DSP与PC机及单片机通信接口的扩展设计概述
近年来，dsp在电子、通信和控制领域得到了非常广泛的应用，在dsp应用系统设计中与上、下位机的通信必不可少。目前几乎所有的dsp都提供一个或多个串口，然而，多数dsp芯片提供的是同步串口，在实际的应用中，dsp要能够与外设进行异步串行通信，如与pc机进行串行数据传输就要求dsp系统具uart串行接口。另外，由于单片机控制灵活方便、便于键盘及显示的扩展，使得其与dsp结合的更加紧密。针对这种情况，本文研究并实现了dsp与pc机及单片机通信接口的扩展。
1 spi接口协议
串行外围设备接口（spi）是motorola公司提出的一个同步串行外设接口，以主从方式工作，允许cpu 与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息。接口包括4条线：串行时钟线（sck）、主机输入/从机输出线（miso）、主机输出/从机输入线（mosi）、低电平有效的使能信号线（/ss）。这样，仅需3～4根数据线和控制线即可扩展具有spi接口的各种i/o器件。
2 tms320vc5402与pc机的异步串口通信
2.1 mcbsp的功能与特点
tms320vc5402芯片具有2个高速、全双工、多通道缓冲串行接口（mcbsp），其方便的数据流控制可使其与大多数同步串行外围设备接口。mcbsp通过6个引脚（bdx、bdr、bclkx、bclkr、bfsx 和bfsr）与外设接口。
mcbsp串口工作于时钟停止模式时与spi协议兼容。此时，发送器和接收器在内部得到同步，mcbsp可作为spi的主设备或从设备。发送时钟信号（bclkx）对应于spi协议中的串行时钟信号（sck），发送帧同步信号对应于从设备使能信号（/cs）。在这种方式下对接收时钟信号（bclkr）和接收帧同步信号（bfsr）不进行连接，因为它们在内部分别与bclkx和bfsx相连。mcbsp工作于spi模式的主机时，与spi从设备接口如图1所示。
2.2 max3111通用异步收发器
max3111通用异步收发器是maxim 公司为微处理系统设计的通用异步收发器uart，包括振荡器、可编程波特率发生器、可屏蔽的中断源、8字节的接收fifo缓冲器和两个rs232电平转换器。它应用spi接口技术直接与主控制器进行通信，通信速率可达230 kb/s，无需再接入普通的max232进行电平转换，即可应用一个芯片实现微控器与pc机或其它设备之间的异步数据传输。
2.3 dsp与max3111的接口设计
由于max3111是3.3 v器件，dsp的mcbsp串行接口工作于spi模式时可直接与max3111连接，实现与rs232设备异步数据传输。此时dsp作为spi协议中的主设备，发送时钟信号（bclkx）作为max3111的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号（bfsx）作为max3111的片选信号（/cs）。bdx与din 连接作为发送数据线，bdr与dout 连接作为接收数据线。max3111的tx 与tiin连接，rx与r1out连接，以便利用其片内的转换
器实现uart到rs232电平的转换。max3111的中断信号（irq）与dsp的外部中断into相连，其接口电路如图2所示。这样硬件上无需任何其它外围器件，由于异步数据的发送和接收由max3111以硬件方案实现，所以软件编程只需考虑dsp与max3111之间的同步数据通信。
图2 dsp与max3111的接口电路
在spi串行协议中，主设备提供时钟信号并控制数据传输过程，必须对mcbsp初始化并设定适当的工作方式才能保证与max3111的时序相配合，设计中采用mcbsp的时钟停止模式2（clkstp=11 b，clkxp=0） 。
3 tms320vc5402与at89s51单片机的串口通信
dsp主机接口hpi具有强大功能的智能外设，主要用于dsp与其它总线或cpu进行连接。dsp与单片机的接口通常采用hpi来实现，但要外加电平转换，硬件电路较复杂。这里采用c5402通过spi总线与at89s51单片机进行数据通信，但由于后者不带spi总线接口，故采用软件模拟spi串行时钟及输入、输出数据。
图3 dsp与89s5l单片机的接口电路
dsp与at89s51单片机的接口如图3所示。dsp通过mosi引脚将要传送的数据写到主机的发送数据寄存器dxr，启动发送过程，在同步时钟bclkx的控制下将待发的数据从高位到低位逐位送到单片机接收引脚rxd，当rxd接受移位完毕时产生中断，通知主机数据发送完毕。值得注意的是，单片机接收数据时是低位在前，高位在后。对于从机而言，在同步时钟的节拍下将从机移位寄存器sbuf中的数据逐位经miso移到主机的接收数据寄存器rsr，再拷贝这些数据到接收缓冲寄存器rbr中，最后再送到drr，当一个完整的数据块接收完后置中断标志，通知从机数据接收完毕。
4 结论
本文介绍了利用tms320vc5402的2个mcbsp扩展与pc机和51系列单片机的通信，硬件设计简单可靠，实用性强，软件上仅需对mcbsp进行设置和编程，实现起来非常容易。在足球机器人模型识别与控制过程中完成了pc机、dsp和单片机的实时通信，效果良好。
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Intel展示首款服务器Atom芯片 不足10瓦
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PCB布线的基础知识
微分方程的算子形式和拉普拉斯变换式之间的是什么关系？
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mcbsp串口工作于时钟停止模式时与spi协议兼容。此时，发送器和接收器在内部得到同步，mcbsp可作为spi的主设备或从设备。发送时钟信号（bclkx）对应于spi协议中的串行时钟信号（sck），发送帧同步信号对应于从设备使能信号（/cs）。在这种方式下对接收时钟信号（bclkr）和接收帧同步信号（bfsr）不进行连接，因为它们在内部分别与bclkx和bfsx相连。mcbsp工作于spi模式的主机时，与spi从设备接口如图1所示。
2.2 max3111通用异步收发器
max3111通用异步收发器是maxim 公司为微处理系统设计的通用异步收发器uart，包括振荡器、可编程波特率发生器、可屏蔽的中断源、8字节的接收fifo缓冲器和两个rs232电平转换器。它应用spi接口技术直接与主控制器进行通信，通信速率可达230 kb/s，无需再接入普通的max232进行电平转换，即可应用一个芯片实现微控器与pc机或其它设备之间的异步数据传输。
2.3 dsp与max3111的接口设计
由于max3111是3.3 v器件，dsp的mcbsp串行接口工作于spi模式时可直接与max3111连接，实现与rs232设备异步数据传输。此时dsp作为spi协议中的主设备，发送时钟信号（bclkx）作为max3111的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号（bfsx）作为max3111的片选信号（/cs）。bdx与din 连接作为发送数据线，bdr与dout 连接作为接收数据线。max3111的tx 与tiin连接，rx与r1out连接，以便利用其片内的转换
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图2 dsp与max3111的接口电路
在spi串行协议中，主设备提供时钟信号并控制数据传输过程，必须对mcbsp初始化并设定适当的工作方式才能保证与max3111的时序相配合，设计中采用mcbsp的时钟停止模式2（clkstp=11 b，clkxp=0） 。
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图3 dsp与89s5l单片机的接口电路
dsp与at89s51单片机的接口如图3所示。dsp通过mosi引脚将要传送的数据写到主机的发送数据寄存器dxr，启动发送过程，在同步时钟bclkx的控制下将待发的数据从高位到低位逐位送到单片机接收引脚rxd，当rxd接受移位完毕时产生中断，通知主机数据发送完毕。值得注意的是，单片机接收数据时是低位在前，高位在后。对于从机而言，在同步时钟的节拍下将从机移位寄存器sbuf中的数据逐位经miso移到主机的接收数据寄存器rsr，再拷贝这些数据到接收缓冲寄存器rbr中，最后再送到drr，当一个完整的数据块接收完后置中断标志，通知从机数据接收完毕。
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