DSP实验箱实现和PC高速通信的系统设计.doc

1摘要本论文首先是以DSP实验箱(TMS320VC5416)为主处理器的硬件平台，然后在该平台上实现和PC高速通信的系统。在本系统中，硬件平台主要包括主处理器模块、异步串口输出和接收模块。其中异步串口的输入输出模块实现了数据的输入和输出，采用的芯片为TI公司的TL16C550。主处理器模块(TMS320VC5416)主要完成数据的传送，其性能能够达到实时处理的要求。存储器模块包括一片内部存贮空间：128K*16bit和外部存贮空间：64K*16bit并且还有系统自启动功能设计：8MbitFLAS加上RS232串行数据接，异步串口实现系统板和PC机之间的通信。电源模块为系统提供+5V和+3.3V电压。为了便于程序的设计与调用，采用了模块化的程序设计方法。在编程之前，首先用C语言对每个子模块进行算法仿真。程序整体采用C语言和汇编语言混合方式编程。关键字：DSP、串行通信、TMS320VC5416、TL16C5502目录摘要.1目录.2前言.4第1章DSP的概述.61.1DSP的发展历史.61.2DSP的特点.61.2.1哈佛结构.61.2.2流水线操作.71.2.3专用独立硬件乘法器.71.2.4特殊的DSP指令.71.2.5快速的指令周期.71.3DSP的发展方向.81.4DSP应用领域.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串行通信标准.122.2.1RS-232C标准.12第3章TMS320C5416芯片.163.1基本结构.163.2中央处理器（cpu）.173.2.1CPU的状态和控制寄存器.173.2.3累加器.183.2.4移位寄存器.183.2.5乘累加单元.193.3存储器和I/O空间.193.3.1存储器的概述.193.3.2程序存储器.203.3.3数据存储器.203.3.4I/O存储器.213.5片内外设.213.5.1通用I/O引脚.223.5.2定时器.223.5.3时钟发生器.223.6中断机制.23第4章ICETEK-VC5416-A实验箱.244.1TL16C550异步串行通信收发器.244.1.1TL16C550的简介.244.1.2片内寄存器.25第5章软件设计.305.1程序流程.3035.1.1程序图.305.2CCS概述.325.3CCS工程构建.33第6章仿真.346.1实验步骤.346.2创建源文件.346.3创建工程文件.356.4设置编译与连接选项.376.5工程编译与调试.376.6运行“串口调试助手”.396.7运行程序观察结果.39总结.40附录.42附录A程序.42参考文献.464前言近年来,通信与电子技术迅猛的发展,特别是DSP行列，市场前景非常的大。随着DSP技术的逐渐的工业化，数据通信就显得格外的重要。正是由于DSP的诸多优点能够满足密集的数学计算，而且DSP应用的另一个突出特点是实时性，使其在通信、雷达、数字电视等领域得到了广泛的应用，而且日益渗透到人们的日常生活的各个方面。例如DSP与DSP间数据通信，DSP与PC机间数据通信等。如何能够快速、准确的完成通信是每个硬件工程师所关心的问题。由于DSP的工作频率较高，如TMS320C5416时钟频率为160MHz，尽管DSP在与这些慢速外设进行数据交换时可以加入额外的等待周期，但是在实时性要求苛刻，算法复杂的场合，将DSP从这些冗长的等待周期中解放出来，将其时间重点放在处理关键的实时任务中去，有着重要的实际意义。故DSP与PC机之间串口通信的速度匹配是保证快速、准确通信的关键。PC机一般带有一个或两个内置串口，每个端口的机箱背后有一个9针或25针的公插口。串口是以bit来传输数据的，传输速率取决于UART芯片。该芯片将PC总线上的并行数据(单字节或多字节）分割成以比特为单位的串行数据流，从而实现在串口线缆中的数据传输。在本文中主要利用DSP做从机，以PC做主机来控制数据的通信。在利用我们所学到的课本知识设计一个高速的通信。在本论文中，我们主要采用的是TI的TMS320C5416芯片，它具有的主要功能特点就是低功耗，性价比较高，而且采用的扩展芯片ST16C550是广泛使用的一款UART接口芯片，是改进版本。它收发均带有16字节的FIFO，可以通过设定波特率设置寄存器来进行收发时钟的分频控制，传输速率从50bps到1.5Mbps，是通信速率更快。工业中数据通信是格外的重要，利用DSP的数字信号处理就能更好起到控制和传输的作用。目前几乎所有的数字信号处理器都提供一个或多个串行接口，并且随着数字信号处理器的更新换代，其相应串行接口的功能和性能都不断的强化和提升。串行借口的最大的特点是减少了器件的引脚数目，降低了借口设计的复杂性。DSP和PC的通信的主要是在第1章，这章主要是对DSP加以介绍，