基于DSP芯片實現異步串行通信系統的軟硬件設計

作者：齊崇英，陳西宏，蘇紅潮

1 引言

TMS320C3x DSP是目前國內應用比較廣泛的DSP芯片之一，它提供了可與外部串行設備通信的串行接口，支持8/16/24/32位數據交換，為設計A/D、D/A接口電路提供了很大的靈活性。然而，當DSP系統和PC機進行通信時，如何設計合理的接口電路和通信軟件，將DSP處理后的數據實時準確地傳輸給PC機，同時使PC機實時有效地控制DSP，成為DSP系統設計中的重要一環。本文采用異步串行通信（Universal Asychronous Receiverand Transmitter，UART），較好地解決了DSP和PC機通信這一問題。

2 TMS320C3x簡介

TMS320C3x（以下簡稱C3x）是TI（TexasInstruments）公司生產的第三代產品，也是第一代浮點DSP芯片，包括C30、C31、C32和C33四種，是TMS320系列中性能價格比較高的一種浮點DSP芯片，具有32位的浮點精度，總共有三套總線，即程序總線、數據總線和DMA總線，取指、讀寫數據以及DMA操作可并行進行，可以尋址16M字的空間。其中C31是C30的簡化和改進型，它去掉了擴展總線和一個串口，降低了芯片的成本，并且在硬件上增加了一個非常有用的功能，即程序引導功能（Bootloader），使其程序可以從低速EPROM、PROM或串行口裝入到系統的高速RAM中全速運行 。C32和C33是C31的進一步簡化和改進，其中C32片內RAM減為512字，以降低成本。C33片內RAM為34K ，需3．3V電源。

3DSP系統結構框圖

圖1為整個DSP系統的硬件框圖。

其中，TLC32044是TI公司生產的話帶模數接口芯片（簡稱AIC）TLC32040系列中的一種，它集A/D、D/A于一體，具有兩個模擬輸入口和一個模擬輸出口，最高采樣頻率為19．2kHz。MC6850為Motorola公司生產的異步串行接口芯片（UART），它可以進行8位或9位數據的發送和接收，并可選擇÷1、÷16、÷64三種不同的時鐘模式。DSP通過對MC6850的控制寄存器初始化來設置異步通信協議，然后MC6850對DSP的并行數據和PC機的串行數據按照協議進行并串轉換。MAX232芯片進行TTL電平和RS－232電平之間的轉換。外部信號經A/D轉換進入DSP，DSP對其進行處理后，經UART送入PC機，由PC機對數據進行處理和存儲。同時，PC機將控制信號或待發數據經UART送入DSP，對DSP實施控制或經DSP處理后送入D/A，經低通濾波后還原為模擬信號。

4DSP系統通信軟件

傳輸時，發送雙方應按照共同遵循的協議進行初始化。通信協議采用起止式異步通信協議，下面分別是DSP對MC6850和上層PC機軟件對串行口初始化操作的源程序代碼。

4．1 MC6850異步串口通信程序設計

加電之后，6850處于閉鎖狀態，以避免輸出錯誤的發送。使用前，必須通過程序將控制寄存器的CR0和CR1置“1”，以進行主復位，使其從閉鎖狀態釋放。然后就可以對控制寄存器編程，以確定6850的時鐘分頻、數據格式和發送與接收控制功能等。以下是在Code Composer集成開發環境下，用C語言實現對6850的初始化設置和發送數據程序。

4．2PC機通信程序設計

在VC＋＋6．0環境下，利用PC機進行串口通信的常用方法有兩種：（1）調用Windows API（Application Program Interface）函數；（2）使用ActiveX的MSComm控件。第一種方法需聲明及調用許多API函數，十分煩瑣。故本文采用第二種方法。

PC機通信的具體實現過程如下：

第一步，啟動VC＋＋6．0，新建一個基于對話框的應用程序TxRx。

第二步，在對話框中插入串口控件，增加新的靜態文本、編輯框和按鈕控件，并為它們添加相應的變量。其屬性如下：

其次，需要初始化串口參數，在OnInitiDialog（）函數中TODO語句后加入以下代碼：

//先預讀緩沖區以清除殘留數據

接著，為發送按鈕IDC-TRSMITT添加消息處理函數OnTransmitt（），內容如下：

下面舉例說明如何在Transmitt（）函數中實現發送一幀數據。

5結束語

以上是DSP與PC機之間異步串行通信的軟硬件解決方案，目前此方案已應用于短波通信智能終端數據傳輸系統中，運行穩定，通信性能良好，較好地解決了DSP和PC機的通信問題。

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