通信管理論文范文

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第1篇

關(guān)鍵詞：VXD實時串口通信

引言

在微軟的視窗操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)核掌管所有的應(yīng)用程序，通過獨特的任務(wù)調(diào)度算法實現(xiàn)CPU的分時多任務(wù)處理方式。多任務(wù)處理對大多數(shù)用戶可能是件好事，但是對那些想把實時通信建立在Windows操作系統(tǒng)上的特殊用戶來說，操作界面的圖形化并不比MS-DOS的單任務(wù)更具吸引力。在視窗操作系統(tǒng)里可以進(jìn)行實時通信和控制碼？答案是：VXD技術(shù)可以幫我們在獲取友好的人機(jī)界面的同時還擁有很強(qiáng)的實時性。

1VXD技術(shù)解析

VXD技術(shù)可追溯到Windows3.1，它的引入就是要讓操作系統(tǒng)實現(xiàn)多工以及硬件資源的共享。為了支持多個MS-DOS任務(wù)同時執(zhí)行，Windows98讓每個MS-DOS應(yīng)用程序在各自的虛擬機(jī)（VM）上運行，各自互不相干；而所有的Widnows應(yīng)用程序卻都在一個虛擬機(jī)上運行。圖1所示的結(jié)構(gòu)框圖很好地說明了Windows98的整體架構(gòu)。

圖1中，由眾多的VXD組成系統(tǒng)級代碼處于最底層。其中，處于中心地位的是一名為VMM32的VXD，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理所有的VXDs。其它VXDs則通過消息機(jī)制（這個消息機(jī)制由VMM32.VXD來維護(hù)）彼此聯(lián)系。由所有VXDs開放出的服務(wù)接口（API）組成了一個服務(wù)網(wǎng)，它們彼此通過合作的方式，提供Windows98的系統(tǒng)底層驅(qū)動服務(wù)。

從以上Windows98系統(tǒng)架構(gòu)可以看出，要想在視窗平臺下獲取很強(qiáng)的實時性，僅靠提升應(yīng)用程序線程優(yōu)先級的方法是不夠的。因為Win32應(yīng)用程序代碼屬于Ring3級，而VXD代碼則屬于Ring0級；采用VXD撰寫的實時通信程序可以完全不受代碼限制，可以直接對硬件進(jìn)行操作。VXD的這個特點正是實時通信建立所必須的。

設(shè)計實時通信的VXD前，先解釋以下幾個問題：

①VMM32使用VPICD.VXD虛擬化每個硬件和軟件中斷。VMM32為每個虛擬機(jī)（VM）維護(hù)一個IDT結(jié)構(gòu)，當(dāng)中斷發(fā)生時，CPU先保護(hù)中斷現(xiàn)場，然后經(jīng)由當(dāng)前VM的IDT把這個中斷引導(dǎo)至相應(yīng)的中斷處理程式。

中斷的虛擬化，使我們有機(jī)會給每個中斷提供新的中斷處理函數(shù)，并可以讓多個硬件共享同一個中斷號。VPICD.VXD為我們提供這些服務(wù)。

②VMM有兩個調(diào)度器，用以在多個線程和VMs之間實現(xiàn)搶占式多工。主調(diào)度器負(fù)責(zé)選定下一個將被執(zhí)行的線程。這個選擇可以是一個，也可以是多個。然后，主調(diào)度器把選擇結(jié)果送給所謂的時間片調(diào)度器，并由后者完成各個應(yīng)用程序間的時間片分配。調(diào)度器也時應(yīng)用程序經(jīng)由呼叫Win32線程優(yōu)先調(diào)整API（如SetThreadPriority和SetPriorityClass等）做出回應(yīng)。當(dāng)中斷發(fā)生時，VMM32自動提升中斷處理函數(shù)所在VM之優(yōu)先級，保證中斷處理函數(shù)能及時被執(zhí)行。

③VXD和Win32應(yīng)用程序可直接通信。Win32應(yīng)用程序可通過一個系統(tǒng)API（DevicelOControl（…））來呼叫位于底層的VXD為其服務(wù)。在呼叫VXD前，首先必須調(diào)用CreatFile（…）這個API加載該VXD（如果該VXD是一個靜態(tài)VXD，則不用加載）。所有的呼叫動作其實都通過VMM32完成。VXD也可以通過消息方式和位于上層的Win32應(yīng)用程序通信。She11.VXD為所有希望以消息機(jī)制和Win32應(yīng)用程序通信的VXD提供了這一服務(wù)。

以上是編寫一個串口通信驅(qū)動需要的系統(tǒng)層面知識。對于Windows底層的了解。

2用VXD實現(xiàn)一個實時串口通信驅(qū)動

接下來用VXD技術(shù)實現(xiàn)一個實時串行通信的驅(qū)動。這個VXD是一個動態(tài)（Dynamic）VXD，當(dāng)它的服務(wù)被呼叫時，VMM32會動態(tài)加載這個VXD。作者采用的工具是C+98DDK。當(dāng)然也可以使用其它的工具，如MASM6.11（或更高版本）、VtoolsD。用C搭配DDK完成VXD構(gòu)建的好處是，可以使用C語言完成絕大部分的程序，程序比較容易閱讀和維護(hù)。

用C來實現(xiàn)一個VXD驅(qū)動，需要準(zhǔn)備如下條件：一個.ASM的匯編語言接口文件（在其中定義VXD要處理的系統(tǒng)消息和輸出API），一個.C的函數(shù)實現(xiàn)文件（在其中完成自己函數(shù)實體），一個.DEF的定義文件（在其中定義VXD中各個段的別名并匯成一個DDB）和一個.MAK檔（用來編譯并連接生成VXD，可有可無）。在這里，僅給出用C實現(xiàn)的函數(shù)檔。至于其它的文件，可以從本文所列的參考書目或其它文獻(xiàn)中找到相關(guān)文檔的說明。

這個串口通信驅(qū)動程序的功能是：實時送出一個Byte的數(shù)據(jù)，實時接收一個Byte的數(shù)據(jù)。作為演示之用，并沒有加入其它代碼。該VXD驅(qū)動主要由如下3個系統(tǒng)消息（由VMM32來維護(hù)和管理）處理函數(shù)組成，其代碼如下：

（1）OnSysDynamicDeviceInit()函數(shù)

BOOLOnSysDynamicDeviceInit()

{//OnSysDynamicDeviceInit

irqhandle=VPICD_Virtualize_IRQ((DWORD)(&irq4))；

if(irqhandle==0){

returnFALSE;

}

returnTRUE;//OnSysDynamicDeviceInit

}

該函數(shù)用來完成VXD初始化所做的工作。在本例中，由于實時監(jiān)視串口中斷的需要，要給COM1的中斷安裝一個自定義的斷服務(wù)函數(shù)。98DDK已經(jīng)提供了這個函數(shù)的C語言版，其原型是HIRQstaticVPICD_Virtualize_IRQ（PVIDpvid）,在vpicd.h中。該函數(shù)需要一個指針作為參數(shù)（指向名為VPICD_IRQ_Descriptor的結(jié)構(gòu)體），函數(shù)傳回一個指向該虛擬IRQ的句柄（該句柄在后來的VPICD服務(wù)中需要提供）。VPICD_IRQ_Descriptor結(jié)構(gòu)體的組成為：

typedefstructVPICD_IRQ_Descriptor{

USHORTVID_IRQ_Number;//IRQ號（0～15）

USHORTVID_Options;//標(biāo)志位選項

ULONGVID_Hw_Int_Proc;//硬件中斷服務(wù)程序的地址

ULONGVID_Virt_Int_Proc;//虛擬中斷服務(wù)程序

ULONGVID_Mask_Change_Proc//MaskChange調(diào)用例程

ULONGVID_IRET_Proc；//IRET調(diào)用例程

ULONGVID_IRET_Time_Out；//在Vm的進(jìn)程優(yōu)先級提升之前的最大等待時間

ULONGVID_Hw_Int_Ref；//硬件中斷服務(wù)程序的數(shù)據(jù)存放地址

}VID；

其中只用到三位。在本例中需要聲明一個名為irq4的全局變量為VID結(jié)構(gòu)，并付給如下初值：VIDirq4={4,0,hwproc,0,0,0,0,500,0}，表示將要虛擬化IRQ4，改變其中斷處理函數(shù)為voidhwproc(void),該函數(shù)的原型如下：

voidhwproc(void){

_asm{

movdx,0x3f8

inal,dx

movbyteptr[readin],al

clc

}

return;

}

在這個中斷處理中，僅僅從COM1的數(shù)據(jù)寄存器（地址為3F8h）中讀取接收到的數(shù)值，并把該數(shù)值存放在一個類型為BYTE、名為readin的內(nèi)存中。

（2）OnSysDynamicDeviceExit()函數(shù)

BOOLOnSysDynamicDeviceExit()

{

VPICD_Force_Default_Behavior(irqhandle);

//解除IRQ4虛擬化

returnTRUE;

}//OnSysDynamicDeviceExit

該數(shù)提供了用于善后處理VXD在卸載時需要完成的事件。在本例中，和VXD初始化對應(yīng)，需要解除對COM1的中斷IRQ4的虛擬化。作者也是用98DDK在vpicd.h中提供的外包函數(shù)voidstatic_inlineVPICD_Force_Default_Behavior(HIRQhirp)。該函數(shù)唯一需要的參數(shù)便是使用VPICD_Virtualize_IRQ函數(shù)傳回的IRQ句柄。

（3）OnDeviceIoControl()函數(shù)

DWORDOnDeviceIoControl(PDIOCPARAMETERSp){

Switch(p->dwIoControlCode)

{

case1://端口寫功能

if(!p->lpvOutBuffer||p->cbOutBuffer<1)

{//輸出緩存的有效性檢查

returnERROR_INVALID_PARAMETER；

}

if(serial_out((DWORD)(p->lpvInBuffer)))

{//數(shù)據(jù)發(fā)送

*（BYTE*）（p->lpvOutBuffer）=*(BYTE*)(p->lpvInBuffer)；

}

else{

*(BYTE*)(p->lpvOutBuffer)=0;

}

open_int();//打開com1中斷

return0;

case2://端口讀功能

if(*(BYTE*)reading==0x00)

{//數(shù)據(jù)讀入

*（BYTE*）（p->lpvOutBuffer）=0x00;

return0;

}

*(BTYE*)(p->lpvOutBuffer)=*(BYTE*)（readin）;

return0;

}

return0;

}

return0;

}

OnDeviceIoControl函數(shù)用來處理Win32應(yīng)用程序?qū)XD的呼叫。Win32應(yīng)用程序的呼叫會讓VMM32送給該VXD一個系統(tǒng)信息，并傳遞進(jìn)一個DIOCPARAMETERS結(jié)構(gòu)的指針。該結(jié)構(gòu)里包含Win32應(yīng)用程序呼叫時傳遞進(jìn)來的各個參數(shù)。這個結(jié)構(gòu)的組成如下：

TypedefstunctDIOCParams{

DWORDInternall;//指向客戶寄存器的指針

DWORDVMHande；//該VM的句柄

DWORDInternal2；//指向DDB結(jié)構(gòu)的指針

DWORDdwIoConrolCode;//DeviceIoControl例程中呼叫的控制碼

DWODlpvInBuffer;//DeviceIoControl例程呼叫所傳遞進(jìn)來的輸入緩沖區(qū)地址

DWORDcbInBuffer;//輸入緩沖區(qū)的大小

DWORDlpvOutBuffer；//DeviceIoControl例程呼叫所傳遞進(jìn)來的輸出緩沖區(qū)地址

DWORDcbOutBuffer;//輸出緩沖區(qū)的大小

DWORDlpcbBytesReturned；//拷貝到輸出緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)（可以為NULL）

DWORDlpOverlapped；//DeviceIoControl例程呼叫所傳遞進(jìn)來的重疊I/O塊結(jié)構(gòu)

DWORDhDevice;//Ring3層呼叫應(yīng)用程序句柄

DWORDtagProcess;//例程標(biāo)簽

}

DIOPARAMETERS;

其中，dwIoControlCode指明了Win32應(yīng)用程序需要VXD提供的哪一項服務(wù)。在本例中采用一個switch-case語句作為服務(wù)入口，如下所示。其中服務(wù)1為讓串口送出一個字節(jié)，服務(wù)2為讀取一個已經(jīng)由串口接收的字節(jié)。函數(shù)open_int()是用來初始化串口以便接收字節(jié)數(shù)據(jù)；函數(shù)BOOLserial_out（DWORDpBuffer）是讓串口發(fā)出一個字節(jié)。它們的函數(shù)體分別如下：

BOOLserial_out(DWORDpBuffer){

if(pBuffer==NULL){

returnFALSE;

}

_asm{

pushfd

cli

pusheax

pushedx

movdx,0x3fb;設(shè)置COM1的波特率

moval,0x83

outdx,al

movdx,0x3f8

moval,12

outdx,al

movdx,0x3f9

moval,0

outdx,al

movdx,0x3fb;設(shè)置COM1的線控項

moval,3

outdx,al

movdx,0x3f9;CMM1關(guān)中斷

moval,0

outdx,al

movdx,0x3fa;關(guān)閉com1的FIFO功能

moval,0

outdx,al

movdx,0x3f8;字節(jié)發(fā)送

moval,byteptr[pBuffer]

outdx,al

popedx

popeax

popfd

sti

}

returnTRUE;

}

serial_out這個函數(shù)體的實現(xiàn)是用匯編語言實現(xiàn)的。因為涉及到很多的端口提供以及CPU的標(biāo)志（flag）和壓棧操作，因此考慮到用匯編語言編寫會簡化代碼。因為此串口傳輸中，用到了關(guān)閉中斷的指令（cli），所以，當(dāng)寫操作所要求完成的任務(wù)很多時，此關(guān)中斷指令會讓程序的實時性很好地體現(xiàn)出來，但cli指令有效時間過長會導(dǎo)致系統(tǒng)問題，所以還是要謹(jǐn)慎使用。

Voidopen_int(void){

_asm{

movdx,0x3f9;COM1開中斷

moval,0x05

outdx,al

}

return;

}

open_int函數(shù)用來把PC串口的中斷設(shè)備按照需要設(shè)立起來。函數(shù)體很簡單，僅改變了地址為3F9h的內(nèi)容，意為設(shè)置Rxdataready和Linestatus中斷位，以便讓CPU可以及時在COM1的中斷服務(wù)程序里讀取串口接收到的字節(jié)。

以上涉及到串口輸入和輸出的函數(shù)體實現(xiàn)代碼中，用到了PC16550UART的資料。

至此，一個可用于實時串口通信的VXD驅(qū)動程序已經(jīng)完成。由于篇幅所限，不能將其它必要的文檔一同提出來討論。

3Win32客戶測試程序

有了上述VXD驅(qū)動程序，還需要搭配一個Win32客戶程序來進(jìn)行測試。在網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充版中，給出一個筆者在VC6下編制的一個控制臺應(yīng)用程序片斷，以供參考。

現(xiàn)在編制VXD驅(qū)動還沒有一個集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。本文的驅(qū)動程序是用VC6.0自帶的編譯器編譯的。由于要編譯匯編文檔，所以還需要把一個MASM匯編器（要求6.0以上版本）及其相關(guān)文檔拷貝到VC6.0的vc98\u30446目錄下。

第2篇

關(guān)鍵詞：NRZHDB3單片機(jī)E1收發(fā)芯片DS2153Q

常用的NRZ碼不適合在高速長距離數(shù)據(jù)通信的信道中傳輸，因而選用了另外一種編碼—HDB3碼。HDB3碼是串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N重要編碼方式。和最常用的NRZ碼相比，HDB3具有很多優(yōu)點，例如：消除了NRZ碼的直流成分，具有時鐘恢復(fù)更好的抗干擾性能，這使它更適合于長距離信道傳輸。

E1信號選用HDB3編碼方式，速率2.048Mbps，可以在特性阻抗120Ω的RJ45平衡雙絞線上傳輸1.5km，能夠滿足大多數(shù)情況下數(shù)據(jù)的高速長距離傳輸。在數(shù)據(jù)速率小于2.048Mbps的高速速率時，可以通過插入額外數(shù)據(jù)比特提高數(shù)據(jù)數(shù)率。E1收發(fā)芯片DS2153Q完全符合E1信號標(biāo)準(zhǔn)，而且具備微控制器接口，大大提高了該芯片的可用性。

E1有成幀、成復(fù)幀與不成幀三種方式。在成幀的E1中，第0時隙用于傳輸幀同步數(shù)據(jù)，其余31個時隙可以用于傳輸有效數(shù)據(jù)；在成復(fù)幀的E1中，除了第0時時隙外，第16時隙是用于傳輸信令的，只有第1～15，第17～31共30個時隙可用于傳輸有效數(shù)據(jù)；而在不成幀的E1中，所有32個時隙都可用于傳輸有效數(shù)據(jù)。本文提出的NRZHDB3碼制轉(zhuǎn)換器的E1工作在不成幀方式，也就是說E1的32個時隙均用于傳輸有效數(shù)據(jù)。

1E1收發(fā)芯片DS2153Q簡述

DS2153Q是Dallas公司的T1/E1收發(fā)芯片，符合最新的E1線路標(biāo)準(zhǔn)，包括ITUG.703、G.704、G.706、G.823、I.431、ETSI300011、300233、TBR12和TBR13等，該芯片能完成NRZ和HDB3碼間的相互轉(zhuǎn)換，碼率可達(dá)2.048Mb/s，而且在片內(nèi)集成了接收NRZ碼的數(shù)據(jù)時將恢復(fù)電路，更有利于后級接收電路。片內(nèi)D/A能夠?qū)崿F(xiàn)G.703標(biāo)準(zhǔn)的輸出波形，適用于75Ω和120Ω特性阻抗的雙絞線，并且具有完善的數(shù)據(jù)流狀態(tài)監(jiān)測功能，可以實時指示數(shù)據(jù)流的傳輸狀況。

DS2153Q的微控制器接口使其可以很容易與單片機(jī)等MCU接口連接。其內(nèi)部的71個8位寄存器使用戶可以通過MCU對DS2135Q進(jìn)行功能配置和狀態(tài)監(jiān)測這些寄存器主要有接收控制寄存器、發(fā)送控制寄存器通用控制寄存器、中斷屏蔽寄存器和工作狀態(tài)寄存器圖1為DS2135Q的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

2碼制轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計

NRZ-DB3碼制轉(zhuǎn)換器為NRZ碼到HDB3碼和HDB3碼到NRZ碼的轉(zhuǎn)換，設(shè)計選用專用E1收到芯片DS2153Q和單片機(jī)AT89C51實現(xiàn)該碼制的轉(zhuǎn)換功能。該碼制轉(zhuǎn)換器把輸入的NRZ轉(zhuǎn)換為HDB3碼輸出，同時接收E1線路上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成HRZ碼，并恢復(fù)出數(shù)據(jù)時鐘，供后級數(shù)據(jù)接收單元使用。

AT89C51為Atmel公司的8位單片機(jī)，負(fù)責(zé)控制通信芯片DS2153Q的工作模式和狀態(tài)監(jiān)，使其完成NRZ碼到HDB3碼和HDB3碼到HRZ碼的轉(zhuǎn)換。同時，該單片機(jī)的電路還包括μP監(jiān)控電路IMP813L，用于提高碼制轉(zhuǎn)換器工作的抗干擾能力和可靠性。

圖2是該碼制轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)框圖。

DS2153Q的并行數(shù)據(jù)/地址線與單片機(jī)的P0口相連；片選信號選用單片機(jī)的P2.0；單片機(jī)的讀寫信號與DS2153Q的讀寫信號相連；同時，DS2153的兩個中斷申請線與單片機(jī)的INT0和INT1相連。這樣DS2153Q可以通過中斷的方式及時通知單片機(jī)自身的工作狀態(tài)。AT89C51與DS2153Q的電路連接圖如圖3所示，通過以上的硬連接，實現(xiàn)單片機(jī)對DS2153Q的控制和狀態(tài)監(jiān)控。

圖3AT89C51與DS2153Q電路連接圖

該碼制轉(zhuǎn)換器選用IMP813L作為μP監(jiān)控電路，實現(xiàn)可靠上電復(fù)位和看門狗控制。DS2153Q的時鐘信號是通過對單片機(jī)時鐘信號的二分頻來實現(xiàn)的。單片機(jī)選用16.384MHz的時鐘信號，使用74HC74二分頻后，得到8.192MHz的頻率信號作為DS2153Q輸入時鐘。

在DS2153Q的電路設(shè)計中，為了使其工作在不成幀方式，發(fā)送的數(shù)據(jù)全部從TSER引腳輸入，需要將引腳TLINK和TSER短接。發(fā)光二極管用于轉(zhuǎn)換器的工作指示，可以直觀判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是否正常。

該碼制轉(zhuǎn)換器使用特性阻抗120Ω的RJ45平衡雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，DS2153Q收發(fā)電路如圖4所示，傳輸變壓器輸入輸出匝數(shù)比為1：1.36。

3單片機(jī)控制程序設(shè)計

轉(zhuǎn)換器單片機(jī)控制程序包括兩部分：DS2153Q的功能配置和DS2153Q工作狀態(tài)監(jiān)控。DS2153Q的功能配置實現(xiàn)HDB3碼的正常動作；DS2153Q工作狀態(tài)監(jiān)控用來實時獲得當(dāng)前轉(zhuǎn)換器是否工作正常，并及時上報和指示。

3.1DS2153Q功能配置

轉(zhuǎn)換器上電后，首先由μP監(jiān)控電路進(jìn)行有效復(fù)位，保證單片機(jī)的正常初始化，一單片機(jī)即進(jìn)入通信芯片DS2153Q的配置過程。

①初始化測試寄存器，向相應(yīng)測試寄存器寫0即寫。

②進(jìn)行接收控制存器（RCR）的配置，包括接收幀模式、自動重同步使能、重同步準(zhǔn)則和接收動態(tài)存儲功能等，使DS2153Q接收單片工作在AutoResync、DisableElasticStore。

③進(jìn)行發(fā)送控制存器（TCR）的配置，包括發(fā)送幀模式、自動設(shè)置故障位和16位引腳的功能選擇等，使DS2153Q發(fā)送單元工作在E-bitsnotautomaticallysetinthetransmitdirection，并根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)換模式的不同設(shè)置16引腳的功能，0=ReceiveLossofSync(RLOS)、1=LossofTransmitClock(LOTC)。

④進(jìn)行通用控制存器（CCR）的配置，使能DS2153Q、HDB3碼的接收和發(fā)送、配置錯誤計數(shù)器更新時間、禁止動態(tài)存儲發(fā)送數(shù)據(jù)等。

⑤初始化中斷屏蔽寄存器，使能接收載波丟失、接收失步中斷、接收數(shù)據(jù)全0和全1中斷，使能發(fā)送時鐘丟失中斷，通過這些中斷使單片機(jī)可以及時得知DS2153Q的工作狀態(tài)，實現(xiàn)單片機(jī)對其的實施監(jiān)測。

⑥初始化傳輸線接口單元，向LIRST數(shù)據(jù)位寫0，然后寫1，使傳輸線接口進(jìn)入正常工作模式。

⑦初始化傳輸線接口控制寄存器，包括傳輸波形選擇、接收均衡器增益選擇、抗抖動抑器選擇等。

單片機(jī)控制流程如圖5所示。

下面是DS2153Q的功能配置程序（部分）。

；*****************************************************；

MOVA，02H

MOVDPTR，#RCR1

MOVX@DPTR，A；寫寄存器RCR1，使能自動重新同步

NOP

MOVA，#04H

MOVDPTR，#RCR2

MOVX@DPTR，A；寫寄存器RCR2，禁止彈性存儲功能

NOP

MOVA，#41H

MOVDPTR，#TCR1

MOVX@DPTR，A；寫寄存器TCR1，TSYNC為輸出方式

NOP

MOVA，#0F9H

MOVDPTR，#TCR2

MOVX@DPTR，A；寫寄存器TCR2，E數(shù)據(jù)位禁止自動置位

NOP

MOVA，#44H

MOVDPTR，#CCR1

MOVX@DPTR，A；寫寄存器CCR1，允許接收和發(fā)

NOP；HDB3碼

NOVA，#00H

MOVDPTR，#CCR2

MOVX@DPTR，A；寫寄存器CCR2，配置錯誤計數(shù)寄存器

NOP

；********************************************************

3.2DS2153Q狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計

在完成DS2153Q的寄存器配置后，單片機(jī)即進(jìn)入傳輸狀態(tài)監(jiān)測程序，實時監(jiān)控DS2153Q的工作正常與否，包括狀態(tài)寄存器的讀取和DS2153Q中斷的響應(yīng)，并從中判斷故障、及時通報。

（1）發(fā)送狀態(tài)監(jiān)控

DS2153Q的發(fā)送狀態(tài)監(jiān)控是通過單片機(jī)的INT1來實現(xiàn)的。當(dāng)狀態(tài)寄存器的發(fā)送狀態(tài)位置1，則DS2153Q產(chǎn)生中斷，片機(jī)響應(yīng)該中斷來讀取當(dāng)前狀態(tài)寄存器的故障位。當(dāng)讀取完畢后，需要向該狀態(tài)寄存器特定狀態(tài)位寫1，保證以后的故障可以正確置位。

下面給出了NRZ發(fā)送時鐘丟失故障的狀態(tài)監(jiān)控程序（中斷1處理程序）。

MOVDPTR，#SR2；讀DS2153Q狀態(tài)寄存器2

NOP

MOVXA，@DPTR

ANLA，#04H

JNZERROR

SJMPFAVER

ERROR：SETBERR_SR

SJMPLOCKE

FAVER：CLRERR_SR

LOCKE：JNBERR_SR，WORK；判斷發(fā)送數(shù)據(jù)時鐘丟失與否

SETBP1.0；故障，工作指示二極管滅

SJMPEVER

WORK：CLRP1.0；正常，工作指示二極管亮

EVER：MOVDPTR，#SR2

MOVA，#04H

MOVX@DPTR，A

RETI

（2）接收狀態(tài)監(jiān)控

DS2153Q的接收狀態(tài)監(jiān)控是通過單片機(jī)的INT0來實現(xiàn)的。當(dāng)狀態(tài)寄存器的發(fā)送狀態(tài)位置1，則DS2153Q產(chǎn)生中斷，單片機(jī)響應(yīng)該中斷來讀取當(dāng)前狀態(tài)寄存器的故障位。當(dāng)讀取完畢后，需要向該狀態(tài)寄存器的特定狀態(tài)位寫1，保證以后的故障可以正確置位。

下面給出了HDB3碼接收載波丟失故障的狀態(tài)監(jiān)控程序（中斷0處理程序）。

MOVDPTR，#SR1；讀DS2153Q狀態(tài)寄存器21

NOP

MOVXA，@DPTR

ANLA，#02H

JNZERROR

SJMPFAVER

EPPOR：SETBERR_SR

SJMPLOCKE

FAVER：CLRERR_SR

LOCKE：JNBERR_SR，WORK；判斷接收載波丟失與否

SETBP1.0；故障，工作指示二極管滅

SJMPEVER

WORK：CLRP1.0；正常，工作指示二極管亮

EVER：MOVDPTR，#SR1

MOVA，#02H

MOVX@DPTR，A

RETI

第3篇

關(guān)鍵詞：多通道緩沖串行口McBSPTMS320C5402μPD780308SPIDSP

1引言

隨著信息技術(shù)革命的深入和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，DSP技術(shù)也正以極快的速度被應(yīng)用到科技和國民經(jīng)濟(jì)的各信領(lǐng)域。在很多工程開發(fā)設(shè)計中，由于要求實現(xiàn)單片DSP與單片DSP、多片DSP芯片以及及其它處理芯片之間的通信，因此，怎樣更高效、更便捷的實現(xiàn)這些通信，已成為廣大DSP應(yīng)用者首先要解決的一個問題。

本文根據(jù)筆者在工程應(yīng)用和調(diào)試方面用TI的DSPTMS320C5402與NEC的μPD780308單片機(jī)進(jìn)行通信的經(jīng)驗，介紹并討論了將TMS320C5402DSP的多通道緩沖串行口McBSP（Multi-channelBufferedSerialPort）配置為SPI模式（即時鐘停止模式），從而實現(xiàn)DSP與其它單片處理器之間的通信設(shè)計方法同時給出了實現(xiàn)方法的部分程序代碼。

2多通道緩沖串行口McBSP

多通道緩沖串行口McBSP的功能是提供器件內(nèi)外數(shù)據(jù)的串行交換。同以前的串口相比，McBSP串口具有相當(dāng)大的靈活性。表1給出了有關(guān)TMS320C5402的McBSP管腳說明。其中串口接收、發(fā)送時鐘和同步幀信號既可由外部設(shè)備提供，又可由內(nèi)部時鐘發(fā)生器提供，從而大大的提高了通信的靈活性。

表1TMS320C5402的有關(guān)McBSP管腳說明

管腳說明說明

DR數(shù)據(jù)輸入端

DX數(shù)據(jù)輸出端

CLKR接收數(shù)據(jù)位時鐘

CLKX發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘

FSR接收數(shù)據(jù)幀時鐘

FSX發(fā)送數(shù)據(jù)幀時鐘

CLKS外部提供的采樣率發(fā)生器時鐘源

3SPI協(xié)議中的McBSP時鐘停止模式

SPI協(xié)議是以主從方式工作的，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，其接口包括以下四種信號：

（1）串行數(shù)據(jù)輸入（也稱為主進(jìn)從出，或MISO）；

（2）串行數(shù)據(jù)輸出（也稱為主出從進(jìn)，或MOSI）；

（3）串行移位時鐘（也稱為SCK）；

（4）從使能信號（也稱為SS）。

圖1為設(shè)備的SPI接口示意圖。該接口在工作時，主設(shè)備通過提供移位時鐘和從使能信號來控制信息的流動。從使能信號是一個可選的高低電平，它可以激活從設(shè)備（在沒有時鐘提供的情況下）的串行輸入和輸出。在沒有專門的從使能信號的情況下，主從設(shè)備之間的通信則由移位時鐘的有無來決定，在這種連接方式下，從設(shè)備必須自始至終保持激活狀態(tài)，而且從設(shè)備只能是一個，不能為多個。

TMS320C5402提供的時鐘停止模式可用于SPI協(xié)議通信，當(dāng)McBSP被配置為時鐘停止模式時，發(fā)送器和接收器在內(nèi)部是同步的，即可將發(fā)送數(shù)據(jù)幀時鐘（FSX）用作從使能（即SS），而將發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘（CLKX）用作SPI協(xié)議中SCK。由于收數(shù)據(jù)位時鐘（CLKR）和接收數(shù)據(jù)幀時鐘（FSR）在內(nèi)部與FSX和CLKX是相連的，因此，該管腳不能用于SPI模式。

當(dāng)McBSP被配置為一個主設(shè)備時，傳送輸出信號(BDX)被用作SPI協(xié)議的MOSI信號，而接收輸入信號（BDR）則被用作MISO信號。圖2所示為McBSP用作主設(shè)備時的SPI接口示意圖。

同樣地，當(dāng)McBSP被配置為一個從設(shè)備時，BDX被用作MISO信號，BDR則被用作MOSI信號。圖3為McBSP用作從設(shè)備的SPI接口示意圖。

當(dāng)TMS320C5402的McBSP被用于時鐘停止模式時，寄存器SPCR1的CLKSTP位域和引腳配置寄存器的CLKXP位的配置如表2所列。

表2時鐘停止模式配置

CLKSTPCLKXP說明

0XX不可用時鐘停止模式。時鐘被激活用于非SPI模式

100時鐘開始于上升沿（無延遲）

110時鐘開始于上升沿（有延遲）

101時鐘開始于下降沿（無延遲）

111時鐘開始于下降沿（有延遲）

4其它有關(guān)寄存器的配置

為了更好地掌握和了解McBSP作為SPI設(shè)備時的有關(guān)寄存器配置，現(xiàn)以McBSP作為SPI從設(shè)備來介紹有關(guān)McBSP的其它有關(guān)寄存器的配置，若McBSP做為SPI主設(shè)備，則相關(guān)配置正好相反。當(dāng)McBSP作為SPI從設(shè)備時，主設(shè)備外部產(chǎn)生主時鐘。CLKX引腳和FSX引腳必須被設(shè)置為輸入。由于CLKX引腳和CLKR信號在內(nèi)部相連接，因而傳送和接收回路均由外部主時鐘計時（CLKX）。同時，由于FSX引腳和FSR信號也已在內(nèi)部連接，因此，CLKR引腳和FSR引腳不再需要外部信號的連接。

盡管CLKX信號由主設(shè)備外部產(chǎn)生且與McBSP同步，但是，McBSP的采樣率發(fā)生器仍然必須正確啟動SPI從設(shè)備，同時，采樣率發(fā)生器還應(yīng)被設(shè)置為最大速率（CPU時鐘速率的一半）。另外，內(nèi)部采樣率時鐘常被用來同步McBSP邏輯和外部主時鐘以及從使能信號。每次傳送時，McBSP一般在從使能信號的上升沿進(jìn)行FSX輸入。也就是說，在每次傳送的開始，主設(shè)備必須維護(hù)使能信號，而在每次傳送完成后，則必須消除從使能信號。在兩次傳送之間，從使能信號不能一直保持為高電平。對正確的SPI從設(shè)備而言，McBSP的數(shù)據(jù)延遲參數(shù)必須設(shè)置為0，在這種運行模式中，設(shè)置值為1或2沒有定義。配置McBSP為從設(shè)備所需的寄存器位值如表3所列。

表3SPI操作模式下的寄存器位值表

位域值功能描述寄存器

CLKXM0配置BCLKX引腳為輸入PCR

CLKSM1由CPU時鐘產(chǎn)生的采樣率時鐘SRGR2

CLKGDV1為采樣率時鐘選擇2的劃分因素SRGR1

FSXM0配置BFSX引腳為輸入PCR

FSGM0對每個包傳送，BFSX信號被激活SRGR2

FSXP1配置BFSX引腳為活動低電平PCR

XDATDLY0為SPI從設(shè)備運行，必須為0XCR2

RDATDLY0為SPI從設(shè)備運行，必須為0RCR2

5程序設(shè)計

下面是有關(guān)TMS320C5402器件的McBSP各個控制寄存器的配置，該配置程序筆者在實踐中已經(jīng)過測試，并已成功運用在了某工程設(shè)計中。

VoidMcBSP1_Config(void)

{

offlset=0x0000;

SPCR11=0x1800;；配置串口時鐘停止模式CLKSTP=10

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0222;

offlset=0x0005;

SRGR11=0x00FA;

offlset=0x0007;

SRGR21=0xa00F;

offlset=0x0002;

RCR11=0x0040;；接收一幀含一字，一字含16位

offlset=0x0003;

RCR21=0x0044；接收數(shù)據(jù)無延遲RDATDLY=00

offlset=0x0004;

XCR11=0x0040;;發(fā)送一幀含一字，一字含16位

offlset=0x0005;

XCR21=0x0044;;發(fā)送數(shù)據(jù)無延遲XDATDLY=00

offlset=0x000E;

PCR1=0x000;；發(fā)送時鐘由外部時鐘驅(qū)動，CLKX為輸入腳CLKX=0,發(fā)送時鐘極性CLKXP=0，發(fā)送幀同步極性FSXP=1

offlset=0x0008；

MCR11=0x0001；

offlset=0x0009；

MCR21=0x0001；

offlset=0x000C;

XCERA1=0x0003;

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0262;

offlset=0x0001;

SPCR21=0x0263;

offlset=0x0000;

SPCR11=0x1801;；接收器有效

offlset=0x0001;

SPCR21=0x02e3；；發(fā)送器有效

Return；

}