DSP實驗箱實現(xiàn)和PC高速通信的系統(tǒng)設計.doc

1摘要本論文首先是以DSP實驗箱(TMS320VC5416)為主處理器的硬件平臺，然后在該平臺上實現(xiàn)和PC高速通信的系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，硬件平臺主要包括主處理器模塊、異步串口輸出和接收模塊。其中異步串口的輸入輸出模塊實現(xiàn)了數(shù)據的輸入和輸出，采用的芯片為TI公司的TL16C550。主處理器模塊(TMS320VC5416)主要完成數(shù)據的傳送，其性能能夠達到實時處理的要求。存儲器模塊包括一片內部存貯空間：128K*16bit和外部存貯空間：64K*16bit并且還有系統(tǒng)自啟動功能設計：8MbitFLAS加上RS232串行數(shù)據接，異步串口實現(xiàn)系統(tǒng)板和PC機之間的通信。電源模塊為系統(tǒng)提供+5V和+3.3V電壓。為了便于程序的設計與調用，采用了模塊化的程序設計方法。在編程之前，首先用C語言對每個子模塊進行算法仿真。程序整體采用C語言和匯編語言混合方式編程。關鍵字：DSP、串行通信、TMS320VC5416、TL16C5502目錄摘要.1目錄.2前言.4第1章DSP的概述.61.1DSP的發(fā)展歷史.61.2DSP的特點.61.2.1哈佛結構.61.2.2流水線操作.71.2.3專用獨立硬件乘法器.71.2.4特殊的DSP指令.71.2.5快速的指令周期.71.3DSP的發(fā)展方向.81.4DSP應用領域.9第2章串行通信.102.1串行通信概述.102.1.1串行通信的基本方法.102.2串行通信標準.122.2.1RS-232C標準.12第3章TMS320C5416芯片.163.1基本結構.163.2中央處理器（cpu）.173.2.1CPU的狀態(tài)和控制寄存器.173.2.3累加器.183.2.4移位寄存器.183.2.5乘累加單元.193.3存儲器和I/O空間.193.3.1存儲器的概述.193.3.2程序存儲器.203.3.3數(shù)據存儲器.203.3.4I/O存儲器.213.5片內外設.213.5.1通用I/O引腳.223.5.2定時器.223.5.3時鐘發(fā)生器.223.6中斷機制.23第4章ICETEK-VC5416-A實驗箱.244.1TL16C550異步串行通信收發(fā)器.244.1.1TL16C550的簡介.244.1.2片內寄存器.25第5章軟件設計.305.1程序流程.3035.1.1程序圖.305.2CCS概述.325.3CCS工程構建.33第6章仿真.346.1實驗步驟.346.2創(chuàng)建源文件.346.3創(chuàng)建工程文件.356.4設置編譯與連接選項.376.5工程編譯與調試.376.6運行“串口調試助手”.396.7運行程序觀察結果.39總結.40附錄.42附錄A程序.42參考文獻.464前言近年來,通信與電子技術迅猛的發(fā)展,特別是DSP行列，市場前景非常的大。隨著DSP技術的逐漸的工業(yè)化，數(shù)據通信就顯得格外的重要。正是由于DSP的諸多優(yōu)點能夠滿足密集的數(shù)學計算，而且DSP應用的另一個突出特點是實時性，使其在通信、雷達、數(shù)字電視等領域得到了廣泛的應用，而且日益滲透到人們的日常生活的各個方面。例如DSP與DSP間數(shù)據通信，DSP與PC機間數(shù)據通信等。如何能夠快速、準確的完成通信是每個硬件工程師所關心的問題。由于DSP的工作頻率較高，如TMS320C5416時鐘頻率為160MHz，盡管DSP在與這些慢速外設進行數(shù)據交換時可以加入額外的等待周期，但是在實時性要求苛刻，算法復雜的場合，將DSP從這些冗長的等待周期中解放出來，將其時間重點放在處理關鍵的實時任務中去，有著重要的實際意義。故DSP與PC機之間串口通信的速度匹配是保證快速、準確通信的關鍵。PC機一般帶有一個或兩個內置串口，每個端口的機箱背后有一個9針或25針的公插口。串口是以bit來傳輸數(shù)據的，傳輸速率取決于UART芯片。該芯片將PC總線上的并行數(shù)據(單字節(jié)或多字節(jié)）分割成以比特為單位的串行數(shù)據流，從而實現(xiàn)在串口線纜中的數(shù)據傳輸。在本文中主要利用DSP做從機，以PC做主機來控制數(shù)據的通信。在利用我們所學到的課本知識設計一個高速的通信。在本論文中，我們主要采用的是TI的TMS320C5416芯片，它具有的主要功能特點就是低功耗，性價比較高，而且采用的擴展芯片ST16C550是廣泛使用的一款UART接口芯片，是改進版本。它收發(fā)均帶有16字節(jié)的FIFO，可以通過設定波特率設置寄存器來進行收發(fā)時鐘的分頻控制，傳輸速率從50bps到1.5Mbps，是通信速率更快。工業(yè)中數(shù)據通信是格外的重要，利用DSP的數(shù)字信號處理就能更好起到控制和傳輸?shù)淖饔?。目前幾乎所有的?shù)字信號處理器都提供一個或多個串行接口，并且隨著數(shù)字信號處理器的更新?lián)Q代，其相應串行接口的功能和性能都不斷的強化和提升。串行借口的最大的特點是減少了器件的引腳數(shù)目，降低了借口設計的復雜性。DSP和PC的通信的主要是在第1章，這章主要是對DSP加以介紹，