DSP课程设计报告书-TMS320VC5402与PC的串行通信及液晶显示系统的设计.doc

湖 北 民 族 学 院 科 技 学 院信息工程系dsp课程设计报告书题目: tms320vc5402与pc的串行通信及液晶显示系统的设计专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2010年 6 月 24 日 学生姓名： 学号： 专业（班级）：电气工程及其自动化 课程设计题目： 基于tms320vc5402与pc机的串型通信及液晶显示系统的设计 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日信息工程系课程设计成绩评定表摘要介绍了在串口工作模式下tms320vc5402的多通道缓冲串口(mcbsp)与pc实现串行通信的方法和在m6800时序下液晶控制器sed1335的使用方法。给出了相应的硬件接口电路和应用软件。关键词：tms320vc5402；mcbsp；max3lll；液晶显示，sedi335中图分类号：tn919；tn873 文献标志码：b目录1. 引言1.1 c5402简介.11.2 c5402与pc的串信.22. 接口电路设计.42.1 max31 1 1通用异步收发器.43. 详细设计.53.1 硬件电路.53.2 软件电路.63.3 液晶显示.83.4 接口电路设计.83.5 软件设计.94. 总结.10参考文献.10引言数字信号微处理器(dsp)是近十几年来兴起的一项新技术。dsp以其速度快、功能强的特点，逐渐进入传统单片机所占据的工业和消费领域。tms320vc5402(简称c5402)是德州仪器(tt)公司1999年1o月推出的高性价比定点数字信号处理器(dsp)，该芯片以功耗低、功能强大、价格低廉而广泛应用于图像处理、语音处理、仪器仪表、通信、多媒体等领域。在c5402的诸多应用领域和应用系统中，与pc的串行通信和液晶显示是2个基本的组成部分。以下结合实例介绍c5402通过spi接口协议与pc之间串行通信及与at320240q1型液晶显示模块的接口实现。1.1 c5402简介定点dsp芯片c5402的主要特点有：多总线结构(3条数据总线和1条程序总线以及对应的4条地址总线)；程序空间可扩展到1 mb，数据空间和i0空间各64 kb；4 kb位于片内rom，包括压扩表、256点正弦表、引导程序等；16 kb位于片内双存取ram，可存放程序和数据；可对32 bit的长字操作，1条指令内可以同时读人2个或3个操作数；6级流水线指令操作；单指令重复和指令块重复功能；4个外部中断，能够实现快速中断返回；2个多通道带缓冲同步串口(mcbsp)；6通道dma控制器；软件编程的在片锁相环(pll)，具有倍频和分频功能；软等待状态发生器(swwsr)，可对外部空间产生0-14个软等待；2个16 bit定时器；1个增强的8 bit并行主机接口hpi；符合ieee11491标准的在片jtag仿真接口，方便调试和修改；33 v io电压，18 v核电压，降低功耗；指令速率最高可达100mips，指令周期10 n。1.2 c5402与pc的串行通信c5402的mcbsp串口c5402的高速、全双工、多通道缓冲串行接口(mcbsp)方便的数据流控制可使其与大多数同步串行外围设备接口。c5402的mcbsp接口信号包括：接收数据bdr，发送数据bdx，发送时钟bcixo(，接收时钟bclkr，接收帧同步bfsr，发送帧同步bfsx和外部输入时钟bclks。mcbsp通过这7个管脚为外部设备提供数据通道和控制通道，其结构图如图1所示spi接口协议串行外围设备接口spi是motorola公司推出一种同步串行接口，容许cpu与各种外围器件以串行方式进行通信、交换信息。spi接口是一种主从式配置，包括一个主设备和一个或多个从设备。spi接口以下4个信号：miso 串行数据主人从出mosi 串行数据主出从入sck 串行时钟ss 从设备使能c5402通过相关的控制和配置寄存器，可以支持sp 接口协议。当c5402工作在时钟停止模式时与spi接口协议兼容，此时，发送和接收器在内部得到同步，这时mcbsp可作为spi的主设备或从设备。2 接口电路设计2.1 max31 1 1通用异步收发器max3111通用异步收发器是maxim公司专门为小型微处理系统进行最优化设计的uart，它包括一个振荡器和一个可编程波特率发生器；具有一个可屏蔽的中断源；另具有一个8字节的接收fifo(先人先出)缓冲器。其应用spi接口协议直接与主设备通信。它还包括2个rs一232电平转换器，这样无需再接人普通的电平转换器进行电平转换，从而使应用一个芯片即可实现具有spi接口的微控制器与pc或是其他设备进行异步数据传输。同时其33 v供电性能更是适合低功耗设备的应用。3. 详细设计3.1 硬件电路当mcbsp工作在时钟停止方式时，mcbsp的发送时钟(bclkx)对应于spi串行时钟(sok】；发送帧同步信号(b x)对应于spi使能信号(ss)。接收时钟信号(bclkr)和接收帧同步信号(bpsr)没有用，在内部它们已经分别与bclkx和bfsx相连。在本系统中，将mcbsp设置成spi的主设备。发送输出信号bdx作为从设备spi的mosi信号，接收输入信号bdr接收从设备spi的miso信号。mcbsp通过提供串行时钟来控制传输，bclkx只在包传输期间有效，当不进行包传输时，它保持无效。bclkx应设置为输出，bclkr在内部与其相连。mcbsp的bfsx引脚为从设备提供一个使能信号ss，此时bfsx设置为输出，在每个包发送时，产生一个帧信号。dsp中有一个专用于通信的数据延时参数，是为了消除主从设备之间的晶振偏差(可能是相位偏差，也可能是振荡频率偏差，也可能二者兼有)，使二者完全同步，该参数必须设为1。由于max3l11是33 v器件，所以可直接与tms320vc54o2相连，二者工作于spi模式，而max3111与pc的通信则是普通的异步通信，且符合rs一232电气标准，从而实现dsp与pc之间的异步串行通信。其接口电路如图2。3.2 软件设计(1)mcbsp的初始化为了使tms320vc54o2能与max31l1时序相配合，必须先设置相应的寄存器，初始化mcbsp。步骤如下： 复位mcbsp，使spcr1(串口控制寄存器1)中的rrst，xrst与spcr2 (串口控制寄存器2)中的frst为0，并等待2个时钟周期。设置mcbsp作为spi的主设备及相关参数。设置spcr2的grst，对采样率发生器进行复位。 等待2个采样率发生器时钟周期，使mcbsp处于稳定状态。选择由cpu来控制mcbsp，然后将rrst、xrst置1。等待2个采样率发生器时钟周期，使mcbsp处于稳定状态。a动亿与仪表2oo50)(2)接收及发送子程序c5402接收和发送数据之前应判断spcr1中的rrdy和spcr2中的xrdy位的状态。如果为1，则表示可以接收或发送下一个数据。发送子程序如下：void write_bsp(int dataout) 从串口0发送数据*(volatile int*)spsa addr(0)：spcr2 subaddr；while(!( (volatile int )spsd_addr(0)&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设置在进行通信之前，tms320vc5402必须先向max3111写人命令控制字，之后才能正确地传输数据。如需按8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位、波特率为192 k(晶振采用3686 4 mhz)、使能接收和发送中断的标准进行异步数据传输，只需如下配置即可：write_bsp(0xc80a)。(4)中断在本系统中，dsp通过查询方式实现max3l11的中断请求，这可以节约中断源，充分利用了c5402的内部资源。bio口是c54o2的一个输入口，当低电平有效时，有条件的执行分支转移。当tms320vc5402发送或接收一个数据之后，bio引脚就不停的采样max3l11的中断源irq，当其为低时，表明max3111已经接收或发送一个数据了。由于irq为低电平必须持续一段时间，在这段时间内如果c5402继续发送数据，则会导致数据丢失，因此必须再等待irq跳变至高电平时再继续下一个数据的发送或接收。3.3液晶显示sed1335控制器介绍at320240q1型液晶显示屏是一款内嵌sed1335控制器的液晶显示屏在同类产品中，sed1335有功能较强的io缓冲器、指令丰富、4位数据并行发送等特点，并且at320240q1的对比度电压是正电压，可以从电源直接分压得到，从而简化电路。sed1335控制器具有13条指令，多数指令带有参数。sed1335在接口部设置了适配8080系列和m6800系列mpu的2种操作时序电路。通过引脚sell，sel2的设置，可选择其中之一。在本系统中，考虑到c5402的i0空间的控制引脚功能与m680o系列mpu的控制引脚功能适配，在此选择后者。3.4 接口电路设计at320240q1的控制信号线有：e(使能信号)、rw(读写选择信号)、cs(片选信号)、ao(写指令、读数据写数据，读忙标志)。这四根信号线正确控制是液晶正常工作的关键。采用epm7128作逻辑译码，具体的控制用ahdl语言编写如下：cs=!a15#!a14#a13is：ao=a00；e=!iostrb；rw=dsprw；其中：dsp 为c5402的rw 信号，a00为c54o2最低位地址。可以看出指令口地址为c001h，数据口地址为c000h。对于液晶显示屏的数据接口，因为c5402与液晶显示屏均由33 v供电，可以直接将二者数据线相连，这样c5402就能将rom或ram 中的数据直接送入控制器的缓存中以便显示，具体连接如图33.5 软件设计c5402的并行io口读写周期可以通过设置相关的寄存器来改变，考虑到sed1335每次读写时间要大于160 as，为了与sed1335时序相吻合，必圆须设置好dsp的clkmd (时钟方式寄存器)和swwsr(软件等待状态寄存器)寄存器，使其每个读写周期足够长。当clkmd=0)【o7ff，swwsr=0)【9246时，c5402的一个时钟周期是100 as，并且在i0空间插入了一个时钟周期的等待时间。经示波器观察c5402在一个写周期内 有效时间是300ns，!iostrb高电平有效时间达到180 as，这完全可以满足at320240q1的时序要求。软件采用c编写，具体为：液晶初始化一清屏一从rom或ram 中读取数据传送给液晶显示。在初始化时要注意systemset指令的设置，如果该指令出现错误，则显示必定不正常。c5402访问at320240q1的命令口和数据口定义如下：ioport unsigned int porte001；定义命令口ioport unsign ed int portco00；定义数据口#define wclcd portco01#define wdlcd portco00对命令口、状态口读写数据可以直接赋值。如执行systemset指令时，wclcd=0x40。本系统关于初始化的代码如下：int lcdini l8=ox30,ox87，ox07，ox27,ox32,0xef,ox28，oxoo；wclcd=oxo040； 液晶复位for(ii-o；ii8；ii+)wdlcd=lcdinilii；4 总结所设计的c5402与pc的串行