DSP課程設(shè)計(jì)報(bào)告書TMS320VC5402與PC的串行通信及液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、湖 北 民 族 學(xué) 院 科 技 學(xué) 院信息工程系dsp課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目: tms320vc5402與pc的串行通信及液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2010年 6 月 24 日 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)（班級）：電氣工程及其自動(dòng)化 課程設(shè)計(jì)題目： 基于tms320vc5402與pc機(jī)的串型通信及液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日信息工程系課程設(shè)計(jì)成績評定表摘要介紹了在串口工作模式下tms320vc5402的多通道緩沖串口(mcbsp)與pc實(shí)現(xiàn)串行通信的方法和在m6800時(shí)序下液晶控制器sed1335

2、的使用方法。給出了相應(yīng)的硬件接口電路和應(yīng)用軟件。關(guān)鍵詞：tms320vc5402；mcbsp；max3lll；液晶顯示，sedi335中圖分類號：tn919；tn873 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b目錄1. 引言1.1 c5402簡介.11.2 c5402與pc的串信.22. 接口電路設(shè)計(jì).42.1 max31 1 1通用異步收發(fā)器.43. 詳細(xì)設(shè)計(jì).53.1 硬件電路.53.2 軟件電路.63.3 液晶顯示.83.4 接口電路設(shè)計(jì).83.5 軟件設(shè)計(jì).94. 總結(jié).10參考文獻(xiàn).10引言數(shù)字信號微處理器(dsp)是近十幾年來興起的一項(xiàng)新技術(shù)。dsp以其速度快、功能強(qiáng)的特點(diǎn)，逐漸進(jìn)入傳統(tǒng)單片機(jī)所占據(jù)的工業(yè)和

3、消費(fèi)領(lǐng)域。tms320vc5402(簡稱c5402)是德州儀器(tt)公司1999年1o月推出的高性價(jià)比定點(diǎn)數(shù)字信號處理器(dsp)，該芯片以功耗低、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉而廣泛應(yīng)用于圖像處理、語音處理、儀器儀表、通信、多媒體等領(lǐng)域。在c5402的諸多應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用系統(tǒng)中，與pc的串行通信和液晶顯示是2個(gè)基本的組成部分。以下結(jié)合實(shí)例介紹c5402通過spi接口協(xié)議與pc之間串行通信及與at320240q1型液晶顯示模塊的接口實(shí)現(xiàn)。1.1 c5402簡介定點(diǎn)dsp芯片c5402的主要特點(diǎn)有：多總線結(jié)構(gòu)(3條數(shù)據(jù)總線和1條程序總線以及對應(yīng)的4條地址總線)；程序空間可擴(kuò)展到1 mb，數(shù)據(jù)空間和i0空間各

4、64 kb；4 kb位于片內(nèi)rom，包括壓擴(kuò)表、256點(diǎn)正弦表、引導(dǎo)程序等；16 kb位于片內(nèi)雙存取ram，可存放程序和數(shù)據(jù)；可對32 bit的長字操作，1條指令內(nèi)可以同時(shí)讀人2個(gè)或3個(gè)操作數(shù)；6級流水線指令操作；單指令重復(fù)和指令塊重復(fù)功能；4個(gè)外部中斷，能夠?qū)崿F(xiàn)快速中斷返回；2個(gè)多通道帶緩沖同步串口(mcbsp)；6通道dma控制器；軟件編程的在片鎖相環(huán)(pll)，具有倍頻和分頻功能；軟等待狀態(tài)發(fā)生器(swwsr)，可對外部空間產(chǎn)生0-14個(gè)軟等待；2個(gè)16 bit定時(shí)器；1個(gè)增強(qiáng)的8 bit并行主機(jī)接口hpi；符合ieee11491標(biāo)準(zhǔn)的在片jtag仿真接口，方便調(diào)試和修改；33 v io

5、電壓，18 v核電壓，降低功耗；指令速率最高可達(dá)100mips，指令周期10 n。1.2 c5402與pc的串行通信c5402的mcbsp串口c5402的高速、全雙工、多通道緩沖串行接口(mcbsp)方便的數(shù)據(jù)流控制可使其與大多數(shù)同步串行外圍設(shè)備接口。c5402的mcbsp接口信號包括：接收數(shù)據(jù)bdr，發(fā)送數(shù)據(jù)bdx，發(fā)送時(shí)鐘bcixo(，接收時(shí)鐘bclkr，接收幀同步bfsr，發(fā)送幀同步bfsx和外部輸入時(shí)鐘bclks。mcbsp通過這7個(gè)管腳為外部設(shè)備提供數(shù)據(jù)通道和控制通道，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示spi接口協(xié)議串行外圍設(shè)備接口spi是motorola公司推出一種同步串行接口，容許cpu與各種外

6、圍器件以串行方式進(jìn)行通信、交換信息。spi接口是一種主從式配置，包括一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備。spi接口以下4個(gè)信號：miso 串行數(shù)據(jù)主人從出mosi 串行數(shù)據(jù)主出從入sck 串行時(shí)鐘ss 從設(shè)備使能c5402通過相關(guān)的控制和配置寄存器，可以支持sp 接口協(xié)議。當(dāng)c5402工作在時(shí)鐘停止模式時(shí)與spi接口協(xié)議兼容，此時(shí)，發(fā)送和接收器在內(nèi)部得到同步，這時(shí)mcbsp可作為spi的主設(shè)備或從設(shè)備。2 接口電路設(shè)計(jì)2.1 max31 1 1通用異步收發(fā)器max3111通用異步收發(fā)器是maxim公司專門為小型微處理系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)的uart，它包括一個(gè)振蕩器和一個(gè)可編程波特率發(fā)生器；具有一個(gè)可屏

7、蔽的中斷源；另具有一個(gè)8字節(jié)的接收fifo(先人先出)緩沖器。其應(yīng)用spi接口協(xié)議直接與主設(shè)備通信。它還包括2個(gè)rs一232電平轉(zhuǎn)換器，這樣無需再接人普通的電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，從而使應(yīng)用一個(gè)芯片即可實(shí)現(xiàn)具有spi接口的微控制器與pc或是其他設(shè)備進(jìn)行異步數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)其33 v供電性能更是適合低功耗設(shè)備的應(yīng)用。3. 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1 硬件電路當(dāng)mcbsp工作在時(shí)鐘停止方式時(shí)，mcbsp的發(fā)送時(shí)鐘(bclkx)對應(yīng)于spi串行時(shí)鐘(sok】；發(fā)送幀同步信號(b x)對應(yīng)于spi使能信號(ss)。接收時(shí)鐘信號(bclkr)和接收幀同步信號(bpsr)沒有用，在內(nèi)部它們已經(jīng)分別與bclkx和bfsx

8、相連。在本系統(tǒng)中，將mcbsp設(shè)置成spi的主設(shè)備。發(fā)送輸出信號bdx作為從設(shè)備spi的mosi信號，接收輸入信號bdr接收從設(shè)備spi的miso信號。mcbsp通過提供串行時(shí)鐘來控制傳輸，bclkx只在包傳輸期間有效，當(dāng)不進(jìn)行包傳輸時(shí)，它保持無效。bclkx應(yīng)設(shè)置為輸出，bclkr在內(nèi)部與其相連。mcbsp的bfsx引腳為從設(shè)備提供一個(gè)使能信號ss，此時(shí)bfsx設(shè)置為輸出，在每個(gè)包發(fā)送時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)幀信號。dsp中有一個(gè)專用于通信的數(shù)據(jù)延時(shí)參數(shù)，是為了消除主從設(shè)備之間的晶振偏差(可能是相位偏差，也可能是振蕩頻率偏差，也可能二者兼有)，使二者完全同步，該參數(shù)必須設(shè)為1。由于max3l11是33

9、v器件，所以可直接與tms320vc54o2相連，二者工作于spi模式，而max3111與pc的通信則是普通的異步通信，且符合rs一232電氣標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)dsp與pc之間的異步串行通信。其接口電路如圖2。3.2 軟件設(shè)計(jì)(1)mcbsp的初始化為了使tms320vc54o2能與max31l1時(shí)序相配合，必須先設(shè)置相應(yīng)的寄存器，初始化mcbsp。步驟如下： 復(fù)位mcbsp，使spcr1(串口控制寄存器1)中的rrst，xrst與spcr2 (串口控制寄存器2)中的frst為0，并等待2個(gè)時(shí)鐘周期。設(shè)置mcbsp作為spi的主設(shè)備及相關(guān)參數(shù)。設(shè)置spcr2的grst，對采樣率發(fā)生器進(jìn)行復(fù)位。 等

10、待2個(gè)采樣率發(fā)生器時(shí)鐘周期，使mcbsp處于穩(wěn)定狀態(tài)。選擇由cpu來控制mcbsp，然后將rrst、xrst置1。等待2個(gè)采樣率發(fā)生器時(shí)鐘周期，使mcbsp處于穩(wěn)定狀態(tài)。a動(dòng)億與儀表2oo50)(2)接收及發(fā)送子程序c5402接收和發(fā)送數(shù)據(jù)之前應(yīng)判斷spcr1中的rrdy和spcr2中的xrdy位的狀態(tài)。如果為1，則表示可以接收或發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。發(fā)送子程序如下：void write_bsp(int dataout) 從串口0發(fā)送數(shù)據(jù)*(volatile int*)spsa addr(0)：spcr2 subaddr；while(!( (volatile int )spsd_addr(0)&am

11、p;0)【0oo2)； 等待akrdy置1(volatile u16 )dxr1_addr(0)=dataout；(3)max31 l1的工作模式和波特率設(shè)置在進(jìn)行通信之前，tms320vc5402必須先向max3111寫人命令控制字，之后才能正確地傳輸數(shù)據(jù)。如需按8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無奇偶校驗(yàn)位、波特率為192 k(晶振采用3686 4 mhz)、使能接收和發(fā)送中斷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行異步數(shù)據(jù)傳輸，只需如下配置即可：write_bsp(0xc80a)。(4)中斷在本系統(tǒng)中，dsp通過查詢方式實(shí)現(xiàn)max3l11的中斷請求，這可以節(jié)約中斷源，充分利用了c5402的內(nèi)部資源。bio口是c54o2的一個(gè)輸

12、入口，當(dāng)?shù)碗娖接行r(shí)，有條件的執(zhí)行分支轉(zhuǎn)移。當(dāng)tms320vc5402發(fā)送或接收一個(gè)數(shù)據(jù)之后，bio引腳就不停的采樣max3l11的中斷源irq，當(dāng)其為低時(shí)，表明max3111已經(jīng)接收或發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)了。由于irq為低電平必須持續(xù)一段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)如果c5402繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，因此必須再等待irq跳變至高電平時(shí)再繼續(xù)下一個(gè)數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。3.3液晶顯示sed1335控制器介紹at320240q1型液晶顯示屏是一款內(nèi)嵌sed1335控制器的液晶顯示屏在同類產(chǎn)品中，sed1335有功能較強(qiáng)的io緩沖器、指令豐富、4位數(shù)據(jù)并行發(fā)送等特點(diǎn)，并且at320240q1的對比度電壓是正電

13、壓，可以從電源直接分壓得到，從而簡化電路。sed1335控制器具有13條指令，多數(shù)指令帶有參數(shù)。sed1335在接口部設(shè)置了適配8080系列和m6800系列mpu的2種操作時(shí)序電路。通過引腳sell，sel2的設(shè)置，可選擇其中之一。在本系統(tǒng)中，考慮到c5402的i0空間的控制引腳功能與m680o系列mpu的控制引腳功能適配，在此選擇后者。3.4 接口電路設(shè)計(jì)at320240q1的控制信號線有：e(使能信號)、rw(讀寫選擇信號)、cs(片選信號)、ao(寫指令、讀數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)，讀忙標(biāo)志)。這四根信號線正確控制是液晶正常工作的關(guān)鍵。采用epm7128作邏輯譯碼，具體的控制用ahdl語言編寫如下：c

14、s=!a15#!a14#a13is：ao=a00；e=!iostrb；rw=dsprw；其中：dsp 為c5402的rw 信號，a00為c54o2最低位地址?？梢钥闯鲋噶羁诘刂窞閏001h，數(shù)據(jù)口地址為c000h。對于液晶顯示屏的數(shù)據(jù)接口，因?yàn)閏5402與液晶顯示屏均由33 v供電，可以直接將二者數(shù)據(jù)線相連，這樣c5402就能將rom或ram 中的數(shù)據(jù)直接送入控制器的緩存中以便顯示，具體連接如圖33.5 軟件設(shè)計(jì)c5402的并行io口讀寫周期可以通過設(shè)置相關(guān)的寄存器來改變，考慮到sed1335每次讀寫時(shí)間要大于160 as，為了與sed1335時(shí)序相吻合，必圓須設(shè)置好dsp的clkmd (時(shí)鐘

15、方式寄存器)和swwsr(軟件等待狀態(tài)寄存器)寄存器，使其每個(gè)讀寫周期足夠長。當(dāng)clkmd=0)【o7ff，swwsr=0)【9246時(shí)，c5402的一個(gè)時(shí)鐘周期是100 as，并且在i0空間插入了一個(gè)時(shí)鐘周期的等待時(shí)間。經(jīng)示波器觀察c5402在一個(gè)寫周期內(nèi) 有效時(shí)間是300ns，!iostrb高電平有效時(shí)間達(dá)到180 as，這完全可以滿足at320240q1的時(shí)序要求。軟件采用c編寫，具體為：液晶初始化一清屏一從rom或ram 中讀取數(shù)據(jù)傳送給液晶顯示。在初始化時(shí)要注意systemset指令的設(shè)置，如果該指令出現(xiàn)錯(cuò)誤，則顯示必定不正常。c5402訪問at320240q1的命令口和數(shù)據(jù)口定義如

16、下：ioport unsigned int porte001；定義命令口ioport unsign ed int portco00；定義數(shù)據(jù)口#define wclcd portco01#define wdlcd portco00對命令口、狀態(tài)口讀寫數(shù)據(jù)可以直接賦值。如執(zhí)行systemset指令時(shí)，wclcd=0x40。本系統(tǒng)關(guān)于初始化的代碼如下：int lcdini l8=ox30,ox87，ox07，ox27,ox32,0xef,ox28，oxoo；wclcd=oxo040； 液晶復(fù)位for(ii-o；ii<8；ii+)wdlcd=lcdinilii；4 總結(jié)所設(shè)計(jì)的c5402與pc的串行