DSP5416的串口通信的设计.docVIP

摘 要： 本实验采用美国TI公司TMS320C5416 DSP芯片和MAXIM公司的MAX3111异步串行收发器，以SPI方式进行直接接口，实现同步到异步RS-232数据的传输的转换。给出硬件连接原理图和相关的软件编程方法。 关键词： MAX3111 串口通信 DSP5416 一 序言： 本次设计题目主要是进一步掌握同步串口McBSP的结构及工作原理，学习DSP实现RS232串口通讯的程序设计，学习MAX3111与DSP的接口设计。 近年来，DSP在电子、通信和控制领域得到了非常广泛的应用，在DSP应用系统设计中与上位机和下位机的通信必不可少。串口通信作为重要的通信方式之一，优点就是接口需要的引脚少，结构简单易于实现。本文介绍了TMS320C5416多通道缓冲口，并通过具体的实例介绍说明利用串口进行DSP通信的具体实现。 二 McBSP的接口信号及工作过程 McBSP由一个数据通道和一个控制通道组成，如图1所示。不同的接受和发送引脚实现和外部器件之间的通信。McBSP的接收操作采用三级缓冲方式，发送操作采用两级缓冲方式。 数据发送引脚(DX)负责数据的发送，数据接受引脚负责数据的接受，另外五个引脚(CLKS, CLKX, CLKR, FSX和FSR)提供了控制信号(时钟和帧同步)接口。C5416CPU通过片内的外设总线访问串口的32位控制寄存器，从而实现与McBSP间的通信与控制。 接受的数据到达DR引脚后移位到RSR，一旦整个数据单元接受完毕，如果RBR寄存器未满，则RSR被复制到RBR中。如果DRR中的数据已经被CPU/DMA控制器读取，则RSR被将被复制到DRR中。 发送数据首先由CPU或DMA控制器写入DXR中。如果XSR寄存器为空，则DXR中的值被复制到XSR并准备移位输出，否则，DXR会等待XSR中旧数据的最后一位被移位输出到DX引脚后，才将数据复制到XSR中。 三 McBSP与 SPI设备的接口 SPI(Series Protocol Interface)是一个利用4根信号线的串行接口协议，包括主从两种模式。4个接口信号分别是：串行数据输入(MISO，设备输入，从设备输出)、串行数据输出(MOSI，主设备输出，从设备输出)，移位时钟(SCK)、低电平有效的从设备使能信号(SS)。SPI的最大特点是由主设备时钟信号的出现与否来确定主从设备间的通信。一旦检测到主设备时钟信号，数据开始传送，时钟信号无效后，传输结束。在这期间，要求从设备必须被使能(SS信号保持有效 )。 1 McBSP为SPI主设备的接口 图1：McBSP为SPI主设备时的接口 当McBSP为SPI的主设备时，由McBSP内部的采样发生器产生时钟CLKX和从设备使能信号FSX。 3.2 McBSP为从设备接口 图2McBSP为从设备时的接口 当McBSP作为SPI从设备时，由外部的主设备产生所需要的主控时钟信号和从设备使能信号。 四 McBSP为主设备时的串口通信电路设计 1 MAX3111功能特点 MAX3111是MAX3100的改进类型，它包括一个振荡器和一个可编程波特率发生器；具有一个可屏蔽的中断源；另具有一个8字节的接收FIFO（先入先出）缓冲器。其应用SPI/MICROWIRE接口技术直接与控制器之间进行通信，通信速率可达230kbps，还包括两个RS-232电平转换器，这样无需再接入电平转换器，而使应用一个芯片即可实现具有SPI/MI-CROWIRE接口的微控器与PC或是其他设备进行异步数据传输。 2 TMS320C5416与MAX3111硬件接口设计 TMS320C5416 DSP的McBSP串行接口工作于SPI模式时可直接与MAX3111进行连接(MAX3111为3.3V器件的特性方便了于C5400系列DSP芯片进行接口)，从而实现与RS-232设备进行异步数据传输，此时TMS320C5416作为SPI协议的主设备，其接口电路如图3所示。 图3：DSP串口通信电路图 DSP的发送时钟信号(CLKX)作为MAX3111的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号(FSX)作为MAX3111的片选信号(CS)。DX与DIN连接作为发送数据线，DR与DOUT连接为接收数据线。MAX3111的DX与DIN连接，DX与DOUT连接，从而利用其片内的转换器实现UART到RS-232电平的转换。由于SPI模式下的MCBSP并不能产生接受中断，因此MAX3111的中断信号(IRQ)与DSP的外部中断相连。 五 软件流程图（附程序） 主程序软件流程图如下图所示。 图4：主程序流程图 六 软件硬件联调 把程序烧录到DSP芯片内，然后运行机房电脑里的串口调试工具，设置好端口和参数。运行程序结果： （1）按下键2，PC机向DSP处理器发送数据