DSP技术-电子通信

1、DSP技术-电子通信1 第七章第七章 TMS320C54x片内外设、接口及应用片内外设、接口及应用 一、一、C54x的主机接口的主机接口 二、二、C54x的可编程定时器的可编程定时器 三、三、C54x的串行口的串行口 四、四、C54x的中断系统的中断系统 DSP技术-电子通信2 片内外设是集成在片内外设是集成在DSP芯片内部的外部设备，芯片内部的外部设备，CPU核核 对片内外设的访问是通过对相应控制寄存器的访问来完成对片内外设的访问是通过对相应控制寄存器的访问来完成 的。所有的的。所有的C54x DSP的的CPU结构及功能完全相同，但是片结构及功能完全相同，但是片 内的外设配置多少不同。内的外

2、设配置多少不同。 优点：优点： 片内外设访问速度快。片内外设访问速度快。 可以简化电路板的设计。如将可以简化电路板的设计。如将A/D转换、转换、D/A转换、定时转换、定时 器集成在片内。器集成在片内。 (3) 提供一些必须的特殊功能。如提供一些必须的特殊功能。如JTAG口、软件等待状态口、软件等待状态 发生器等。发生器等。 DSP技术-电子通信3 一、一、C54x的主机接口的主机接口 HPI n 功能功能 主机接口主机接口HPI专门提供了专门提供了C54xDSP与外部其它主与外部其它主 处理器（如其它处理器（如其它 DSP、微处理器、单片机等）的通信、微处理器、单片机等）的通信 接口，接口，

3、主机接口为主从分布式系统和多处理器并行处主机接口为主从分布式系统和多处理器并行处 理系统提供了方便。理系统提供了方便。 C54xDSP主机接口是一个并行的主机接口是一个并行的 8 位或位或 16 位接位接 口，外部主机是口，外部主机是HPI的主控者。的主控者。C54x系列中提供了标系列中提供了标 准的准的 8位位HPI接口或接口或 8位增强的位增强的HPI接口或接口或16位增强的位增强的 HPI接口。接口。 DSP技术-电子通信4 TMS320C54x系列系列DSP具有并行接口具有并行接口 类型（类型（3种）种）: 标准标准8位位HPI-8 增强型增强型8位位HPI-8 增强型增强型16位位H

4、PI-16 功能：用于主机功能：用于主机(其他其他DSP或单片机或单片机)与与C54x DSP的通信，的通信， 通信的主控方为其他主机。通信的主控方为其他主机。 优点：优点：HPI不需要或只需要很少外部逻辑就能和很多不同不需要或只需要很少外部逻辑就能和很多不同 的主机设备相连。的主机设备相连。 DSP技术-电子通信5 HPI-8的特点的特点 n是一个是一个8位并行口位并行口 n用于主机用于主机(其他控制器其他控制器)与与C54x DSP之间的通信，实现之间的通信，实现 主机访问主机访问DSP内部内部2K的双访问的双访问RAM(HPI存储器存储器)。 nHPI具有两种工作模式：具有两种工作模式：

5、 共用访问模式共用访问模式(SAM)：主机和：主机和C54x DSP都能访问都能访问HPI 存储器。当访问发生冲突时主机具有优先访问权，而存储器。当访问发生冲突时主机具有优先访问权，而 C54x DSP需等待一个周期。需等待一个周期。 仅主机访问模式仅主机访问模式(HOM)， C54x DSP休眠状态。休眠状态。 nHPI支持主机与支持主机与C54x DSP之间高速数据传输。之间高速数据传输。 DSP技术-电子通信6 标准标准HPIHPI的两种工作模式：的两种工作模式： （1）共享模式（）共享模式（SAM） （2）主机模式（）主机模式（HOM） HPI存储器存储器 主机主机 C54x HPI存

6、储器存储器 主机主机 C54x DSP技术-电子通信7 2. HPI-8结构框图结构框图 DSP技术-电子通信8 （1）HPI存储器（存储器（2k字字DARAM） （2）HPI地址寄存器（地址寄存器（HPIA） （3）HPI数据锁存器（数据锁存器（HPID） （4）PHI控制寄存器（控制寄存器（HPIC） （5）PHI控制逻辑控制逻辑 工作过程工作过程 HPIHPI存储存储 空间访问空间访问 主机数据主机数据 寄存器寄存器HPIDHPID 主机地址主机地址 寄存器寄存器HPIAHPIA 外部外部 主机主机 外部控制信号外部控制信号 DSP技术-电子通信9 外部主机通过访问主机接口的外部主机通过

7、访问主机接口的3个寄存器实现对个寄存器实现对DSP内内 部部HPI存储器的访问：存储器的访问： HPIA: 地址寄存器。主机直接访问该寄存器地址寄存器。主机直接访问该寄存器 HPIC(002Ch): 控制寄存器，可以由主机或控制寄存器，可以由主机或C54x DSP直接访直接访 问，包含了问，包含了HPI操作的控制和状态位操作的控制和状态位. HPID: 数据寄存器，只能由主机直接访向。包含从数据寄存器，只能由主机直接访向。包含从HPI存储存储 器读出的数据，或者要写到器读出的数据，或者要写到HPI存储器的数据存储器的数据 HPI控制逻辑控制逻辑: 用于处理用于处理HPI与主机之间的接口信号与主

8、机之间的接口信号 HPI存储器存储器(DARAM)：用于：用于C54x DSP与主机之间传送数据与主机之间传送数据 DSP技术-电子通信10 3. 控制寄存器控制寄存器HPIC HPIC共有共有4 个位用于控制个位用于控制HPI操作。操作。 BOB ：字节选择位，：字节选择位，BOB会影响数据和地址传输。会影响数据和地址传输。 SMOD ：寻址方式选择位。：寻址方式选择位。 DSPINT ：主机向：主机向C54x DSP发出中断位；发出中断位； HINT ： C54x DSP向主机发出中断位。向主机发出中断位。 DSP技术-电子通信11 标准标准HPI-8的的HPIC控制寄存器各位设置控制寄存

9、器各位设置 DSP技术-电子通信12 4. 主机接口的操作主机接口的操作 n 8 位数据总线位数据总线(HD0HD7)与主机之间交换信息。与主机之间交换信息。 16位位 字，由字，由HBIL引脚和引脚和HPIC的的BOB位决定；位决定； n 两个控制输入两个控制输入(HCNTL0和和HCNTL1)表示哪个表示哪个HPI寄存器寄存器 被访问；被访问； n HPIA寄存器可以使用自动增寻址方式寄存器可以使用自动增寻址方式 ； n 主机可以中断主机可以中断C54x DSP，C54x DSP也可用也可用HPIC中的中的 HINT来中断主机；来中断主机； n HPI存储器为存储器为2K字字16位的双访问

10、位的双访问RAM块，其地址范围块，其地址范围 为数据存储空间的为数据存储空间的1000h17FFh 。 DSP技术-电子通信13 C54x HPI-8与主机的连接：与主机的连接： DSP技术-电子通信14 HPI的中断过程的中断过程 主机主机 HPI中断中断 写写DSPINT=1 HCNTL0 HCNTL1 00HPIC DSP技术-电子通信15 应用举例：应用举例： 设为双设为双DSP通过通过HPI口通信。口通信。DSP1向向DSP2的数据空间的数据空间 发送数据，并读回到发送数据，并读回到DSP1的存储器中。的存储器中。 DSP2的的HPI口的口的HPIC映射到映射到DSP1的的0 x80

11、08、0 x8009； HPIA映射到映射到DSP1的的0 x800C、0 x800D； HPID映射到映射到DSP1的的0 x800A、0 x800B。 由于由于DSP2在被访问过程中不需要操作，所以，以下为在被访问过程中不需要操作，所以，以下为 DSP1的程序。的程序。 DSP技术-电子通信16 STM 0 x1000, AR1 ST0 x00, *AR1 PORTW*AR1, 0 x8008 ;将将0 x00写入写入HPIC ST0 x00, *AR1 PORTW*AR1, 0 x8009 ;高低位都为高低位都为0 x00 NOP ST0 x10, *AR1 PORTW*AR1, 0 x

12、800C ;将将0 x10写入写入HPIA高位高位 ST0 x20, *AR1 NOP PORTW*AR1, 0 x800D ;将将0 x20写入写入HPIA低位低位 NOP ;地址为地址为0 x1020 DSP技术-电子通信17 loop:ST 0 x1A,*AR1 PORTW *AR1,0 x800A ;将将0 x1A2B写入写入DSP2的的0 x1020 ST 0 x2B,*AR1 PORTW *AR1,0 x800B NOP STM 0 x1010,AR2 PORTR 0 x800A,*AR2 ;将读到的数放入将读到的数放入0 x1010和和0 x1011 NOP ；两个单元，每个为；

13、两个单元，每个为8位数位数 STM 0 x1011,AR2 PORTR 0 x800B,*AR2 ST 0 x3C,*AR1 PORTW *AR1,0 x800A ;利用自动增量模式将利用自动增量模式将0 x3C4D写入写入 ；DSP2的的0 x1021 DSP技术-电子通信18 ST 0 x4D,*AR1 NOP PORTW *AR1, 0 x800B STM 0 x1012, AR2 NOP PORTR 0 x800A,*AR2 ;将将DSP2中的数通过中的数通过HPI读到读到 ；DSP1的的0 x1012和和0 x1013中，中， NOP ; DSP1两个单元中分别为两个两个单元中分别为

14、两个8位数位数 STM0 x1013, AR2 PORTR 0 x800B,*AR2 hearB hear .end DSP技术-电子通信19 定时器的结构及特点：定时器的结构及特点： n C54x的片内定时器根据所选型号不同有的片内定时器根据所选型号不同有23个不等，定时器个不等，定时器 0、1、2，其结构相同。，其结构相同。 n 每个定时器有每个定时器有3个寄存器，都是存储器映像寄存器个寄存器，都是存储器映像寄存器(24-26H) 定时寄存器定时寄存器TIM ：是减：是减1计数器，可加载周期寄存器计数器，可加载周期寄存器PRD的的 值，并随计数减少。值，并随计数减少。 定时周期寄存器定时周

15、期寄存器PRD ：PRD中存放定时器的周期计数值，提中存放定时器的周期计数值，提 供供TIM重载用。重载用。 定时控制寄存器定时控制寄存器TCR ：TCR包含定时器的控制和状态位，控包含定时器的控制和状态位，控 制定时器的工作过程。制定时器的工作过程。 二、二、C54x的可编程定时器的可编程定时器 DSP技术-电子通信20 1. C54x的定时器结构的定时器结构 结结 构构 图图 分分 频系频系 数数 时时 间常间常 数数 主定时器模块主定时器模块(由由PRD和和TIM组成组成) 预定标器模块预定标器模块(由由TCR的的TDDR和和PSC位组成位组成)。 DSP技术-电子通信21 主要特点：主

16、要特点： (1) 定时器是一个减计数器。定时器是一个减计数器。 (2) 由由16位计数器和位计数器和4位预分频计数器组成。位预分频计数器组成。16位计数器位计数器 的触发脉冲由预分频计数器提供，预分频计数器由的触发脉冲由预分频计数器提供，预分频计数器由 CPU工作时钟决定。工作时钟决定。 (3) 有复位功能。有复位功能。 (4) 可以选择调试断点时定时器的工作方式。可以选择调试断点时定时器的工作方式。 DSP技术-电子通信22 TSS保留保留 15 12 soft 11 free 10 PSC 9 6 TRB 5 TDDR 3 04 TCR中的控制位和状态位中的控制位和状态位 定时器定时器 停

17、止停止/ / 启动启动 定时器定时器 工作状态工作状态 定时器定时器 预定标预定标 计数器计数器 复位复位 片内片内 定时器定时器 预定标预定标 分频分频 系数系数 DSP技术-电子通信23 PSC (96位位)：定时器预定标计数器。当：定时器预定标计数器。当PSC中的数值减到中的数值减到 0后，后， TIM减减1 ， TDDR中的数加载到中的数加载到PSC; TRB (5位位)：定时器重新加载控制位。复位片内定时器。当：定时器重新加载控制位。复位片内定时器。当 TRB置位时，置位时，TIM重新装载重新装载PRD的值，的值，PSC重新装载重新装载TDDR 中的值。中的值。 TSS (4位位)：

18、定时器停止位，：定时器停止位，TSS=0 定时器开始工作，定时器开始工作， TSS=1 定时器停止定时器停止 TDDR (30位位)：当：当PSC减为减为0时，时，TDDR中的值被装载到中的值被装载到 PSC中中 DSP技术-电子通信24 2. 定时中断周期的计算定时中断周期的计算 定时中断周期定时中断周期 = TCLKOUT（TTDDR+1）（TPRD+1） 定时器输出信号定时器输出信号 TOUT定时脉冲输出定时脉冲输出 TINT 定时中断输出定时中断输出 DSP技术-电子通信25 定时器的操作过程：定时器的操作过程： n PSC由由CPU提供时钟提供时钟，每个，每个CPU时钟信号将使时钟信

19、号将使PSC减减1 。 n TDDR的内容重新加载到的内容重新加载到PSC。 n TIM由预定标器由预定标器PSC提供时钟，每个来自预定标块的输出提供时钟，每个来自预定标块的输出 时钟使时钟使TIM减减l。 PRD中的内容重新加载到中的内容重新加载到TIM。 DSP技术-电子通信26 初始化定时器：初始化定时器： (1) 将将TCR中的中的TSS位置位置1，关闭定时器。，关闭定时器。 (2) 加载加载PRD。 (3) 重新加载重新加载TCR以初始化以初始化TDDR。 (4) 重新启动定时器。重新启动定时器。TSS位为位为0，TRB位为位为l，以重载定时，以重载定时 器周期值，使能定时器。器周期

20、值，使能定时器。 3. 定时器初始化步骤定时器初始化步骤 DSP技术-电子通信27 使能定时器中断使能定时器中断(假定假定ST1寄存器中寄存器中INTM=1)： (1) 将将IFR中的中的TINT位置位置1，清除尚未处理完，清除尚未处理完(挂起挂起)的定时的定时 器中断。器中断。 (2) 将将IMR中的中的TINT位置位置l，使能定时器中断。，使能定时器中断。 (3) 将将ST1中的中的INTM位清位清0，使能全局中断。，使能全局中断。 DSP技术-电子通信28 【例】【例】 利用利用C54x定时器可以实现方波信号发生器。要求利用定时器可以实现方波信号发生器。要求利用 定时器定时器0在通用在通

21、用I/O引脚引脚XF输出周期为输出周期为1s的方波。的方波。 分析：设分析：设 f =100MHz， 已知定时最大值为：已知定时最大值为： =10(ms)， 要输出要输出1s的方波，的方波，1和和0分别为分别为500ms. 可定时可定时5ms，再在中断程序中加个，再在中断程序中加个100计数器，计数器， 定时器周期定时器周期 =10ns(1+9)(1+49999)=5ms。 416 10(ns)22 DSP技术-电子通信29 CounterSet.set 100 ；定义计数次数；定义计数次数 PERIOD .set 49999 ；定义计数周期；定义计数周期 .asg AR1, Counter

22、；AR1做计数指针，重做计数指针，重 ； 新命名以便识别新命名以便识别 STM #CounterSet, Counter ；设计数器初值；设计数器初值 STM #10000B, TCR ；停止计数器；停止计数器 STM #PERIOD, TIM ；给；给TIM设定初值设定初值49999 STM #PERIOD, PRD ；PRD与与TIM一样一样 STM #01001B, TCR ；开始定时器；开始定时器 STM #0008H, IMR ；开；开TIME0的中断的中断 RSBX INTM ；开总中断；开总中断 End: NOP B End DSP技术-电子通信30 中断服务程序：中断服务程序：

23、TINT0_ISR TINT0_ISR: PSHM ST0 ；保护；保护ST0，因要改变，因要改变TC BANZ Next，*Counter- ；计数器不为计数器不为0，计数器，计数器 减减1，退出中断，退出中断 STM #CounterSet，Counter ； BITF *AR2，#1 ；计数器为；计数器为0, 根据当前根据当前XF状态状态 ；分别到；分别到setXF或或ResetXF BC ResetXF，TC setXF： SSBX XF ；置；置XF为高为高 ST #1，*AR2 B Next ResetXF： RSBX XF ；置；置XF为低为低 ST #0， *AR2 DSP技术

24、-电子通信31 Next： POPM ST0 RETE end DSP技术-电子通信32 三、三、C54x的串行口的串行口 C54x 具有功能强、且使用灵活的高速、全双工串行具有功能强、且使用灵活的高速、全双工串行 口，可实现多种标准通讯形式；可提供丰富的多路及时分口，可实现多种标准通讯形式；可提供丰富的多路及时分 复用功能，高效地实现和双向串口器件的通讯或多微处理复用功能，高效地实现和双向串口器件的通讯或多微处理 器之间的通讯。器之间的通讯。 n标准同步串行口（标准同步串行口（SP） n缓冲同步串行口（缓冲同步串行口（BSP） n多通道缓冲串行口（多通道缓冲串行口（McBSP） n时分多路同

25、步串行口（时分多路同步串行口（TDM） 串串 行行 口口 分分 类类 当缓冲串行口和时分多路串行口工作在标准方式时，它们的功能与标准串行口相同当缓冲串行口和时分多路串行口工作在标准方式时，它们的功能与标准串行口相同 DSP技术-电子通信33 配置配置: DSP芯片不同串口配置也不尽相同。芯片不同串口配置也不尽相同。 访问访问: 串行接口一般通过中断来实现与核心串行接口一般通过中断来实现与核心CPU的同步。的同步。 功能功能: 串行接口可以用来与串行外部器件相连，如编码解串行接口可以用来与串行外部器件相连，如编码解 码器、串行码器、串行A/D或或D/A以及其他串行设备。以及其他串行设备。 DSP

26、技术-电子通信34 芯片型号芯片型号SPBSPMcBSPTDM C5412000 C5420101 C5430101 C5451100 C5461100 C5480201 C5490201 C54020020 C54100030 C54200060 部分部分C54x系列系列DSP芯片串行口配置芯片串行口配置 DSP技术-电子通信35 1）、标准同步串行口）、标准同步串行口 SP DSP技术-电子通信36 组成：组成： n16位数据接收寄存器（位数据接收寄存器（DRR） n16位数据发送寄存器（位数据发送寄存器（DXR） n接收移位寄存器（接收移位寄存器（RSR） n发送移位寄存器（发送移位寄存

27、器（XSR） n接收时钟和发送时钟接收时钟和发送时钟 n接收帧同步和发送帧同步接收帧同步和发送帧同步 n控制电路控制电路 DSP技术-电子通信37 标准串口标准串口SPSP特点：特点： n可有多个相互独立的标准同步串口可有多个相互独立的标准同步串口 n发送和接收是双向缓冲的发送和接收是双向缓冲的 n3个存储器映像寄存器用于传送数据个存储器映像寄存器用于传送数据 n每个口有时钟、帧同步脉冲以及串行移位寄存器每个口有时钟、帧同步脉冲以及串行移位寄存器 n可以按可以按8位字节或位字节或16位字节转换位字节转换 n可以产生自己的可屏蔽收发中断可以产生自己的可屏蔽收发中断 n可以工作在多种时钟频率上可以

28、工作在多种时钟频率上 n标准串行口的最高工作频率是标准串行口的最高工作频率是CLKOUT的的1/4。 DSP技术-电子通信38 串行口控制寄存器串行口控制寄存器 SPC 功能：控制串行口的操作功能：控制串行口的操作 DSP技术-电子通信39 标准串口标准串口SPSP的使用的使用 nSTM #0038H ，SPC ；串口初始化；串口初始化 nSTM #00C0H ，IFR ；清除挂起的串口中断；清除挂起的串口中断 nAND #00C0H ，IMR ；使能中断；使能中断 nRSBX INTM ；使能全局中断；使能全局中断 nSTM #00F8H ，SPC ；开始串口传输；开始串口传输 nSTM D

29、ATA1，DXR ；写第一个数据到；写第一个数据到DXR DSP技术-电子通信40 操作过程操作过程: 发送数据时，数写到发送数据时，数写到DXRXSR DX引脚输出。发送期引脚输出。发送期 间，间，DXR中的数据复制到中的数据复制到XSR后，串行口控制寄存器后，串行口控制寄存器(SPC) 中的发送准备好中的发送准备好(XRDY)位由位由0变为变为1，随后产生一个串行口，随后产生一个串行口 发送中断发送中断(XINT)信号，通知信号，通知CPU可以对可以对DXR重新加载。重新加载。 接收数据时，来自接收数据时，来自DR引脚的数据引脚的数据 RSR DRR，CPU从从 DRR中读出数据。当中读出

30、数据。当RSR的数据复制到的数据复制到DRR后，后，SPC中的中的 接收数据准备好接收数据准备好(RRDY)位由位由0变为变为l，随后产生一个串行口，随后产生一个串行口 接收中断接收中断(RINT)信号，通知信号，通知CPU可以从可以从DRR中读取数据。中读取数据。 串行口是双缓冲的，发送和接收都是自动完成，用户只需串行口是双缓冲的，发送和接收都是自动完成，用户只需 检测检测RRDY或或XRDY位来判断可否继续发送或接收数据。位来判断可否继续发送或接收数据。 DSP技术-电子通信41 连接方法之一：连接方法之一： 数据发送工作过程数据发送工作过程 数据接收工作过程数据接收工作过程 DSP技术-

31、电子通信42 实例实例: (操作以中断的方式完成操作以中断的方式完成) 1) 串口的初始化串口的初始化 (1) 复位，并将复位，并将0 x0038写入写入SPC，初始化串口。，初始化串口。 (2) 将将0 x00C0h写入写入IMR，清除任何挂起的串行接口中断。，清除任何挂起的串行接口中断。 (3) 将将0 x00C0h和和IMR求或逻辑运算，使能串行接口中断。求或逻辑运算，使能串行接口中断。 (4) 清除清除ST1的的INTM位，使能全局中断。位，使能全局中断。 (5) 将将0 x00F8h写入写入SPC，启动串行接口。，启动串行接口。 (6) 将第一个数据写入将第一个数据写入DXR。 DS

32、P技术-电子通信43 串行口 2) 串口中断服务程序串口中断服务程序 (1) 保存当前工作状态到堆栈中。保存当前工作状态到堆栈中。 (2) 读读DRR或写或写DXR或同时操作，从或同时操作，从DRR读出的数据写入读出的数据写入 存储器中，将要发送的数据从存储器中取出写入存储器中，将要发送的数据从存储器中取出写入DXR。 (3) 恢复现场。恢复现场。 (4) 用用RETE从中断子程序返回。从中断子程序返回。 DSP技术-电子通信44 结构和特点结构和特点: n 缓冲串行口在标准同步串行口基础上增加了一个自动缓冲串行口在标准同步串行口基础上增加了一个自动 缓冲单元缓冲单元(ABU)，并以，并以CL

33、KOUT频率计时。频率计时。 n ABU利用独立于利用独立于CPU的专用总线，让串行口直接读的专用总线，让串行口直接读/写写 C54x内部存储器。这样可使串行口处理事务的开销最内部存储器。这样可使串行口处理事务的开销最 省，并能达到较快的数据率。省，并能达到较快的数据率。 n BSP有两种工作方式：非缓冲方式和自动缓冲方式。有两种工作方式：非缓冲方式和自动缓冲方式。 n ABU具有自身的循环寻址寄存器组，每个都与地址产生具有自身的循环寻址寄存器组，每个都与地址产生 单元相关。发送和接收缓冲存储器位于一个指定的单元相关。发送和接收缓冲存储器位于一个指定的C54x DSP内部存储器的内部存储器的2

34、K字块中。该块可作为通用的存储字块中。该块可作为通用的存储 器，但却是唯一的自动缓冲能使用的存储块。器，但却是唯一的自动缓冲能使用的存储块。 2）、缓冲同步串行口（）、缓冲同步串行口（BSP） DSP技术-电子通信45 BDRBDR BCLKRBCLKR BFSRBFSR BCLKXBCLKX BFSXBFSX BDXBDX BRINTBRINT BMINTBMINT BXINTBXINT C54xC54x内存界面内存界面 自动缓冲单元自动缓冲单元 ABUABU 控制控制XRDY RRDY BXINT BMINT BRINTXRDY RRDY BXINT BMINT BRINT BDXRBDX

35、R BSPCEBSPCE BXSRBXSR BRSRBRSR 串口控串口控 制逻辑制逻辑 BSPCBSPC BDRRBDRR 中断中断 控制控制 C54xC54x CPUCPU界面界面 中断中断 逻辑逻辑 16 11 DSP技术-电子通信46 组成：组成： 数据接收寄存器数据接收寄存器BDRR 数据发送寄存器数据发送寄存器BDXR 控制寄存器控制寄存器BSPC 控制扩展寄存器控制扩展寄存器BSPCE 数据接收移位寄存器数据接收移位寄存器BRSR 数据发送移位寄存器数据发送移位寄存器BXSR 串口控制逻辑串口控制逻辑 中断控制逻辑中断控制逻辑 自动缓冲单元自动缓冲单元ABU DSP技术-电子通信

36、47 缓冲串行口的工作模式缓冲串行口的工作模式 （1 1）缓冲串行口标准模式）缓冲串行口标准模式 （2 2）缓冲串行口增强模式）缓冲串行口增强模式 可编程串口时钟频率可编程串口时钟频率 时钟和帧同步信号的极性可选时钟和帧同步信号的极性可选 除除8 8、1616位字长外，位字长外，1010、1212位字长数据位字长数据 转换可选转换可选 新增新增 功能功能 DSP技术-电子通信48 自动缓冲单元自动缓冲单元 ABU 可独立于可独立于CPU自动完成控制串口与固定缓自动完成控制串口与固定缓 冲内存区中的直接数据交换，实现串行口冲内存区中的直接数据交换，实现串行口 与与CPU并行操作。并行操作。 功能

37、功能 组成组成 地址寄存器地址寄存器AXR 块长度发送寄存器块长度发送寄存器BKX 地址接收寄存器地址接收寄存器ARR 块长度接收寄存器块长度接收寄存器BKR 串口控制寄存器串口控制寄存器BSPCE 5个存储器映射寄存器个存储器映射寄存器 DSP技术-电子通信49 自动缓冲过程可归纳为：自动缓冲过程可归纳为： ABU完成对缓冲存储器的存取。完成对缓冲存储器的存取。 工作过程中地址寄存器自动增加，直至缓冲区的底部。工作过程中地址寄存器自动增加，直至缓冲区的底部。 到底部后，地址寄存器内容恢复到缓冲存储器区顶部。到底部后，地址寄存器内容恢复到缓冲存储器区顶部。 如果数据到了缓冲区的一半或底部，就会

38、产生中断，并如果数据到了缓冲区的一半或底部，就会产生中断，并 更新更新BSPEC中的中的XH/RH，以表明那一部分数据已经被发送，以表明那一部分数据已经被发送 或接收。或接收。 如果选择禁止自动缓冲功能，当数据过半或到达缓冲区如果选择禁止自动缓冲功能，当数据过半或到达缓冲区 底部时，底部时，ABU会自动停止缓冲功能。会自动停止缓冲功能。 DSP技术-电子通信50 循环寻址原理循环寻址原理 装载装载BKX/R确定缓冲区长度，装载确定缓冲区长度，装载ARX/R给出给出2K字缓字缓 冲区基地址和缓冲区数据起始地址实现初始化。冲区基地址和缓冲区数据起始地址实现初始化。BKX/R从从 高位至低位方向第一

39、个高位至低位方向第一个1的位置的位置N位将位将ARX/R分为分为ARH和和 ARL两部分，缓冲区顶部地址两部分，缓冲区顶部地址(TBA)由高位为由高位为ARH，而低，而低 位为位为N+1个个0组成的数定义。缓冲区底部地址组成的数定义。缓冲区底部地址(BBA)由由ARH 和和BKL-1决定。而当前数据缓冲区的位置由决定。而当前数据缓冲区的位置由ARX/R的内容的内容 决定。决定。ARX/R的内容会随着每一次访问继续增加直至到下的内容会随着每一次访问继续增加直至到下 一个允许的缓冲区开始地址。然后在后续的存取操作中，一个允许的缓冲区开始地址。然后在后续的存取操作中， 作为更新的循环缓冲开始地址，新

40、的作为更新的循环缓冲开始地址，新的ARX/R内容用来进行内容用来进行 正确的循环缓冲地址计算。正确的循环缓冲地址计算。 DSP技术-电子通信51 循环寻址原理示意图循环寻址原理示意图 BKX/RBKX/R ARX/RARX/R ARHARHARLARL 000011 BBABBA TBATBA 缓冲区当前位置缓冲区当前位置 ARHARHBKLBKL ARHARHBKL1BKL1 ARHARH0000 下半部开始下半部开始 缓冲区顶部缓冲区顶部 上半部分上半部分 缓冲区底部缓冲区底部 下半部分下半部分 DSP技术-电子通信52 3）、时分多路串行口）、时分多路串行口 TDM 时分多路串行口允许时

41、分多路串行口允许C54x可以与最多可以与最多 8个其它器件个其它器件 进行时分复用串行通信，从而提供了简单有效的多处理进行时分复用串行通信，从而提供了简单有效的多处理 器应用接口。器应用接口。 时分复用：是将与不同器件的通信接口时间依次划时分复用：是将与不同器件的通信接口时间依次划 分为不同的时间段，周期性地分别按时间顺序与不同器分为不同的时间段，周期性地分别按时间顺序与不同器 件通信的工作方式。件通信的工作方式。 DSP技术-电子通信53 非非TDM方式方式 =标准串口标准串口 TDM方式方式 当当TSPC的的TDM=1 工作工作 方式方式 相相 关关 寄寄 存存 器器 TDM数据接收寄存器

42、数据接收寄存器TRCV TDM数据发送寄存器数据发送寄存器TDXR TDM串口控制发送寄存器串口控制发送寄存器TSPC TDM通道选择寄存器通道选择寄存器TCSR TDM发送发送/接收地址寄存器接收地址寄存器TRTA TDM接收地址寄存器接收地址寄存器TRAD TDM数据接收移位寄存器数据接收移位寄存器TRSR TDM数据发送移位寄存器数据发送移位寄存器TXSR DSP技术-电子通信54 C54x TDX TDR TFSX TFSR TCLKX TCLKR 器件器件0 0器件器件1 1器件器件7 7 TDM时分多路串口连接时分多路串口连接 DSP技术-电子通信55 4）、多通道缓冲同步串行口（

43、）、多通道缓冲同步串行口（McBSP） 特点：特点：l 全双工通信全双工通信 l双倍的发送缓冲和双倍的发送缓冲和3倍的接收缓冲数据寄存器，允许倍的接收缓冲数据寄存器，允许 连续的数据流传输连续的数据流传输 l独立的接收、发送帧和时钟信、极性可编程独立的接收、发送帧和时钟信、极性可编程 l具有外部移位时钟发生器和内部频率可编程移位时钟具有外部移位时钟发生器和内部频率可编程移位时钟 l可直接利用多种串行协议接口通讯可直接利用多种串行协议接口通讯 l发送和接收通道数最多可达发送和接收通道数最多可达128路路 l数据传输格式可选择数据传输格式可选择8、12、16、20、24、32位字长位字长 l内置内

44、置u律和律和A律硬件压缩扩展通信律硬件压缩扩展通信 l8位数据传输可选择位数据传输可选择LSB或或MSB先传先传 l可以直接与工业标准的编解码器、模拟接口芯片及串可以直接与工业标准的编解码器、模拟接口芯片及串 行行A/D D/A器件接口器件接口 DSP技术-电子通信56 DSP技术-电子通信57 McBSP的结构的结构 n 一个一个McBSP串口有串口有7个引脚。个引脚。 n DSP核通过片内外设总线访问和控制核通过片内外设总线访问和控制McBSP的内部控制的内部控制 寄存器和数据接收寄存器和数据接收/发送寄存器。发送寄存器。 n 寄存器的寄存器的子寻址子寻址的工作方式，指的是多路复用技术，可

45、的工作方式，指的是多路复用技术，可 以实现一组寄存器共享存储器中的一个单元。可以使用以实现一组寄存器共享存储器中的一个单元。可以使用 少量的寄存器映射存储器空间来访问少量的寄存器映射存储器空间来访问McBSP的的20多个寄多个寄 存器存器 。 DSP技术-电子通信58 McBSP控制寄存器控制寄存器 McBSP通过两个通过两个16比特串口控制寄存器比特串口控制寄存器1和和2(SPCR1,2) 和管脚控制寄存器和管脚控制寄存器(PCR)进行配置，这些寄存器包含进行配置，这些寄存器包含McBSP 的状态信息和控制信息。的状态信息和控制信息。 串行接口接收控制寄存器串行接口接收控制寄存器SPCR1

46、、SPCR2 引脚控制寄存器引脚控制寄存器PCR 接收控制寄存器接收控制寄存器RCR1 、RCR2 发送控制寄存器发送控制寄存器XCR1 、XCR2 除除SPCR1,2和和PCR之外，之外，McBSP还配置了接收控制寄存还配置了接收控制寄存 器器RCR1,2和发送控制寄存器和发送控制寄存器XCR1,2来确定接收和发送操来确定接收和发送操 作的参数作的参数 。 DSP技术-电子通信59 McBSP的数据发送和接收的操作流程的数据发送和接收的操作流程 3个阶段：串口的复位、串口的初始化、数据发送和接收。个阶段：串口的复位、串口的初始化、数据发送和接收。 串口的复位串口的复位 n 芯片复位芯片复位

47、引发的串行复位使整个串行口复位，包引发的串行复位使整个串行口复位，包 括接口发送器、接收器、采样率发生器的复位。括接口发送器、接收器、采样率发生器的复位。 n 串行接口的发送器和接收器可以利用串行接口控制寄存串行接口的发送器和接收器可以利用串行接口控制寄存 器器(SPCR1和和SPCR2)中的中的 和和 位分别独自复位分别独自复 位。位。 RS0 XPSTRRST DSP技术-电子通信60 串口的初始化串口的初始化 (1) 设定串口控制寄存器设定串口控制寄存器SPCR1，2中的中的 。 如果刚刚复位完毕，不必进行这一步操作。如果刚刚复位完毕，不必进行这一步操作。 (2) 编程配置特定的编程配置

48、特定的McBSP的寄存器。的寄存器。 (3) 等待等待2个时钟周期，以保证适当的内部同步。个时钟周期，以保证适当的内部同步。 (4) 按照写按照写DXR的要求，给出数据。的要求，给出数据。 (5) 设置设置 ，以使能串行接口。，以使能串行接口。 (6) 如果要求内部帧同步信号，设置如果要求内部帧同步信号，设置 。 (7) 等待等待2个时钟周期后，激活接收器和发送器。个时钟周期后，激活接收器和发送器。 XRST=RRST=FRST=0 XRST=RRST=1 FRST=1 DSP技术-电子通信61 数据发送和接收的操作数据发送和接收的操作 n接收操作是三缓冲的接收操作是三缓冲的 接收数据接收数据

49、数据接收引脚数据接收引脚DR 接收移位寄存器接收移位寄存器RSR1,2 接收缓冲寄存器接收缓冲寄存器RBR1,2 数据接收寄存器数据接收寄存器DRR1,2。 n发送操作是双缓冲的发送操作是双缓冲的 CPU或或DMA将发送数据将发送数据数据发送寄存器数据发送寄存器DXR1,2中中 发送移位寄存器发送移位寄存器XSR1,2； 从从DX移出发送数据移出发送数据 DSP技术-电子通信62 McBSP串口应用举例串口应用举例 McBSP的初始化程序：的初始化程序： STM SPCR1, McBSP1_SPSA ;将将SPCR1 对应的子地址放到对应的子地址放到 子地址寄存器子地址寄存器SPSA中中 ST

50、M #0000h, McBSP1_SPSD ;将将#0000h加载到加载到SPCR1中，中， 使接收中断由帧有效信号触发，使接收中断由帧有效信号触发， ;靠右对齐高位添靠右对齐高位添0 STM SPCR2, McBSP1_SPSA ;将将SPCR2对应的子地址放到对应的子地址放到 子地址寄存器子地址寄存器SPSA中中 STM 0000h，McBSP1_SPSD ;帧同步发生器复位，发送器复位帧同步发生器复位，发送器复位 STM RCR1, McBSP1_SPSA ;将将RCR1 对应的子地址放到子地对应的子地址放到子地 址寄存器址寄存器SPSA中中 DSP技术-电子通信63 STM #0040

51、h, McBSP1_SPSD ;接收帧长度为接收帧长度为16位位 STM RCR2, McBSP1_SPSA ;将将RCR2 对应的子地址放到子对应的子地址放到子 地址寄存器地址寄存器SPSA中中 STM #0040h, McBSP1_SPSD ;接收为单相，每帧接收为单相，每帧16位位 STM XCR1, McBSP1_SPSA ;将将XCR1 对应的子地址放到子对应的子地址放到子 地址寄存器地址寄存器SPSA中中 STM #0040h, McBSP1_SPSD ;接收每帧接收每帧16位位 STM XCR2, McBSP1_SPSA ;将将XCR2对应的子地址放到子对应的子地址放到子 地址寄

52、存器地址寄存器SPSA中中 STM #0040h, McBSP1_SPSD ;发送为单相，每帧发送为单相，每帧16位位 STM PCR, McBSP1_SPSA ;将将PCR对应的子地址放到子地对应的子地址放到子地 址寄存器址寄存器SPSA中中 STM #000eh, McBSP1_SPSD ;工作于从模式工作于从模式 DSP技术-电子通信64 CPU终止正在执行的程序，转去执行一个请求中终止正在执行的程序，转去执行一个请求中 断的内部或外部的中断服务程序，待处理完毕后，又返断的内部或外部的中断服务程序，待处理完毕后，又返 回到被终止的源程序处继续执行。这一过程称为中断；回到被终止的源程序处继

53、续执行。这一过程称为中断； 为实现中断功能而设置的各种硬件和软件。为实现中断功能而设置的各种硬件和软件。 C54x DSP既支持软件中断，也支持硬件中断。当同既支持软件中断，也支持硬件中断。当同 时有多个硬件中断出现时，时有多个硬件中断出现时，C54x DSP按照中断优先级别按照中断优先级别 的高低对它们进行服务。的高低对它们进行服务。 四、四、C54x的中断系统的中断系统 DSP技术-电子通信65 n受外部中断口信号触发的受外部中断口信号触发的 外部硬件中断外部硬件中断 n受片内外围电路信号触发受片内外围电路信号触发 的内部硬件中断的内部硬件中断 程序指令程序指令 INTR TRAP RES

54、ET 中断来源中断来源 软件驱动软件驱动 硬件驱动硬件驱动 DSP技术-电子通信66 C54x DSP的中断可以分成两大类：的中断可以分成两大类： 第一类是可屏蔽中断。这些都是可以用软件来屏蔽或开第一类是可屏蔽中断。这些都是可以用软件来屏蔽或开 放的硬件和软件中断。放的硬件和软件中断。C5402只使用只使用14个可屏蔽中断。个可屏蔽中断。 ； RINT0、XINT0、RINT1和和XINT2(串行口中断串行口中断)。 TINT0、TINT1(定时器中断定时器中断)。 HPINT(主机接口中断主机接口中断)DMAC0DMAC5。 (2) 第二类是非屏蔽中断。这些中断是不能够屏蔽的，第二类是非屏蔽

55、中断。这些中断是不能够屏蔽的，C54x 对这一类中断总是响应，并从主程序转移到中断服务程对这一类中断总是响应，并从主程序转移到中断服务程 序。序。C54x DSP的非屏蔽中断包括所有的软件中断，以的非屏蔽中断包括所有的软件中断，以 及两个外部硬件中断：及两个外部硬件中断： (复位复位)和和 。 INT0INT3 RSNMI DSP技术-电子通信67 可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断 中断中断 可以用软件可以用软件 屏蔽中断屏蔽中断 或开放中断或开放中断 C54xC54x总是响应所有总是响应所有 软件中断和两个外软件中断和两个外 部硬件中断、部硬件中断、 （非屏蔽中断）（非屏蔽中断） R

56、S NMI DSP技术-电子通信68 非屏蔽中断：不能由用户用软件来屏蔽的中断。非屏蔽中断：不能由用户用软件来屏蔽的中断。 一旦有非屏蔽中断请求，一旦有非屏蔽中断请求，CPU必须予以响应。必须予以响应。 ：用于某些十分重要的事件发生，如：掉电；：用于某些十分重要的事件发生，如：掉电； 可屏蔽中断：用户根据需要可用软件开放或禁止中断。可屏蔽中断：用户根据需要可用软件开放或禁止中断。 软件指令控制，灵活方便。软件指令控制，灵活方便。 一般事件处理。一般事件处理。 DSP技术-电子通信69 中断处理一般过程：中断处理一般过程： 中断源请求中断；中断标志寄存器中断源请求中断；中断标志寄存器(IFR)

57、CPU响应中断；预定义条件的满足响应中断；预定义条件的满足 保护现场；保护现场； 转中断服务；转中断服务； 恢复现场；恢复现场； 中断返回；中断返回； DSP技术-电子通信70 1. 中断标志寄存器（中断标志寄存器（IFR） 当一个中断出现的时候，当一个中断出现的时候，IFR中相应的中断标志位中相应的中断标志位 置置1，直到中断得到处理为止。，直到中断得到处理为止。 共共14个有效标志位（可屏蔽中断）：个有效标志位（可屏蔽中断）： 外部中断外部中断4个（个（INT0-INT3） 定时器中断定时器中断2个（个（TINT0-TINT1） 串口定时器串口定时器4个（两发个（两发/两收）两收） DMA

58、中断中断3个（个（DMAC0. 4. 5） HPI中断中断1个个 ； DSP技术-电子通信71 2. 中断屏蔽寄存器（中断屏蔽寄存器（IMR） 是一个存储器映像的是一个存储器映像的CPU寄存器，主要用来屏蔽外部寄存器，主要用来屏蔽外部 和内部中断和内部中断 共共14个有效位（与个有效位（与IFR对应）对应） （2） 当当IMRi=0 屏蔽该中断；屏蔽该中断； IMRi =1 不屏蔽该中断不屏蔽该中断 DSP技术-电子通信72 3. 中断方式控制位（中断方式控制位（INTM） 说明：说明：a) INTM是是CPU状态寄存器状态寄存器ST1中的中的1位（第位（第11位）位） b) 功能：功能： 开

59、放所有可屏蔽中断 关闭所有可屏蔽中断 0 1 c) 操作：操作： ;/ 0 / 1 INTMRSBX RETE INTMSSBX 软件清零： ；指令执行后自动清中断服务程序中的 清零 软件置位： ，将不影响其它中断中断响应后，会自动置 置位 d) 该控制位不影响不可屏蔽中断该控制位不影响不可屏蔽中断 RS ， NMI。 e) 该控制位不能用存储操作命令设置。该控制位不能用存储操作命令设置。 DSP技术-电子通信73 接收、应答及处理中断接收、应答及处理中断 1. 接收中断请求接收中断请求 产生一个中断请求时，产生一个中断请求时，IFR中相应的中断标志位被中相应的中断标志位被 置位。不管中断是否

60、被处理器应答，该标志位都会被置置位。不管中断是否被处理器应答，该标志位都会被置 位。当相应的中断响应后，该标志位自动被清除。一个位。当相应的中断响应后，该标志位自动被清除。一个 中断由硬件器件或软件指令请求。中断由硬件器件或软件指令请求。 (1) 硬件中断请求硬件中断请求 硬件中断有外部和内部两种。硬件中断有外部和内部两种。 30INTINT HPIDMA 外部中断： 等、行口、片内外设：定时器、串 DSP技术-电子通信74 (2) 软件中断请求软件中断请求 软件中断由程序中的指令软件中断由程序中的指令INTR、TRAP和和 RESET产生。产生。 注：注： PC=中断向量地址指针中断向量地址