DSP芯片基于SCl6C750B的RS232接口设计
dsp芯片基于scl6c750b的rs232接口设计
tms320c32是32位浮点dsp芯片，在数字信号处理和自动化领域得到了广泛应用；而rs232(eia232)是自动化控制领域中一种基本的串行异步通信规约。在开发基于tms320c32的热力系统测控装置时，采用scl6c750buart芯片扩展出实现rs232规约的通信串口。文章介绍此串口收发中断程序的设计和基于c语言的串口通信中断例程的有关问题。
关键词：tms320c32 sc16c750b rs232 uart dsp
引 言
美国ti(texas instruments)公司的系列dsp芯片采用哈佛结构、流水线操作、专用硬件乘法器、快速dsp指令，使其在数字信号处理、通信和工业自动化等领域得到广泛应用[1]。tms320c32是32位浮点处理器。它除了上述特点外，还具有增强型存储器接口、灵活的启动装载(boot loader)、可重定位的中断矢量表、灵活的中断方式和其他外设[2]；其通信功能只包括片上集成的一个串口，但在设计中此串口一般被串行a／d或d／a芯片占用，或者被用于与另一片dsp芯片在“握手模式”(handshakemode)下直接连接[3]。
虽然tms320c32串口有多种工作方式[3，4]，但通过串口相应的寄存器并不能直接配置出符合rs232标准的通信串口。而rs通信串口是自动化控制设备的一种基本通信方式，如pc机或其他各种基于微处理器的控制装置。rs232标准在1991年被标准化组织eia(electronicindustries association)重命名为eia232标准[5]，是一种异步串行通信标准，包括机械连接、信号功能、电压特性和通信协议等几个方面的规定。
采用1片sc16c750b uart芯片[6]来完成tms320c32的rs232串口的设计。此uart最高的串行数据速率可达3 mbps，引脚与tll6c750兼容，并且具有64字节接收和发送fifos以及自动硬件流量功能。这些特征使串口通信更加高效、可靠。
1 tms320c32的rs232串口硬件设计
在基于微处理器开发的自动控制装置设计中，一般并不需要串行通信的长距离传输，故普遍采用“零-modem”方式(null-modem or zero-modem)实现一对异步串口连接。图1为一种“零-modem”连接方式(具体信号的意义可见rs232标准)。
由于rs232标准的异步通信规约数据帧都带起始位和停止位，并且sc16c750b uart芯片具有自动硬件流量控制功能，因此可以进一步忽略与modem相关的控制信号(dtr、dsr、cd、rts、cts)，简化连接。
1．1 scl6c750b uart芯片
scl6c750b为异步串行通信芯片[6]，带标准modem接口。它具有以下主要特点：
①标准异步错误位和帧格式位(起始位、停止位、奇偶校验位)，并且帧格式可编程；
②软件可选择波特率；
③发送和接收各64字节fifos；
④发送、接收、线路状态等中断可独立控制，并且中断优先级可编程；
⑤独立的接收时钟；
⑥在5v工作电压下，发送或接收速率可达5mbps；
⑦自动硬件流量控制；
⑧4种可选择接收中断级别；
⑨标准modem接口；
⑩引脚与stl6c>t50／550、tll6c450／550、pc16c450／550，软件与scl6c750及tl16c750兼容。其他一些特点不再赘述。
scl6c750b主要引脚的功能如表1所列，更具体的资料可见文献[6]。
1．2硬件原理
硬件设计的总体思路：
①uart的地址被分配到tms320cc32的iostrb外部存储器空间，片选信号对应的地址即为uart的基地址。
②rxrdy、txrdy分别作为接收、发送中断信号，分别接c32的中断外部引脚int0、int1，并且c32的中断触发方式设为低电平触发。
③uart的tx、rx引脚均为cmos电平，而rs232采用的是“负逻辑电平”。本设计采用1片max3232[7]完成它们之间的电平转换和驱动，其数据传输速率最高达1 mbps，。
④使接收部分和发送部分的波特率相同，此时rclk接baudout引脚。
⑤外部参考时钟频率为1．8432 mhz。
1.3 uart扩展rs232串口原理
依据上面的整体思路设计出硬件电路，如图2所示。
图2中的端口信号，如数据和地址总线、复位信号、中断信号，完成与tms320c32之间的连接。本设计中片选信号对应tms320c32的iostrb空间中的0x810100h，即scl6c750b的内部寄存器的基地址。
2 tms320c32的rs232串口软件功能设计
串口工作模式控制和数据收发都是通过tms320c32对uart内部相关寄存器的读写操作来完成的。因此，首先分析一下scl6c750b片内寄存器的功能，然后确定在本设计中scl6c750b的工作模式，并且给出该串口的初始化程序、中断发送程序和中断接收程序。程序以c语言写成。
2．1 scl6c750b片内寄存器
表2给出scl6c7 150b内部寄存器的功能描述。寄存器各位意义可参见该芯片的数据手册。
2．2程序设计
首先初始化编程，以确定tms320c32与scl6c750b之间的操作方式、数据传输帧格式、scl6c750b自身的工作模式、数据传输波特率的设置等工作。设定：
①scl6c7 150b工作在dma模式0(dma mode o)。在此模式下，每当发送寄存器thr为空，txrdy信号会降为逻辑低电平。只要接收寄存器rhr被装载了一个字符，rxrdy会立刻降为逻辑低电平。
②tms320c32与scl6c750b uart之间的操作方式采用中断操作方式，中断方式相对于查询方式可以提高tms3320c32的工作效率。tms320c32的int0中断引脚接uart的rxrdy信号，int1接txrdy信号。这样，由int0、int1对应的中断服务例程完成数据的接收和发送。
③数据传输帧格式：数据字长8位、2位停止位、偶校验。
④设置波特率。
在rs232电平逻辑中，串行数据速率(serial data rate)就等于波特率(baud rate)。如果外部时钟频率(xtal1clock frequency)为1．8432 mhz、波特率19 200 bps时，对应的波特率除数(divisor)为6。
用c语言开发[8]tms320c32的串口通信程序。初始化程序如下：
#include
#include
／／声明scl6c750b寄存器的结构
typedef struet{
unsigned rhr,／／接收保持寄存器
unsigned thr#／／发送保持寄存器
unsigned ier；／／中断使能寄存器
unsigned fcr；／／fifo控制寄存器
unsigned isr； ／／中断服务状态寄存器
unsigned lcr;／／线路控制寄存器
unsigned mcr;／／modem控制寄存器
unsigned lsr； ／／线路状态寄存器
unsigned msr；／／modem状态寄存器
unsigned spr； ／／便笺寄存器
unsigned dll； ／／波特率除数低字节锁存器
unsigned dlm；／／波特率除数高字节锁存器
}serialport；
／／scl6c750b的寄存器基地址为0x810100h
serialport sd={
0x810100h，0x810100h,0x810101h，
0x810102h，0x810102h，0x810103h，
0x810104h．0x810105h， ox810106h
0x810107h 0x810100h，0x810101h
)；
void main(void){
；
／／波特率设置
outport(sp．lcr，0x80)； ／／lcr[7]=0
outport(sp．dll，0x06)； ／／波特率19 200 bps
outport(sp．dlm，0x00)；
outport(sp．lcr，0xlf)； ／／数据帧格式
outport(sd．fcr，0xal)} ／／dma mode 0
outport(sp．ier，0x07)； ／／中断使能
；
}
//into中断服务例程——数据接收
unsigned char recvdata;
void c_int-1(void){
recvdata=inport(sp.rhr)；
；
}
//int中断服务例程——数据发送
void c_int02(void){
outport(sp.thr,transdata);
;
}
3 结 论
tms320c32是一种高性价比的32位浮点dsp新片，但其通信功能相对较弱。采用sc16c750b uart芯片扩展tms320c32的rs232串行口，用于实际温度和压力测控装置中，经验证，数据通信可靠。
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基于Proof Of Capacity的新型加密货币N介绍
5G频率进行筹集_德国新政府的“数字化战略目标”
外贸网站预算持续削减，这个轻量应用服务器搞定老板
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全球存储市场规模下降，容量规模上升，未来会如何发展？
tms320c32是32位浮点dsp芯片，在数字信号处理和自动化领域得到了广泛应用；而rs232(eia232)是自动化控制领域中一种基本的串行异步通信规约。在开发基于tms320c32的热力系统测控装置时，采用scl6c750buart芯片扩展出实现rs232规约的通信串口。文章介绍此串口收发中断程序的设计和基于c语言的串口通信中断例程的有关问题。
关键词：tms320c32 sc16c750b rs232 uart dsp
引 言
美国ti(texas instruments)公司的系列dsp芯片采用哈佛结构、流水线操作、专用硬件乘法器、快速dsp指令，使其在数字信号处理、通信和工业自动化等领域得到广泛应用[1]。tms320c32是32位浮点处理器。它除了上述特点外，还具有增强型存储器接口、灵活的启动装载(boot loader)、可重定位的中断矢量表、灵活的中断方式和其他外设[2]；其通信功能只包括片上集成的一个串口，但在设计中此串口一般被串行a／d或d／a芯片占用，或者被用于与另一片dsp芯片在“握手模式”(handshakemode)下直接连接[3]。
虽然tms320c32串口有多种工作方式[3，4]，但通过串口相应的寄存器并不能直接配置出符合rs232标准的通信串口。而rs通信串口是自动化控制设备的一种基本通信方式，如pc机或其他各种基于微处理器的控制装置。rs232标准在1991年被标准化组织eia(electronicindustries association)重命名为eia232标准[5]，是一种异步串行通信标准，包括机械连接、信号功能、电压特性和通信协议等几个方面的规定。
采用1片sc16c750b uart芯片[6]来完成tms320c32的rs232串口的设计。此uart最高的串行数据速率可达3 mbps，引脚与tll6c750兼容，并且具有64字节接收和发送fifos以及自动硬件流量功能。这些特征使串口通信更加高效、可靠。
1 tms320c32的rs232串口硬件设计
在基于微处理器开发的自动控制装置设计中，一般并不需要串行通信的长距离传输，故普遍采用“零-modem”方式(null-modem or zero-modem)实现一对异步串口连接。图1为一种“零-modem”连接方式(具体信号的意义可见rs232标准)。
由于rs232标准的异步通信规约数据帧都带起始位和停止位，并且sc16c750b uart芯片具有自动硬件流量控制功能，因此可以进一步忽略与modem相关的控制信号(dtr、dsr、cd、rts、cts)，简化连接。
1．1 scl6c750b uart芯片
scl6c750b为异步串行通信芯片[6]，带标准modem接口。它具有以下主要特点：
①标准异步错误位和帧格式位(起始位、停止位、奇偶校验位)，并且帧格式可编程；
②软件可选择波特率；
③发送和接收各64字节fifos；
④发送、接收、线路状态等中断可独立控制，并且中断优先级可编程；
⑤独立的接收时钟；
⑥在5v工作电压下，发送或接收速率可达5mbps；
⑦自动硬件流量控制；
⑧4种可选择接收中断级别；
⑨标准modem接口；
⑩引脚与stl6c>t50／550、tll6c450／550、pc16c450／550，软件与scl6c750及tl16c750兼容。其他一些特点不再赘述。
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1．2硬件原理
硬件设计的总体思路：
①uart的地址被分配到tms320cc32的iostrb外部存储器空间，片选信号对应的地址即为uart的基地址。
②rxrdy、txrdy分别作为接收、发送中断信号，分别接c32的中断外部引脚int0、int1，并且c32的中断触发方式设为低电平触发。
③uart的tx、rx引脚均为cmos电平，而rs232采用的是“负逻辑电平”。本设计采用1片max3232[7]完成它们之间的电平转换和驱动，其数据传输速率最高达1 mbps，。
④使接收部分和发送部分的波特率相同，此时rclk接baudout引脚。
⑤外部参考时钟频率为1．8432 mhz。
1.3 uart扩展rs232串口原理
依据上面的整体思路设计出硬件电路，如图2所示。
图2中的端口信号，如数据和地址总线、复位信号、中断信号，完成与tms320c32之间的连接。本设计中片选信号对应tms320c32的iostrb空间中的0x810100h，即scl6c750b的内部寄存器的基地址。
2 tms320c32的rs232串口软件功能设计
串口工作模式控制和数据收发都是通过tms320c32对uart内部相关寄存器的读写操作来完成的。因此，首先分析一下scl6c750b片内寄存器的功能，然后确定在本设计中scl6c750b的工作模式，并且给出该串口的初始化程序、中断发送程序和中断接收程序。程序以c语言写成。
2．1 scl6c750b片内寄存器
表2给出scl6c7 150b内部寄存器的功能描述。寄存器各位意义可参见该芯片的数据手册。
2．2程序设计
首先初始化编程，以确定tms320c32与scl6c750b之间的操作方式、数据传输帧格式、scl6c750b自身的工作模式、数据传输波特率的设置等工作。设定：
①scl6c7 150b工作在dma模式0(dma mode o)。在此模式下，每当发送寄存器thr为空，txrdy信号会降为逻辑低电平。只要接收寄存器rhr被装载了一个字符，rxrdy会立刻降为逻辑低电平。
②tms320c32与scl6c750b uart之间的操作方式采用中断操作方式，中断方式相对于查询方式可以提高tms3320c32的工作效率。tms320c32的int0中断引脚接uart的rxrdy信号，int1接txrdy信号。这样，由int0、int1对应的中断服务例程完成数据的接收和发送。
③数据传输帧格式：数据字长8位、2位停止位、偶校验。
④设置波特率。
在rs232电平逻辑中，串行数据速率(serial data rate)就等于波特率(baud rate)。如果外部时钟频率(xtal1clock frequency)为1．8432 mhz、波特率19 200 bps时，对应的波特率除数(divisor)为6。
用c语言开发[8]tms320c32的串口通信程序。初始化程序如下：
#include
#include
／／声明scl6c750b寄存器的结构
typedef struet{
unsigned rhr,／／接收保持寄存器
unsigned thr#／／发送保持寄存器
unsigned ier；／／中断使能寄存器
unsigned fcr；／／fifo控制寄存器
unsigned isr； ／／中断服务状态寄存器
unsigned lcr;／／线路控制寄存器
unsigned mcr;／／modem控制寄存器
unsigned lsr； ／／线路状态寄存器
unsigned msr；／／modem状态寄存器
unsigned spr； ／／便笺寄存器
unsigned dll； ／／波特率除数低字节锁存器
unsigned dlm；／／波特率除数高字节锁存器
}serialport；
／／scl6c750b的寄存器基地址为0x810100h
serialport sd={
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0x810102h，0x810102h，0x810103h，
0x810104h．0x810105h， ox810106h
0x810107h 0x810100h，0x810101h
)；
void main(void){
；
／／波特率设置
outport(sp．lcr，0x80)； ／／lcr[7]=0
outport(sp．dll，0x06)； ／／波特率19 200 bps
outport(sp．dlm，0x00)；
outport(sp．lcr，0xlf)； ／／数据帧格式
outport(sd．fcr，0xal)} ／／dma mode 0
outport(sp．ier，0x07)； ／／中断使能
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}
//into中断服务例程——数据接收
unsigned char recvdata;
void c_int-1(void){
recvdata=inport(sp.rhr)；
；
}
//int中断服务例程——数据发送
void c_int02(void){
outport(sp.thr,transdata);
;
}
3 结 论
tms320c32是一种高性价比的32位浮点dsp新片，但其通信功能相对较弱。采用sc16c750b uart芯片扩展tms320c32的rs232串行口，用于实际温度和压力测控装置中，经验证，数据通信可靠。
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