式发送、接收数据,一帧通常包括1位起始位("0"电平)、5-8位数据位、1位(或无)校验位、1位或1位半停止位("1"电平),起始位表示数据传送开始,数据位为低位在前、高位在后,停止位表示一帧数据结束。

TMS320VC33微处理器的串口帧格式没有起始位和停止位,只有数据位,且数据位为高位在前、低位在后。利用TMS320VC33微处理器的通用I/O引脚实现串行通信时,须依据RS232的通信协议并结合DSP硬件资源编写相应的DSP程序。

1.硬件设计

TMS320VC33微处理器共有10个引脚可配置为通用I/O口,其中XFO、XFl为专用的通用I/O口,通过软件设计可实现XFO、XFl专用I/O口与RS232的串行通信,电路结构如图1所示。

本文选用MAX3232E作为RS232C电平与TTL电平的转换芯片,R1in、T1out为RS232C电平,R1out、T1in为TTL电平,TMS320VC33微处理器的INT2引脚为外部中断脚,R10ut同时连接到INT2和XF0,即可利用传输的第一位触发TMS320VC33微处理器的外部中断。

2.软件设计

假设系统已经完成初始化,数据接收流程如图2所示,设传输速率为9600bit/s,一个起始位("0")、8位数据位、一个终止位("1")。数据传输时对起始位定时半位的时间,数据位第一位以后的定时周期设置为一个位的时间,保证每一位数据都在中间采样,与传统RS232串口传输方式不同,有利于降低传输的误码率。

数据传输时,先判断Rx是否为OAh,即判断是不是传输起始位,若Rx=OAh,表明数据开始传输;接着判断XF0管脚的状态是否为"O",若 XF0=1,则数据传输错误,重新接收下一个数据;若XF=0,则表示数据开始正常传输;然后将Rx-1,同步刷新Rx中的内容,即Rx=Rx-1;同时,在TIMER0的周期寄存器和计数寄存器中存入定时整个位的时间常数,开定时器0的中断,定时时间一到,程序进入TIMER0的中断服务子程序,再判断Rx是不是终止位,若Rx为终止位,则开始继续接收新的数据,打开INT2,将TIMER0周期寄存器和计数寄存器中存放半位的时间参数;若Rx不是终止位,则继续接收数据位,直到Rx接收到终止位。

数据发送程序与数据接收程序原理相同,此处略。

串口引脚作为通用I/O口实现

1.硬件设计

TMS320VC33微处理器的串口引脚也可作为通用I/O口,通过对I/0口的操作即可实现串行数据的接收和发送,将微处理器的数据接收引脚DR 作为RS232的数据接收端,数据发送引脚DX作为RS232的数据发送端,电路结构如图3所示,图中MAX3232E的R2out与 TMS320VC33微处理器的lNT1和DR相连。

2.软件设计

软件设计与I/O口软件原理相似,TMS320VC33微处理器串口寄存器将串口功能引脚DR、DX设置为通用I/O口功能,不实施串口功能,即DR、DX引脚的功能与图1中XF0和XF1的功能相同,接收数据的流程与图2原理相同。

需要说明两点:①将图1和图3硬件电路相组合,即可实现一片TMS320VC33微处理器与两台微机的同时通信;②TMS320VC33微处理器共有10个引脚可配置为通用I/O口,因此,利用TMS320VC33微处理器的内部和外部中断源、2个定时器、1个串口定时器和软件定时等方式,可巧妙地实现1片TMS320VC33微处理器与多台微机同时通信。

串口功能实现 该方法直接利用TMS320VC33微处理器的串口功能实现通信。TMS320VC33微处理器的串行通信有固定数据速率和可变数据速率两种类型,每种类型又分连续、标准和爆发三种方式。

1.硬件设计

本文与RS232接口的通信方式采用固定速率的爆发方式,在该方式下,每个字的传送都由帧同步(FSX/FSR)信号开始,后面开始为数据位,其时序如图4所示。TMS320VC33微处理器在爆发方式接收数据时,从

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