TMS320C32与PC机串行通信的软件实现方法

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    摘 要 根据TMS320C32以及PC机串行通信的特点，设计了两者进行串行通信的软件实现方法，设计方法原理简单，运行可靠。
关键词：TMS320C32，PC机，串行通信，码位倒置
1 引 言
　　TMS320C32（以下简称C32）是一种高性能的数字信号处理器，它片内有1个串行口，可实现全双工串行通信，PC机也有串行通信接口，但两种串行口的通信协议有很大的不同：
　　（1）C32是同步方式，PC机是异步方式。C32串行口的帧同步信号线与数据线分开使用，有独立的接收帧同步FSR和发送帧同步FSX，独立的接收数据线DR和发送数据线DX；PC机串行口则没有单独的帧同步，数据与同步在同一根信号线上，接收装置依靠检测起始位实现同步。
　　（2）C32串行数据传送时字节的高位在前、低位在后，PC机则是低位在前、高位在后。
　　（3）C32数据传送时，没有起始位，而PC机有起始位、可编程停止位和校验位。
　　（4）C32支持8位、16位、32位的串行数据传送，而PC机支持5位、6位、7位、8位的数据传送。
　　在某些应用场合，当C32需要与PC机进行串行通信时，这些接口协议的不同会带来一些麻烦。增加硬件电路，如TI公司的16C754芯片，可以直接实现协议转换。
　　本人在实践中利用两者通信的特点，设计了一种软件实现TMS320C32与PC机串行通信的方法，下面详细介绍其实现原理。
2　串行通信约定
    串行通信约定为：
　　通信方式：串行异步。接口方式：RS－232。波特率：38400bit／s。数据字符长度：8位。起始位：1位。停止位：2位。无校验位。
3　电路连接
    C32使用串行口0，PC机使用串行口A。串行通信的电路连接见图1。



图1中，通信信号线的缩写及名称、定义如下：
　　TxD为数据发送Transfer Data，RxD为数据接收Receive Data，RTS为请求发送Request to Send，DX0为数据发送，DR0为数据接收，FSR0为数据接收帧同步脉冲，GND为地。
　　图中的Max232E是Maxim公司生产的倒相驱动器，用于实现电平转换。PC机串行口的TxD、RxD经电平转换后，分别连接至C32串行口0的DR0、DX0。这里需要将PC机串行口的RTS（请求发送）经电平转换，连接至C32的帧同步脉冲FSR0，RTS产生C32所需的接收帧同步脉冲信号。
4　通信原理
4．1　TMS320C32向PC机发送数据
　　C32向PC机的数据传送在DX1－RxD通信线上进行。C32的操作步骤如下：
　　（1）初始化；（2）取数据（见图2a）；（3）将8位数据进行码位倒置（见图2b）。进行码位倒置，是因为C32串行数据传送时高位在前、低位在后，而PC机则是低位在前、高位在后；（4）左移4位、16位操作，见图2c；（5）添加起始位和停止位，见图2d。PC机串行口没有单独的帧同步，数据传送与同步在一根信号线上，接收装置靠检测起始位实现同步，因此，要加上起始位和停止位；（6）写数据到发送数据寄存器；（7）重复步骤（2）～（6），发送下一个字节的数据。
　　PC机的数据接收程序或过程，与常规的串行异步通信一样，不需要作任何改动，接收到的数据就是C32发送的数据。
    图2显示了C32在数据传送过程中，数据字节的变化情况。











4．2　PC机向TMS320C32发送数据
    PC机在向C32发送数据时，需产生一个帧同步脉冲信号FSR，该信号由串行口的RTS送出（见图1）。在产生FSR信号时，要由软件产生两个时延，时延1和时延2。时延1（见图3a）保证FSR脉冲宽度与波特率相对应，当波特率为38 400bit／s时，时延长度约为26μs；时延2（见图3b）保证FSR下降沿与发送数据起始位之间的时间间隔等于一位，波特率为38 400bit／s时，该时延长度也为26μs。PC机发送数据的操作步骤如下：
　　（1）初始化。（2）软件置RTS＝‘1’，产生FSR信号的上升沿。（3）软件时延1。（4）软件清RTS＝‘0’，产生FSR信号的下降沿。步骤（2）～（4）产生一个完整的FSR脉冲信号（见图3a）。（5）软件时延2（见图3b）。（6）写数据到发送数据寄存器。（7）重复步骤（2）～（6），发送下一个字节的数据。
　　C32接收数据时，先读取接收数据寄存器，再进行移位、码位倒置处理。其操作步骤如下：
　　（1）初始化。（2）读接收数据寄存器，16位操作（见图3c）。（3）右移6位，有效的8位数据为d13～d6（见图3d）。（4）码位倒置，低8位数据即为PC机发送的数据（见图3e）。（5）重复步骤（2）～（4），读取下一个字节数据。
　　PC机向C32发送数据时，帧同步脉冲信号与发送数据的对应关系，以及数据的变化过程见图3。
5　结束语
　　文章介绍的软件通信实现方法，只需要增加少量的软件工作量，不需增加硬件电路，设计原理非常简单，实际应用也证明了这种通信方式非常可靠，可供类似的串行通信借鉴。
参考文献
1　张载鸿．微型机接口控制教程．北京：清华大学出版社，1992

         
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