1.3 SPI端口特性及SPI通信設(shè)計(jì)

　　AT89C5131的SPI模塊允許在McU和其他外圍設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)全雙工、同步、串行通信，它能以配置為主或者從兩種操作模式提供可編程極性和相位串行時(shí)鐘，同時(shí)還提供8個(gè)可編程的主機(jī)時(shí)鐘率。SPI模塊包括4個(gè)端點(diǎn)(MOSI，MISO，SCK，SS)，MOSI和MISO都是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，且每次只能傳輸1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。不同的是，MOSI將數(shù)據(jù)由主機(jī)輸出從機(jī)輸入，而MISO正好相反。SCK信號(hào)用以使通過(guò)MOSI和MI-SO的數(shù)據(jù)輸人/輸出設(shè)備同步，它可以由主機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生8個(gè)時(shí)鐘周期，用以完成一個(gè)字節(jié)在串行通道上的交換。SS用于從機(jī)的選擇，低有效。SPI模塊的配置和初始化可以通過(guò)寄存器SPCON完成，而數(shù)據(jù)的交換則需要使用寄存器SPSTA和SPDAT兩個(gè)寄存器，在軟件編寫過(guò)程中，SPI能否正常工作主要取決于對(duì)上述3個(gè)寄存器的操作。

　　在該設(shè)計(jì)中，SPI被配置為主機(jī)模式;SS端口處于無(wú)效狀態(tài);AT89C5131通過(guò)MOSI端口向DSP傳輸參數(shù)及控制命令;DSP通過(guò)軟件設(shè)置P1.1(SS)端口的狀態(tài)表明數(shù)據(jù)是否正確接收，即若正確接收，則置P1.1為1，否則置P1.1為0;AT89C5131通過(guò)檢測(cè)P1.1的值來(lái)決定是否重傳數(shù)據(jù)。

　　2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　要使得上述設(shè)計(jì)在工程應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)，在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。還需對(duì)接口進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。AT89C5131的軟件設(shè)計(jì)主要是USB固件程序的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的初始化，USB接口、UART接口和SPI接口數(shù)據(jù)的收發(fā)以及控制面板按鍵的功能實(shí)現(xiàn)幾個(gè)方面。軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編程，最后軟件通過(guò)FLIP下載到AT89C5131芯片中。這里所采用的編譯環(huán)境為KeilμVision 3軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)。在具體的工程實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，也遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改及調(diào)試，這些問(wèn)題都得到了很好的解決，其中主要有以下幾個(gè)方面：

　　按鍵功能實(shí)現(xiàn)控制面板按鍵的功能是通過(guò)電平觸發(fā)中斷實(shí)現(xiàn)的。在設(shè)計(jì)之初，手動(dòng)按下一次按鍵總會(huì)觸發(fā)多次中斷，對(duì)應(yīng)的LED顯示總會(huì)很快的跳變，不能滿足按一次按鍵就顯示一個(gè)狀態(tài)的要求，于是筆者就在按鍵功能實(shí)現(xiàn)的程序中添加了等待函數(shù)，即每發(fā)生完一次中斷，就等待一段時(shí)間，經(jīng)過(guò)調(diào)試，上面的問(wèn)題沒(méi)有再出現(xiàn)。

　　USB通信系統(tǒng) 系統(tǒng)要求USB能夠快速、高效地實(shí)現(xiàn)通信，對(duì)于速度問(wèn)題可以通過(guò)Ping-pong模式得以解決。系統(tǒng)還要求USB實(shí)現(xiàn)雙向通信，為使其接收和發(fā)送數(shù)據(jù)互不干擾，所以選用了幾個(gè)端口實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的傳輸。

　　SPI端口通信 SPI端口工程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是速度和工作模式的匹配。在設(shè)計(jì)之初，AT89C5131的SPI工作于從機(jī)模式，其數(shù)據(jù)傳輸受到DSP的控制，由于其傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于DSP中SPI端口的處理速度，所以每通過(guò)AT89C5131的SPI傳輸一組數(shù)據(jù)時(shí)，DSP總需要通過(guò)軟件控制等待很長(zhǎng)一段時(shí)間，既便如此也不能保證數(shù)據(jù)得到正確接收。于是，后來(lái)就將AT89C5131的SPI工作模式修改為主機(jī)模式，由AT89C5131主動(dòng)控制數(shù)據(jù)的傳輸。然而實(shí)現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵是對(duì)SS信號(hào)的控制，在上述工作模式下，SS必須無(wú)效，Slave才能較可靠地向發(fā)送寄存器寫數(shù)。

　　3 結(jié) 語(yǔ)

　　AT89C5131宜于構(gòu)成低成本的USB控制和通信系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與設(shè)備的通信，并可靈活選擇多種通信協(xié)議。文中介紹基于AT89C5131的接口設(shè)計(jì)，主要是實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與MCU以及MCU與DSP的通信，該設(shè)計(jì)已經(jīng)在工程實(shí)際中得到應(yīng)用。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，證明其合理且操作靈活，具有一定的實(shí)用意義。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，深切體會(huì)到硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)的極大不同。編譯正確且邏輯沒(méi)有問(wèn)題的程序源代碼，將其燒寫至芯片后，硬件電路并不一定能完全地實(shí)現(xiàn)所要求的功能，所以必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改程序、燒寫、調(diào)試，直至正確實(shí)現(xiàn)功能。