TMS320C54X DSP实现UART的技术

TMS320C54x DSP的外设没有集成UJART串口，可以通过两种途径来实现TMS320C54X的LJART串口通信功能。一是通过软件的方法。二是采用外部接口芯片组，完成RS232信号的接收和发送，并以DSP容易快速访问的方式与DSP接口。

1 采用软件模拟

TMS320C54x DSP软件模拟实现LJART无需额外硬件开销，仅需通用I／(BIO和XF)、外部中断INTO以及一个定时器就可实现，硬件连接如图l所示。

图l中，XF引脚用于发送数据，BIO脚和INTO脚用于接收数据。此方法可以模拟半双工通信与全双工通信。软件模拟IJART技术允许用户设置：数据位数(1～16)、奇偶校验(奇校验或偶校验)或无奇偶校验、停止位(1～2)和波特率。每秒传输比特数计算公式为：

改变寄存器TDDR和PRD的设置值，可以获得不同的波特率。BaudRate最大值是：

其中，clkfreq是DSP系统时钟，#cycles是子程序执行周期，bit是完成UART功能限定条件(1／2或1)。

另外，需要两个存储单元分别用作UART状态寄存器和计数器，以便控制软件完成接收与发送任务。

1.1 接收功能

要正确接收数据流，首先要检测起始位。由于百BIO和INTO连在一起，一旦低电平有效则启动INTO中断。首次响应中断，定时器设置定时周期为1／2码元宽度，以便保证在起始位中间位置定时中断采样BIO引脚。如果采样电平为高，起始位就是虚假信号，定时器立即停止定时并退出子程序。如果为低，则认为检测到起始位，关闭外部中断INTO以免数据流中的O再被误认为是起始位。接收后续数据时，每次定时器没置定时周期为一个码元宽度，保证在码元中间采样，从而减少误码。当收到若干个(数据位数可根据需要设定为1～16)数据后，再检测停止位和奇偶校验位。若数据接收正确，则格式化输出数据(去掉起始位、停止位和奇偶校验位)。同时计数器清零，复位RCV(接收标志位．在LJART状态寄存器中设定)标志位，并开中断为下一次检测数据流的起始位做好准备。

1.2 发送功能

一旦发送数据，并且发送子程序被调用，必须先将发送数据格式化(加上起始位、停止位和奇偶校验位)存在某个存储单元以备发送。然后，检测TX位是否被置位(即有无数据正在发送)。若是，则循环等待直到TX(发送标志位，在UART状态寄存器中设定)被复位为止。要知道何时开始发送下一个数据，需要定时器定时中断来控制，同时还需要一个发送计数器控制程序流程。由于发送和接收是独立进行的，它们共用唯一的一个定时器，如果UART在接收数据过程中定时器突然被发送功能占用，则必然会破坏数据。发送数据前必须检测RCU标志位，确认没有正在接收数据后才能开始发送数据，否则发送程序等待。因此，准确来讲，这种发送接收方式只是一种半双工方式，发送和接收不能同时进行。如果要实现全双工通信，则无论是否正在接收数据，发送都延迟一段时间等待下一次接收，然后与其同步进行。

2 增加专用UART接口

利用TLl6C550C和MAX3238分别实现协议转换和电平转换。增加专用UART接口的硬件框图如图2所示。

主机通过并行方式访问TIJl6C550C的寄存器，寄存器的设定将控制其内部的控制逻辑模块，实现对其工作方式的设定(如波特率、校验位等)，同时，访问寄存器也可以实现对数据的操作(读取和写入数据)。RS232数据接口可大致分为三部分；接收模块、发送模块和Modem控制逻辑。接收模块将从SIN引脚输入的串行数据，按照规定格式取出其数据部分并作校验，数据接收部分被送入接收寄存器或接收FIFO中，校验的结果反映在状态位上。发送模块将发送寄存器或发送FIF0中的数据按照规定格式加入起始位、停止位和校验位，并以RS232的串行方式发送至SOUT引脚。Modem控制逻辑通过接收和发送引脚信号，实现对收发操作的控制。

对DSP而言，TLl6C550C是一系列寄存器，它们映射在I／0空间中，通过译码电路使它的起始地址为0x4000，那么对其操作即是对其某段地址的I／O进行访问。LIART的每个寄存器都是8位的，大多数寄存器只能工作在一种模式下(读或写)。

2.1 串行传输

异步串行数据格式的设置通过线路控制寄存器(LCR)来完成的。除了数据格式外，另外一个指标是波特率，它是通过除数寄存器来设置的，实际的波特率为输入时钟信号进行分频后获得，其公式如下：

2.2 数据接收

从SIN输入的数据首先进入接收移位寄存器(RSR)，一个字符接收完成后，数据移人接收缓冲寄存器(RBR)。RBR实际是一个16字节的FIFO，当中断设置时，UART会根据FIFO中接收数据的数目产生中断，主机设备从RBR中读取数据后，中断会自动清除。

2.3 数据发送