第五章2_串行通信接口.ppt

1、1,5.2 串行通信接口,一、概述 二、SCI寄存器 三、SCI串口使用,C28X,5.2 串行通信接口,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 雙線 異步串行通信接口（即UART口） 使用標(biāo)準(zhǔn)非歸0（NRZ）數(shù)據(jù)格式進(jìn)行通信 接收器和發(fā)送器各具有一個(gè)16級(jí)深度的FIFO，且它們還 各有獨(dú)立的使能位和中斷位 可以獨(dú)立地進(jìn)行半雙工通訊，或在全雙工模式下同時(shí)操作 對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行間斷、奇偶性、溢出和幀錯(cuò)誤檢測(cè) 通過(guò)使用16位的波特率選擇寄存器能設(shè)置不同的位速率,一、概述,C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,兩個(gè)多功能復(fù)用引腳，如果不用于SCI通信，可以作為通用I/O口。 SCITXD：數(shù)

2、據(jù)發(fā)送引腳； SCIRXD：數(shù)據(jù)接收引腳。 波特率可編程達(dá)到64K種不同的速率。 數(shù)據(jù)字格式： 一個(gè)起始位 18位可編程數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度 可供選擇的奇、偶或無(wú)校驗(yàn)位模式 12位停止位, SCI與CPU之間的接口圖如P149 所示 SCI模塊主要特點(diǎn)如下,一、概述,C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,一、概述,C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,四個(gè)錯(cuò)誤檢測(cè)標(biāo)志位：奇偶性、溢出、幀和間斷檢測(cè)。 兩種喚醒多處理器模式：空閑線喚醒和地址位喚醒。 半雙工或全雙工通信。 雙緩沖接收和發(fā)送功能。 發(fā)送器和接收器可通過(guò)帶有狀態(tài)標(biāo)志的中斷驅(qū)動(dòng)或polled算法完成操作。 獨(dú)立的發(fā)送和接收中斷使能

3、位（BRKDT除外）。 NRZ格式。 13個(gè)SCI模塊控制寄存器，起始地址為7050H。 自動(dòng)波特率檢測(cè)硬件邏輯（比F240 x多出的功能）。 16級(jí)發(fā)送/接收FIFO（比F240 x多出的功能）。,一、概述,P151給出了SCI模塊方框圖。,C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 發(fā)送器（TX）及其相關(guān)寄存器。 SCITXBUF：發(fā)送緩沖寄存器，存放等待發(fā)送的數(shù)據(jù)（由CPU裝載）； TXSHF：發(fā)送移位寄存器,接收來(lái)自SCITXBUF的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)逐位移到 SCITD引腳。 接收器（RX）及其相關(guān)寄存器。 RXSHF：接收移位寄存器，逐位移入來(lái)自SCIRXD引腳的數(shù)據(jù)； SCIRX

4、BUF：接收緩沖寄存器，存放CPU要讀取的數(shù)據(jù)。來(lái)自遠(yuǎn)端處理器的 數(shù)據(jù)加載到RXSHF，然后裝入SCIRXBUF和SCIRXEMU。 可編程的波特率發(fā)生器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映射的控制和狀態(tài)寄存器。 SCI的發(fā)送器和接收器可獨(dú)立工作，也可同時(shí)工作,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,SCI相關(guān)信號(hào),二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 支持兩種多處理器協(xié)議：空閑線多處理器模式和地址位多處理器模式。這兩種協(xié)議允許在多個(gè)處理器之間傳送有效的數(shù)據(jù)。 提供了通用異步接收/發(fā)送（UART）通信模式，能夠與多種 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行通信。 數(shù)據(jù)發(fā)送格式為：

5、 1個(gè)起始位； 18位數(shù)據(jù)； 1個(gè)奇、偶或無(wú)校驗(yàn)位； 12位停止位。,多處理異步通信模式,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, SCI接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)都采用NRZ格式： 1個(gè)起始位； 18位數(shù)據(jù)； 1個(gè)奇、偶或無(wú)校驗(yàn)位（可選）； 12位停止位； 1個(gè)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)與地址的附加位（僅用于地址位模式）。 字符 數(shù)據(jù)的基本單元稱為，其長(zhǎng)度為18位。每一個(gè)字符包含1個(gè) 起始位，12位停止位，可選的奇偶位以及地址位。 一幀 帶有格式信息的一個(gè)字符,SCI 可編程數(shù)據(jù)格式,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,起始位,LSB,2,MSB,校驗(yàn)位,SC

6、I 可編程數(shù)據(jù)格式,典型的數(shù)據(jù)格式為：, 空閑線模式正常非多處理器通信模式,停止位,3,4,5,6,7,起始位,LSB,2,MSB,校驗(yàn)位, 地址位模式,停止位,3,4,5,6,7,地址/數(shù)據(jù),地址位,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,SCI 多處理通信,多處理器通信格式允許一個(gè)處理器在同一串行線路上向其他處理器發(fā)送有效的數(shù)據(jù)塊。但是，在一條串行線上，每次只能有一個(gè)發(fā)送，也就是說(shuō)，每次只能有一個(gè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。 地址字節(jié)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)塊的第一個(gè)字節(jié)包含一個(gè)地址位，它被所有處于接收狀態(tài)的處理器讀取。只有地址正確的處理器才能被緊隨在地址字節(jié)后的數(shù)據(jù)字節(jié)中斷，若地址

7、不正確，則仍保持不被中斷，直到下一個(gè)地址字節(jié)出現(xiàn)。 SLEEP位串行線上的所有處理器均將SCI的SLEEP位置位，這樣只有檢測(cè)到地址字節(jié)后才會(huì)被中斷。當(dāng)處理器讀取的地址位與用戶應(yīng)用軟件設(shè)置的處理器地址相符時(shí)，用戶必須清SLEEP位，以使能SCI，使之能產(chǎn)生中斷。 盡管當(dāng)SLEEP位為1時(shí)接收器仍然工作，但它并不會(huì)使RXRDY、RXINT或任何接收錯(cuò)誤狀態(tài)位置位，除非地址字節(jié)被檢測(cè)到，而且接收的幀地址是1（適用于地址位模式）。SCI本身并不能修改SLEEP位，必須由用戶軟件改變。,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,，,SCI 多處理通信, 識(shí)別地址字節(jié)：處理器根

8、據(jù)所使用的不同模式，采用不同的地址字節(jié) 識(shí)別方式。 空閑線模式在地址字節(jié)之前預(yù)留一個(gè)靜態(tài)空間，該模式?jīng)]有額外的地址/數(shù)據(jù) 位，在處理10個(gè)字節(jié)以上的數(shù)據(jù)塊傳輸方面比地址位模式效率高。一般用于非 多處理器SCI模式。 地址位模式在每個(gè)字節(jié)中增加了一個(gè)附加位（即地址位）。這種模式下數(shù)據(jù)塊 之間不需要等待，因此在處理小數(shù)據(jù)塊時(shí)比空閑線模式效率高。 控制SCI TX和RX的特性： 用戶可使用軟件通過(guò)ADDR/IDLE MODE位（SCICCR.3）選擇多處理器模式，兩種模式均使用TXWAKE（SCICTL1.3）、RXWAKE（SCIRXST.3）和SLEEP標(biāo)志位（SCICTL1.2）來(lái)控制SCI發(fā)

9、送器和接收器的特性。,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,SCI 多處理通信,兩種多處理器模式的接收順序： 在接收地址塊時(shí)，SCI端口喚醒并請(qǐng)求一個(gè)中斷（必須使 能SCICTL2的第一位RX/BK INT ENA位），該端口讀取 這個(gè)塊的第一幀，該幀包含目的處理器的地址。 程序流程通過(guò)中斷被加載，并檢查所接收的地址，然后比 較該地址與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的設(shè)備地址。 如果比較結(jié)果表明該塊與CPU的地址相符，則CPU清 SLEEP位，并讀取塊中剩余的數(shù)據(jù)；否則，程序流程退出 并置位SLEEP位，直到下一個(gè)地址塊開(kāi)始才接收中斷。,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié)

10、 串行通信接口（SCI）,，,空閑線多處理器模式,空閑線多處理器模式（ADDR/IDLE MODE=0）中，塊與塊之間的空閑時(shí)間大于塊中各幀之間的空閑時(shí)間。如果一幀之后有10個(gè)或更多的高電平位的空閑時(shí)間，就表明了下一個(gè)新數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始。每位的時(shí)間可以由波特率值（位每秒）計(jì)算出來(lái)?？臻e線多處理器模式（ADDR/IDLE MODE位是SCICCR.3）通信格式P255所示。,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 空閑線模式操作步驟 塊啟動(dòng)信號(hào) 喚醒臨時(shí)標(biāo)志 塊的發(fā)送開(kāi)始信號(hào) 接收器操作,空閑線多處理器模式,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SC

11、I）,在地址位協(xié)議中（ADDR/IDLE MODE=1），在每一幀的最后一個(gè)數(shù)據(jù)位之后，都有一個(gè)附加位地址位。數(shù)據(jù)塊的第一幀中，地址位置1，在其他幀中，地址位清0。地址位多處理器模式的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)塊之間的空閑周期無(wú)關(guān)，如P156所示。,地址位多處理器模式,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,TXWAKE的值被移入地址位，在發(fā)送期間，當(dāng)SCITXBUF寄存器和TXWAKE分別加載到TXSHF寄存器和WUT中時(shí)，TXWAKE被清0，且WUT的值變成當(dāng)前幀中地址位的值。因此，發(fā)送一個(gè)地址要經(jīng)歷以下過(guò)程： 置位TXWAKE位，并向SCITXBUF寄存器寫(xiě)入合適的地址值

12、。當(dāng)?shù)刂分当凰腿隩XSHF寄存器又被移出時(shí)，該地址位置1。這意味著串行上的其他處理器就 讀取這個(gè)地址。 TXSHF和WUT被加載后，可立即將地址寫(xiě)入SCITXBUF和TXWAKE（因?yàn)?TXSHF和WUT是雙緩沖的）。 發(fā)送非地址幀時(shí)，保持TXWAKE位為0。 注意：通常情況下，地址位格式用于11個(gè)或更少字節(jié)的數(shù)據(jù)幀傳輸。這種格式在所要發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)中增加了一位（1代表地址幀，0為數(shù)據(jù)幀）?？臻e線格式典型的用于12個(gè)字節(jié)或更多的數(shù)據(jù)幀。,地址位多處理器模式,地址的發(fā)送,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 采用半雙工或全雙工通信模式，數(shù)據(jù)幀含一個(gè)起始位，18個(gè)數(shù)

13、據(jù)位，一個(gè)可選的奇偶校驗(yàn)位和12個(gè)停止位，如P258所示。 通信模式中的接收器信號(hào) 地址位喚醒模式（地址位不出現(xiàn)在空閑模式中）。 每個(gè)字符有6位數(shù)據(jù)。 通信模式中的發(fā)送器信號(hào) 地址位喚醒模式（地址位不出現(xiàn)在空閑模式中）。 每個(gè)字符有3位數(shù)據(jù)。,SCI通信格式,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,SCI中斷, SCI通信中，使用中斷來(lái)控制接收器和發(fā)送器的工作。SCICTL2寄存器有一個(gè)標(biāo)志位（TXRDY），用來(lái)指示有效的中斷條件，此外，SCIRXST寄存器有兩個(gè)中斷標(biāo)志位（RXRDY和BRKDT）以及中斷標(biāo)志RX ERROR（該標(biāo)志是FE，OE和PE的邏輯或）。發(fā)

14、送器和接收器都有獨(dú)立的中斷使能位，當(dāng)使能位被屏蔽時(shí)，將不會(huì)產(chǎn)生中斷；然而條件標(biāo)志位仍保持有效，以反映發(fā)送和接收狀態(tài)。 SCI提供獨(dú)立的接收器和發(fā)送器中斷向量，也可以設(shè)置它們的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)RX和TX中斷請(qǐng)求具有相同的優(yōu)先級(jí)時(shí)，接收器總是比發(fā)送器的優(yōu)先權(quán)更高，以減小接收器溢出概率。,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）,如果置位RX/BK INT ENA位（SCICTL2.1），當(dāng)下列情況之一發(fā)生時(shí)就會(huì)產(chǎn)生接收器中斷請(qǐng)求： SCI接收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀，并把RXSHF寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)到SCIRXBUF， 同時(shí)置位RXRDY（SCIRXST.6），并產(chǎn)生中斷。 中斷檢測(cè)條

15、件發(fā)生（在一個(gè)缺少的停止位后，SCIRXD保持10個(gè)位時(shí)間的低電 平）。該操作置位BRKDT（SCIRXST.5），并產(chǎn)生中斷。 如果置位TX INT ENA位（SCICTL2.0），只要將SCITXBUF寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到TXSHF寄存器，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)送器中斷請(qǐng)求，表明CPU可以向SCITXBUF寄存器寫(xiě)數(shù)據(jù)，同時(shí)置位TXRDY（SCICTL2.7），并產(chǎn)生中斷。 注意：RXRDY和BRKDT位是由RX/BK INT ENA位（SCICTL2.1）控制來(lái)產(chǎn)生中斷；而RX ERROR位是由RX ERR INT ENA位（SCICTL2.6）控制產(chǎn)生中斷。,SCI中斷,二、SCI 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C28X,第5.2節(jié) 串行通信接口（SCI）, 由低速外設(shè)時(shí)鐘LSPCLK頻率和16位的波特率選擇寄存器確定，可采用64K種不同的波特率進(jìn)行通信。計(jì)算公式為： SCI = LSPCLK/（BRR+1）8）,SCI波特率計(jì)算,SCI增強(qiáng)特征,FIFO描述, 復(fù)位 標(biāo)準(zhǔn)SCI FIFO使能 寄存器有效 中斷 緩沖 延遲的發(fā)送 FIFO狀態(tài)位