通過SPI接口協(xié)議實現(xiàn)DSP與其它設(shè)備的通信

1、通過SPI接口協(xié)議實現(xiàn)DSP與其它設(shè)備的通信    摘要：介紹了SPI通信協(xié)議，給出了將TI公司生產(chǎn)的TMS320C5402 DSP用于SPI協(xié)議通信的串口配置方法和接口電路設(shè)計，同時給出了串口McBSP的配置程序。     關(guān)鍵詞：多通道緩沖串行口 McBSP TMS320C5402 PD780308 SPI DSP1 引言隨著信息技術(shù)革命的深入和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，DSP技術(shù)也正以極快的速度被應用到科技和國民經(jīng)濟的各信領(lǐng)域。在很多工程開發(fā)設(shè)計中，由于要求實現(xiàn)單片DSP與單片DSP、多片DSP芯片以及及其它處理芯片之間的

2、通信，因此，怎樣更高效、更便捷的實現(xiàn)這些通信，已成為廣大DSP應用者首先要解決的一個問題。本文根據(jù)筆者在工程應用和調(diào)試方面用TI的DSP TMS320C5402與NEC的PD780308單片機進行通信的經(jīng)驗，介紹并討論了將TMS320C5402 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），從而實現(xiàn)DSP與其它單片處理器之間的通信設(shè)計方法同時給出了實現(xiàn)方法的部分程序代碼。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)的串行交換。同以前的串口相比，McBSP串口具有相

3、當大的靈活性。表1給出了有關(guān)TMS320C5402的McBSP管腳說明。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，從而大大的提高了通信的靈活性。表1 TMS320C5402的有關(guān)McBSP管腳說明管腳說明說     明DR數(shù)據(jù)輸入端DX數(shù)據(jù)輸出端CLKR接收數(shù)據(jù)位時鐘CLKX發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘FSR接收數(shù)據(jù)幀時鐘FSX發(fā)送數(shù)據(jù)幀時鐘CLKS外部提供的采樣率發(fā)生器時鐘源3 SPI協(xié)議中的McBSP時鐘停止模式SPI協(xié)議是以主從方式工作的，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，其接口包括以下四種信號：（1）串行數(shù)據(jù)輸入

4、（也稱為主進從出，或MISO）；（2）串行數(shù)據(jù)輸出（也稱為主出從進，或MOSI）；（3）串行移位時鐘（也稱為SCK）；（4）從使能信號（也稱為SS）。圖1為設(shè)備的SPI接口示意圖。該接口在工作時，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，它可以激活從設(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。TMS320C5402提供的時鐘停止模式可用于SPI協(xié)議通信，當McBSP被配置為時鐘停止模式時，發(fā)

5、送器和接收器在內(nèi)部是同步的，即可將發(fā)送數(shù)據(jù)幀時鐘（FSX）用作從使能（即SS），而將發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘（CLKX）用作SPI協(xié)議中SCK。由于收數(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，因此，該管腳不能用于SPI模式。當McBSP被配置為一個主設(shè)備時，傳送輸出信號(BDX)被用作SPI協(xié)議的MOSI信號，而接收輸入信號（BDR）則被用作MISO信號。圖2所示為McBSP用作主設(shè)備時的SPI接口示意圖。同樣地，當McBSP被配置為一個從設(shè)備時，BDX被用作MISO信號，BDR則被用作MOSI信號。圖3為McBSP用作從設(shè)備的SPI接口示意圖。當TMS320C5

6、402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位的配置如表2所列。表2 時鐘停止模式配置CLKSTPCLKXP說    明0XX不可用時鐘停止模式。時鐘被激活用于非SPI模式100時鐘開始于上升沿（無延遲）110時鐘開始于上升沿（有延遲）101時鐘開始于下降沿（無延遲）111時鐘開始于下降沿（有延遲）4 其它有關(guān)寄存器的配置為了更好地掌握和了解McBSP作為SPI設(shè)備時的有關(guān)寄存器配置，現(xiàn)以McBSP作為SPI從設(shè)備來介紹有關(guān)McBSP的其它有關(guān)寄存器的配置，若McBSP做為SPI主設(shè)備，則相關(guān)配置正好相反。

7、當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。由于CLKX引腳和CLKR信號在內(nèi)部相連接，因而傳送和接收回路均由外部主時鐘計時（CLKX）。同時，由于FSX引腳和FSR信號也已在內(nèi)部連接，因此，CLKR引腳和FSR引腳不再需要外部信號的連接。盡管CLKX信號由主設(shè)備外部產(chǎn)生且與McBSP同步，但是，McBSP的采樣率發(fā)生器仍然必須正確啟動SPI從設(shè)備，同時，采樣率發(fā)生器還應被設(shè)置為最大速率（CPU時鐘速率的一半）。另外，內(nèi)部采樣率時鐘常被用來同步McBSP邏輯和外部主時鐘以及從使能信號。每次傳送時，McBSP一般在從使能信號的上升沿進行FSX輸

8、入。也就是說，在每次傳送的開始，主設(shè)備必須維護使能信號，而在每次傳送完成后，則必須消除從使能信號。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)備而言，McBSP的數(shù)據(jù)延遲參數(shù)必須設(shè)置為0，在這種運行模式中，設(shè)置值為1或2沒有定義。配置McBSP為從設(shè)備所需的寄存器位值如表3所列。表3 SPI操作模式下的寄存器位值表位  域值功能描述寄存器CLKXM0配置BCLKX引腳為輸入PCRCLKSM1由CPU時鐘產(chǎn)生的采樣率時鐘SRGR2CLKGDV1為采樣率時鐘選擇2的劃分因素SRGR1FSXM0配置BFSX引腳為輸入PCRFSGM0對每個包傳送，BFSX信號被激活SR

9、GR2FSXP1配置BFSX引腳為活動低電平PCRXDATDLY0為SPI從設(shè)備運行，必須為0XCR2RDATDLY0為SPI從設(shè)備運行，必須為0RCR25 程序設(shè)計下面是有關(guān)TMS320C5402器件的McBSP各個控制寄存器的配置，該配置程序筆者在實踐中已經(jīng)過測試，并已成功運用在了某工程設(shè)計中。Void McBSP1_Config(void)offlset=0x0000;SPCR11=0x1800; ；配置串口時鐘停止模式CLKSTP=10offlset=0x0001;SPCR21=0x0222;offlset=0x0005;SRGR11=0x00FA;offlset=0x0007;SRG

10、R21=0xa00F;offlset=0x0002;RCR11=0x0040; ；接收一幀含一字，一字含16位offlset=0x0003;RCR21=0x0044； 接收數(shù)據(jù)無延遲RDATDLY=00offlset=0x0004;XCR11=0x0040; ;發(fā)送一幀含一字，一字含16位offlset=0x0005;XCR21=0x0044; ;發(fā)送數(shù)據(jù)無延遲XDATDLY=00offlset=0x000E;PCR1=0x000; ；發(fā)送時鐘由外部時鐘驅(qū)動，CLKX為輸入腳CLKX=0,發(fā)送時鐘極性CLKXP=0，發(fā)送幀同步極性FSXP=1offlset=0x0008；MCR11=0x0001；offlset=0x0009；MCR21=0x0001；offlset=0x000C;XCERA1=0x0003;offlset=0x0001;SPCR21=0x0262;offlset=0x0001;SPCR21=0x0263;offls