MCU與DSP的SPI通信技術詳解[2]

2407A是TI公司為滿足工業(yè)控制應用，尤其是電機控制而設計的。把一個高性能的 DSP核和許多外圍設備集成到單片內。2407A的40 MIPS的處理速度可以滿足快速地處理大量數據和算法的需要。

2407A具有豐富的外設模塊： 3K字的Flash程序存儲器、1.5K字的數據/程序RAM、544字雙口RAM（DARAM）和2K字的單口RAM（SARAM）、2個事件管理器EVA和EVB、16通道輸入的A/D轉換器，具有看門狗定時器 模塊（WDT）、串行通信接口（SCI）、16位的串行外設接口模塊（SPI）、控制器局域網絡（CAN）2.0B模塊、基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生器、高達40個可單獨編程或復用的通用輸入/輸出引腳、5個外部中斷。由此可 以看出，2407A確實有著很強的實時處理能力，不失為高性能伺服驅動控制的理想器件之一[3]。

SPI通信設備在硬件連接上只需要將主機的發(fā)送與從機的接收相連，將主機的接收與從機的發(fā)送相連，將主機產生的時鐘信號輸出至從機的時鐘引腳上。

單片機MSP430F149作為串行通信的主機， DSP 2407A則作為從機（slave）。其中，SPICLK為SPI時鐘引腳， SPISIMO為SPI從動輸入/主動輸出，SPISOMI為從動輸出/主動輸入，SPISTE為從動發(fā)送使能。

SPI通過一根時鐘引線將主機和從機同步，因此，它的串行數據交換不需要增加起始位、停止位等用于同步的格式位，直接將要傳送的數據寫入主機的SPI發(fā)送數據寄存器。這個寫入過程自動啟動主機的 發(fā)送過程，即在同步時鐘SPICLK的節(jié)拍下把SPITXBUF的內容一位一位地移到引腳SPISIMO;對于從機，同樣在SPICLK的節(jié)拍下將出現在引腳SPISIMO上的數據一位一位地移到從機的移位寄存器，當接收完 一個完整的數據塊后，設置中斷標志通知從機這個數據塊已接收完畢，并同時將移位寄存器接收到的內容復制到從機的SPI接收數據寄存器SPIRXBUF.可以看出，用戶編程只需在發(fā)送數據時寫數據到SPI 發(fā)送數據寄存器，在接收數據時讀SPI接收數據寄存器，其余的工作都由SPI模塊自動完成[4].

MSP430F149和DSP都允許用戶用C語言和匯編語言進行編程。系統(tǒng)中DSP對電機實現實時控制，對運行速度要求嚴格，所以程序采用匯編語言實現。MSP430實現按鍵顯示、數據管理和指令傳輸等功能，對運 行速度要求不高，所以采用C語言實現。

軟件設計的主要任務是：初始化相應的寄存器；單片機在相應的界面發(fā)送數據；DSP及時接收到達串口的數據，識別并保存數據。

兩個設備之間要實現相互通信，首先必須規(guī)定用以傳輸數據的協議。一般來說，主機發(fā)送命令和配置信息給從機，而從機則向主機發(fā)送反饋信息。系統(tǒng)主要實現的是單片機向DSP發(fā)送數據信息，單片機首 先發(fā)送指令數據表示主機發(fā)送數據的過程開始。如果發(fā)送的是0,則標志著該過程的開始。為了避免誤操作指令數據發(fā)送兩次，DSP接收的兩個數據都是0時進行相應的操作，否則重新傳輸指令數據。然后 把單片機需要傳輸的數據存放在一個數組里面依次傳送，比如要傳輸3個數據，則定義數組a[0]和a[1]存放指令數據，a[2]到a[4]存放需要傳送的數組。