基于DSP芯片实现异步串行通信系统的软硬件设计

作者：齐崇英，陈西宏，苏红潮

1 引言

TMS320C3x DSP是目前国内应用比较广泛的DSP芯片之一，它提供了可与外部串行设备通信的串行接口，支持8/16/24/32位数据交换，为设计A/D、D/A接口电路提供了很大的灵活性。然而，当DSP系统和PC机进行通信时，如何设计合理的接口电路和通信软件，将DSP处理后的数据实时准确地传输给PC机，同时使PC机实时有效地控制DSP，成为DSP系统设计中的重要一环。本文采用异步串行通信（Universal Asychronous Receiverand Transmitter，UART），较好地解决了DSP和PC机通信这一问题。

2 TMS320C3x简介

TMS320C3x（以下简称C3x）是TI（TexasInstruments）公司生产的第三代产品，也是第一代浮点DSP芯片，包括C30、C31、C32和C33四种，是TMS320系列中性能价格比较高的一种浮点DSP芯片，具有32位的浮点精度，总共有三套总线，即程序总线、数据总线和DMA总线，取指、读写数据以及DMA操作可并行进行，可以寻址16M字的空间。其中C31是C30的简化和改进型，它去掉了扩展总线和一个串口，降低了芯片的成本，并且在硬件上增加了一个非常有用的功能，即程序引导功能（Bootloader），使其程序可以从低速EPROM、PROM或串行口装入到系统的高速RAM中全速运行 。C32和C33是C31的进一步简化和改进，其中C32片内RAM减为512字，以降低成本。C33片内RAM为34K ，需3．3V电源。

3 DSP系统结构框图

图1为整个DSP系统的硬件框图。

其中，TLC32044是TI公司生产的话带模数接口芯片（简称AIC）TLC32040系列中的一种，它集A/D、D/A于一体，具有两个模拟输入口和一个模拟输出口，最高采样频率为19．2kHz。MC6850为Motorola公司生产的异步串行接口芯片（UART），它可以进行8位或9位数据的发送和接收，并可选择÷1、÷16、÷64三种不同的时钟模式。DSP通过对MC6850的控制寄存器初始化来设置异步通信协议，然后MC6850对DSP的并行数据和PC机的串行数据按照协议进行并串转换。MAX232芯片进行TTL电平和RS－232电平之间的转换。外部信号经A/D转换进入DSP，DSP对其进行处理后，经UART送入PC机，由PC机对数据进行处理和存储。同时，PC机将控制信号或待发数据经UART送入DSP，对DSP实施控制或经DSP处理后送入D/A，经低通滤波后还原为模拟信号。

4 DSP系统通信软件

传输时，发送双方应按照共同遵循的协议进行初始化。通信协议采用起止式异步通信协议，下面分别是DSP对MC6850和上层PC机软件对串行口初始化操作的源程序代码。

4．1 MC6850异步串口通信程序设计

加电之后，6850处于闭锁状态，以避免输出错误的发送。使用前，必须通过程序将控制寄存器的CR0和CR1置“1”，以进行主复位，使其从闭锁状态释放。然后就可以对控制寄存器编程，以确定6850的时钟分频、数据格式和发送与接收控制功能等。以下是在Code Composer集成开发环境下，用C语言实现对6850的初始化设置和发送数据程序。

4．2PC机通信程序设计

在VC＋＋6．0环境下，利用PC机进行串口通信的常用方法有两种：（1）调用Windows API（Application Program Interface）函数；（2）使用ActiveX的MSComm控件。第一种方法需声明及调用许多API函数，十分烦琐。故本文采用第二种方法。

PC机通信的具体实现过程如下：

第一步，启动VC＋＋6．0，新建一个基于对话框的应用程序TxRx。

第二步，在对话框中插入串口控件，增加新的静态文本、编辑框和按钮控件，并为它们添加相应的变量。其属性如下：

其次，需要初始化串口参数，在OnInitiDialog（）函数中TODO语句后加入以下代码：

//先预读缓冲区以清除残留数据

接着，为发送按钮IDC-TRSMITT添加消息处理函数OnTransmitt（），内容如下：

下面举例说明如何在Transmitt（）函数中实现发送一帧数据。

5 结束语

以上是DSP与PC机之间异步串行通信的软硬件解决方案，目前此方案已应用于短波通信智能终端数据传输系统中，运行稳定，通信性能良好，较好地解决了DSP和PC机的通信问题。