TMS320C32與PC機(jī)串行通信的軟件實(shí)現(xiàn)方法

1 引 言
　　TMS320C32（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C32）是一種高性能的數(shù)字信號(hào)處理器，它片內(nèi)有1個(gè)串行口，可實(shí)現(xiàn)全雙工串行通信，PC機(jī)也有串行通信接口，但兩種串行口的通信協(xié)議有很大的不同：
　?。?）C32是同步方式，PC機(jī)是異步方式。C32串行口的幀同步信號(hào)線與數(shù)據(jù)線分開(kāi)使用，有獨(dú)立的接收幀同步FSR和發(fā)送幀同步FSX，獨(dú)立的接收數(shù)據(jù)線DR和發(fā)送數(shù)據(jù)線DX；PC機(jī)串行口則沒(méi)有單獨(dú)的幀同步，數(shù)據(jù)與同步在同一根信號(hào)線上，接收裝置依靠檢測(cè)起始位實(shí)現(xiàn)同步。
　?。?）C32串行數(shù)據(jù)傳送時(shí)字節(jié)的高位在前、低位在后，PC機(jī)則是低位在前、高位在后。
　?。?）C32數(shù)據(jù)傳送時(shí)，沒(méi)有起始位，而PC機(jī)有起始位、可編程停止位和校驗(yàn)位。
　?。?）C32支持8位、16位、32位的串行數(shù)據(jù)傳送，而PC機(jī)支持5位、6位、7位、8位的數(shù)據(jù)傳送。
　　在某些應(yīng)用場(chǎng)合，當(dāng)C32需要與PC機(jī)進(jìn)行串行通信時(shí)，這些接口協(xié)議的不同會(huì)帶來(lái)一些麻煩。增加硬件電路，如TI公司的16C754芯片，可以直接實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。
　　本人在實(shí)踐中利用兩者通信的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種軟件實(shí)現(xiàn)TMS320C32與PC機(jī)串行通信的方法，下面詳細(xì)介紹其實(shí)現(xiàn)原理。
2　串行通信約定
??? 串行通信約定為：
　　通信方式：串行異步。接口方式：RS－232。波特率：38400bit／s。數(shù)據(jù)字符長(zhǎng)度：8位。起始位：1位。停止位：2位。無(wú)校驗(yàn)位。
3　電路連接
??? C32使用串行口0，PC機(jī)使用串行口A。串行通信的電路連接見(jiàn)圖1。

　　圖1中，通信信號(hào)線的縮寫(xiě)及名稱(chēng)、定義如下：
　　TxD為數(shù)據(jù)發(fā)送Transfer Data，RxD為數(shù)據(jù)接收Receive Data，RTS為請(qǐng)求發(fā)送Request to Send，DX0為數(shù)據(jù)發(fā)送，DR0為數(shù)據(jù)接收，F(xiàn)SR0為數(shù)據(jù)接收幀同步脈沖，GND為地。
　　圖中的Max232E是Maxim公司生產(chǎn)的倒相驅(qū)動(dòng)器，用于實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。PC機(jī)串行口的TxD、RxD經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，分別連接至C32串行口0的DR0、DX0。這里需要將PC機(jī)串行口的RTS（請(qǐng)求發(fā)送）經(jīng)電平轉(zhuǎn)換，連接至C32的幀同步脈沖FSR0，RTS產(chǎn)生C32所需的接收幀同步脈沖信號(hào)。
4　通信原理
4．1　TMS320C32向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)
　　C32向PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳送在DX1－RxD通信線上進(jìn)行。C32的操作步驟如下：
　?。?）初始化；（2）取數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖2a）；（3）將8位數(shù)據(jù)進(jìn)行碼位倒置（見(jiàn)圖2b）。進(jìn)行碼位倒置，是因?yàn)镃32串行數(shù)據(jù)傳送時(shí)高位在前、低位在后，而PC機(jī)則是低位在前、高位在后；（4）左移4位、16位操作，見(jiàn)圖2c；（5）添加起始位和停止位，見(jiàn)圖2d。PC機(jī)串行口沒(méi)有單獨(dú)的幀同步，數(shù)據(jù)傳送與同步在一根信號(hào)線上，接收裝置靠檢測(cè)起始位實(shí)現(xiàn)同步，因此，要加上起始位和停止位；（6）寫(xiě)數(shù)據(jù)到發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器；（7）重復(fù)步驟（2）～（6），發(fā)送下一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
　　PC機(jī)的數(shù)據(jù)接收程序或過(guò)程，與常規(guī)的串行異步通信一樣，不需要作任何改動(dòng)，接收到的數(shù)據(jù)就是C32發(fā)送的數(shù)據(jù)。
??? 圖2顯示了C32在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)字節(jié)的變化情況。

4．2　PC機(jī)向TMS320C32發(fā)送數(shù)據(jù)
??? PC機(jī)在向C32發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需產(chǎn)生一個(gè)幀同步脈沖信號(hào)FSR，該信號(hào)由串行口的RTS送出（見(jiàn)圖1）。在產(chǎn)生FSR信號(hào)時(shí)，要由軟件產(chǎn)生兩個(gè)時(shí)延，時(shí)延1和時(shí)延2。時(shí)延1（見(jiàn)圖3a）保證FSR脈沖寬度與波特率相對(duì)應(yīng)，當(dāng)波特率為38 400bit／s時(shí)，時(shí)延長(zhǎng)度約為26μs；時(shí)延2（見(jiàn)圖3b）保證FSR下降沿與發(fā)送數(shù)據(jù)起始位之間的時(shí)間間隔等于一位，波特率為38 400bit／s時(shí)，該時(shí)延長(zhǎng)度也為26μs。PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的操作步驟如下：
　?。?）初始化。（2）軟件置RTS＝‘1’，產(chǎn)生FSR信號(hào)的上升沿。（3）軟件時(shí)延1。（4）軟件清RTS＝‘0’，產(chǎn)生FSR信號(hào)的下降沿。步驟（2）～（4）產(chǎn)生一個(gè)完整的FSR脈沖信號(hào)（見(jiàn)圖3a）。（5）軟件時(shí)延2（見(jiàn)圖3b）。（6）寫(xiě)數(shù)據(jù)到發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器。（7）重復(fù)步驟（2）～（6），發(fā)送下一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
　　C32接收數(shù)據(jù)時(shí)，先讀取接收數(shù)據(jù)寄存器，再進(jìn)行移位、碼位倒置處理。其操作步驟如下：
　?。?）初始化。（2）讀接收數(shù)據(jù)寄存器，16位操作（見(jiàn)圖3c）。（3）右移6位，有效的8位數(shù)據(jù)為d13～d6（見(jiàn)圖3d）。（4）碼位倒置，低8位數(shù)據(jù)即為PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖3e）。（5）重復(fù)步驟（2）～（4），讀取下一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。
　　PC機(jī)向C32發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，幀同步脈沖信號(hào)與發(fā)送數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及數(shù)據(jù)的變化過(guò)程見(jiàn)圖3。
5　結(jié)束語(yǔ)
　　文章介紹的軟件通信實(shí)現(xiàn)方法，只需要增加少量的軟件工作量，不需增加硬件電路，設(shè)計(jì)原理非常簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用也證明了這種通信方式非常可靠，可供類(lèi)似的串行通信借鑒。