DSP實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)和PC高速通信的系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

1摘要本論文首先是以DSP實(shí)驗(yàn)箱(TMS320VC5416)為主處理器的硬件平臺，然后在該平臺上實(shí)現(xiàn)和PC高速通信的系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，硬件平臺主要包括主處理器模塊、異步串口輸出和接收模塊。其中異步串口的輸入輸出模塊實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的輸入和輸出，采用的芯片為TI公司的TL16C550。主處理器模塊(TMS320VC5416)主要完成數(shù)據(jù)的傳送，其性能能夠達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求。存儲器模塊包括一片內(nèi)部存貯空間：128K*16bit和外部存貯空間：64K*16bit并且還有系統(tǒng)自啟動功能設(shè)計(jì)：8MbitFLAS加上RS232串行數(shù)據(jù)接，異步串口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)板和PC機(jī)之間的通信。電源模塊為系統(tǒng)提供+5V和+3.3V電壓。為了便于程序的設(shè)計(jì)與調(diào)用，采用了模塊化的程序設(shè)計(jì)方法。在編程之前，首先用C語言對每個子模塊進(jìn)行算法仿真。程序整體采用C語言和匯編語言混合方式編程。關(guān)鍵字：DSP、串行通信、TMS320VC5416、TL16C5502目錄摘要.1目錄.2前言.4第1章DSP的概述.61.1DSP的發(fā)展歷史.61.2DSP的特點(diǎn).61.2.1哈佛結(jié)構(gòu).61.2.2流水線操作.71.2.3專用獨(dú)立硬件乘法器.71.2.4特殊的DSP指令.71.2.5快速的指令周期.71.3DSP的發(fā)展方向.81.4DSP應(yīng)用領(lǐng)域.9第2章串行通信.102.1串行通信概述.102.1.1串行通信的基本方法.102.2串行通信標(biāo)準(zhǔn).122.2.1RS-232C標(biāo)準(zhǔn).12第3章TMS320C5416芯片.163.1基本結(jié)構(gòu).163.2中央處理器（cpu）.173.2.1CPU的狀態(tài)和控制寄存器.173.2.3累加器.183.2.4移位寄存器.183.2.5乘累加單元.193.3存儲器和I/O空間.193.3.1存儲器的概述.193.3.2程序存儲器.203.3.3數(shù)據(jù)存儲器.203.3.4I/O存儲器.213.5片內(nèi)外設(shè).213.5.1通用I/O引腳.223.5.2定時(shí)器.223.5.3時(shí)鐘發(fā)生器.223.6中斷機(jī)制.23第4章ICETEK-VC5416-A實(shí)驗(yàn)箱.244.1TL16C550異步串行通信收發(fā)器.244.1.1TL16C550的簡介.244.1.2片內(nèi)寄存器.25第5章軟件設(shè)計(jì).305.1程序流程.3035.1.1程序圖.305.2CCS概述.325.3CCS工程構(gòu)建.33第6章仿真.346.1實(shí)驗(yàn)步驟.346.2創(chuàng)建源文件.346.3創(chuàng)建工程文件.356.4設(shè)置編譯與連接選項(xiàng).376.5工程編譯與調(diào)試.376.6運(yùn)行“串口調(diào)試助手”.396.7運(yùn)行程序觀察結(jié)果.39總結(jié).40附錄.42附錄A程序.42參考文獻(xiàn).464前言近年來,通信與電子技術(shù)迅猛的發(fā)展,特別是DSP行列，市場前景非常的大。隨著DSP技術(shù)的逐漸的工業(yè)化，數(shù)據(jù)通信就顯得格外的重要。正是由于DSP的諸多優(yōu)點(diǎn)能夠滿足密集的數(shù)學(xué)計(jì)算，而且DSP應(yīng)用的另一個突出特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性，使其在通信、雷達(dá)、數(shù)字電視等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且日益滲透到人們的日常生活的各個方面。例如DSP與DSP間數(shù)據(jù)通信，DSP與PC機(jī)間數(shù)據(jù)通信等。如何能夠快速、準(zhǔn)確的完成通信是每個硬件工程師所關(guān)心的問題。由于DSP的工作頻率較高，如TMS320C5416時(shí)鐘頻率為160MHz，盡管DSP在與這些慢速外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)可以加入額外的等待周期，但是在實(shí)時(shí)性要求苛刻，算法復(fù)雜的場合，將DSP從這些冗長的等待周期中解放出來，將其時(shí)間重點(diǎn)放在處理關(guān)鍵的實(shí)時(shí)任務(wù)中去，有著重要的實(shí)際意義。故DSP與PC機(jī)之間串口通信的速度匹配是保證快速、準(zhǔn)確通信的關(guān)鍵。PC機(jī)一般帶有一個或兩個內(nèi)置串口，每個端口的機(jī)箱背后有一個9針或25針的公插口。串口是以bit來傳輸數(shù)據(jù)的，傳輸速率取決于UART芯片。該芯片將PC總線上的并行數(shù)據(jù)(單字節(jié)或多字節(jié)）分割成以比特為單位的串行數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)在串口線纜中的數(shù)據(jù)傳輸。在本文中主要利用DSP做從機(jī)，以PC做主機(jī)來控制數(shù)據(jù)的通信。在利用我們所學(xué)到的課本知識設(shè)計(jì)一個高速的通信。在本論文中，我們主要采用的是TI的TMS320C5416芯片，它具有的主要功能特點(diǎn)就是低功耗，性價(jià)比較高，而且采用的擴(kuò)展芯片ST16C550是廣泛使用的一款UART接口芯片，是改進(jìn)版本。它收發(fā)均帶有16字節(jié)的FIFO，可以通過設(shè)定波特率設(shè)置寄存器來進(jìn)行收發(fā)時(shí)鐘的分頻控制，傳輸速率從50bps到1.5Mbps，是通信速率更快。工業(yè)中數(shù)據(jù)通信是格外的重要，利用DSP的數(shù)字信號處理就能更好起到控制和傳輸?shù)淖饔谩Ｄ壳皫缀跛械臄?shù)字信號處理器都提供一個或多個串行接口，并且隨著數(shù)字信號處理器的更新?lián)Q代，其相應(yīng)串行接口的功能和性能都不斷的強(qiáng)化和提升。串行借口的最大的特點(diǎn)是減少了器件的引腳數(shù)目，降低了借口設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。DSP和PC的通信的主要是在第1章，這章主要是對DSP加以介紹，