一種通過SPI接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)DSP與其它設(shè)備通信的方法
介紹了SPI通信協(xié)議,并著重介紹了TI公司生產(chǎn)的TMS320C5402 DSP用于SPI協(xié)議通信時的串口配置方法和接口電路設(shè)計(jì)實(shí)例,最后給出了串口McBSP的配置程序。
關(guān)鍵詞:多通道緩沖串行口,主設(shè)備,從設(shè)備,NECuPD780308,SPI,DSP
1 引 言
隨著信息技術(shù)革命的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,DSP技術(shù)也正以極快的速度應(yīng)用到科技和國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。在很多工程開發(fā)處理中,往往要求實(shí)現(xiàn)單片DSP芯片與單片DSP芯片、多片DSP芯片以及其它處理芯片的通信,怎樣更高效、更便捷地實(shí)現(xiàn)通信,已成為廣大DSP應(yīng)用者必須首要解決的一個問題。
本文根據(jù)筆者在工程應(yīng)用和調(diào)試TIDSPTMS320C5402與NECuPD780308單片機(jī)通信的經(jīng)驗(yàn),著重介紹并討論通過將C5402 DSP的多通道緩沖串行口McBSP(Multi-channel Buffered Serial Port)配置為SPI模式(即時鐘停止模式),實(shí)現(xiàn)DSP與其它單片處理器通信,并給出部分程序代碼,供讀者們參考。
2 多通道緩沖串行口McBSP
多通道緩沖串行口McBSP的功能是提供器件內(nèi)外數(shù)據(jù)串行交換。同以前的串口相比,McBSP串口具有相當(dāng)大的靈活性。表1給出了有關(guān)VC5402的McBSP管腳的說明。其中串口接收、發(fā)送時鐘和同步幀信號,既可由外部設(shè)備提供,又可由內(nèi)部時鐘發(fā)生器提供,大大地提高了通信的靈活性。
3 SPI協(xié)議:McBSP時鐘停止模式
SPI協(xié)議是以主從方式工作的,有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備,接口包括以下4個信號:串行數(shù)據(jù)輸入(也稱為主進(jìn)從出,或MISO);串行數(shù)據(jù)輸出(也稱為主出從進(jìn),或MOSI);串行移位時鐘(也稱為SCK);從使能信號(也稱為SS)。
圖1為設(shè)備接口示意圖。
主設(shè)備通過提供移位時鐘和從使能信號來控制信息的流動,從使能信號是一個可選的高低電平,它激活從設(shè)備(在沒有時鐘提供的情況下)的串行輸入和輸出。在沒有專門的從使能信號的情況下,主從設(shè)備之間的通信則由移位時鐘的有無來決定,在這種連接方式下,從設(shè)備必須自始至終保持激活狀態(tài),而且從設(shè)備只能是一個,不能為多個。
DSPVC5402提供的時鐘停止模式則可用于SPI協(xié)議通信中,當(dāng)McBSP被配置為時鐘停止模式時,發(fā)送器和接收器是內(nèi)部同步的,即可將McBSP配置為一個SPI主或從設(shè)備。其中,可將發(fā)送數(shù)據(jù)幀時鐘(FSX)用作從使能(即SS),而發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘(CLKX)則用作SPI協(xié)議中的SCK,由于接收數(shù)據(jù)位時鐘(CLKR)和接收數(shù)據(jù)幀時鐘(FSR)在內(nèi)部與FSX和CLKX是相連的,所以該管腳不用于SPI模式。
當(dāng)McBSP被配置作為一個主設(shè)備,傳送輸出信號(BDX)被用作SPI協(xié)議的MOSI信號,接收輸入信號(BDR)就被用作MISO信號。圖2所示為McBSP用作主設(shè)備的SPI接口。
同樣地,當(dāng)McBSP被配置作為一個從設(shè)備,BDX就被用作了MISO信號,BDR就被用作了MOSI信號。圖3所示為McBSP用作從設(shè)備的SPI接口。
DSPVC5402的McBSP被用于時鐘停止模式時,寄存器SPCR1的CLKSTP位域和引腳配置寄存器的CLKXP位的配置見表2。
4 McBSP作為SPI設(shè)備時的其它有關(guān)寄存器的配置
為了能使讀者更好地掌握和了解當(dāng)McBSP作為SPI設(shè)備時的有關(guān)寄存器配置,筆者將以McBSP作為SPI從設(shè)備運(yùn)行為例,給讀者介紹有關(guān)McBSP的其它有關(guān)寄存器的配置,若McBSP作為SPI主設(shè)備,則相關(guān)配置相反即可。
當(dāng)McBSP作為SPI從設(shè)備時,主設(shè)備外部產(chǎn)生主時鐘。CLKX引腳和FSX引腳必須被設(shè)置為輸入。CLKX引腳和CLKR信號內(nèi)部連接,從而傳送和接收回路均由外部主時鐘計(jì)時(CLKX)。同時,F(xiàn)SX引腳和FSR信號內(nèi)部連接,CLKR引腳和FSR引腳不再需要外部信號連接。將McBSP用作從設(shè)備的SPI接口的例子如圖3所示。
盡管CLKX信號由主設(shè)備外部產(chǎn)生且與McBSP同步,McBSP的采樣率發(fā)生器必須可以啟動正確的SPI從設(shè)備運(yùn)行。采樣率發(fā)生器應(yīng)被編為它的最大速率(CPU時鐘速率的一半)。內(nèi)部采樣率時鐘被用來同步McBSP邏輯和外部主時鐘及從使能信號。每次傳送,McBSP需要FSX輸入的從使能信號的上升沿。這就是說,在每次傳送的開始,主設(shè)備必須維護(hù)從使能信號,在每次傳送完成后,消除從使能信號。在兩次傳送之間,從使能信號不能一直保持為高電平。對正確的SPI從設(shè)備運(yùn)行而言,McBSP的數(shù)據(jù)延遲參數(shù)必須設(shè)置為0,在這種運(yùn)行模式中,值1或2沒有定義。配置McBSP為從設(shè)備所需的寄存器位值列在表3中。
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