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13.2.1 McBSP的功能特点 TMS320VC5410是TI生产的第二代低功耗TMS320C5000系列定点数字信号处理器，它提供了三个高速、全双工、多通道缓存串行口（McBSP），每个串行口可以支持128通道，速度达每秒100兆位。McBSP是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展，因此它具有与标准串行接口相同的基本功能： 1) 全双工通讯； 2) 拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器，允许连续数据流传输； 3) 为数据发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号； 4) 能够与工业标准的解码器、模拟接口芯片（AICs）和其它串行A/D和D/A设备直接连接； 5) 支持外部移位时钟或内部、频率可编程移位时钟 此外，McBSP还具有以下特殊功能： 1) 可以与IOM-2兼容设备、SPI兼容设备、AC97兼容设备等设备直接连接； 2) 支持多通道发送和接收，每个串行口最多支持128通道； 3) 串行字长度可选，包括8、12、16、20、24和32位； 4) 支持μ-Law和A-Law数据压缩扩展； 5) 进行8位数据传输时，可以选择LSB或MSB为起始位； 6) 帧同步脉冲和时钟信号的极性可编程； 7) 内部时钟和帧同步脉冲的产生可编程，具有相当大的灵活性。 13.2.2 McBSP寄存器的访问 TMS320VC5410包含三组多通道缓存串行口，每组多通道缓存串行口有23个寄存器与之相关，除RBR[1,2]、RSR[1,2]、XSR[1,2]之外，其中15个寄存器是可寻址寄存器。由于数据页0的存储空间限制，有些寄存器必须通过子地址寻址方式来访问。SPSA_x是子地址寄存器，欲访问指定的寄存器，只要把相应的子地址写入SPSA_x就可以了。表13-3列出了McBSP的子地址寄存器。 表13-3 McBSP子地址寄存器  假如要对McBSP1的发送控制寄存器2（XCR2_1）进行设置。首先，将子地址0x0005写入子地址寄存器（SPSA_1），与此同时，存储单元0x0049就映射为发送控制寄存器2（XCR2_1）。然后，对存储单元0x0049的读写操作，就相当于对发送控制寄存器2（XCR2_1）进行操作。 例：设置McBSP1的发送控制寄存器2（XCR2_1） XCR2_1 .set 05h ; 发送控制寄存器2的子地址 SPSA_1 .set 48h ; 串行口1的子地址寄存器地址 REG_1 .set 49h ; 存储单元0x0049，在此被映射为发送控制寄存器2 ; 将发送控制寄存器2的子地址写入子地址寄存器（SPSA_1） STM #XCR2_1,SPSA_1 ; 将控制字0041h写入存储单元0x0049 STM #0041h, REG_1 13.2.3 McBSP的SPI接口设计 McBSP的时钟停止模式与SPI协议兼容。当McBSP处于时钟停止模式时，发送器和接收器是内部同步的，因此可以将McBSP作为SPI主设备或从设备。当设置McBSP为主设备时，发送端输出信号（BDX）就作为SPI协议的MOSI信号，接收端输入信号（BDR）就作为SPI协议的MISO信号。发送帧同步脉冲信号（BFSX）作为从设备片选信号（ ），而发送时钟信号（BCLKX）就与SPI协议的串行时钟信号（SCK）相对应。由于接收时钟信号（BCLKR）和接收帧同步脉冲信号（BFSR）与发送端的相应部分（BCLKX和BFSX）在内部相互连接，因此这些信号不用于时钟停止模式。McBSP设置为主设备时，SPI协议连接如图13-6所示。  图13-6 McBSP设置为主设备 13.2.4 McBSP接口举例 1．高精度数模转换器MAX541 MAX541是16位串行输入、电压输出数模转换器,＋5V单电源供电。DAC输出非缓冲，因此只有0.3mA的低供电电流和1LSB的低漂移误差。DAC输出范围为0V至 。MAX541采用3线串行接口，兼容于SPI?/QSPI?/MICROWIRE?等串行通讯协议。MAX541最高可以获得500K（采样点／秒）的通过率，基本上满足大多数应用的要求。MAX541采用8引脚DIP或SO封装，MAX541各引脚描述如表13-4。 表13-4 MAX541引脚说明   2. McBSP与MAX541的接口电路 图13-7所示为TMS320VC5410与MAX541的接口电路。  图13-7 TMS320VC5410与MAX541的接口电路 为使MAX541获得高分辨率和高精度，可以由MAX873提供高精度的+2.5V低阻抗基准电压源。为了消除高频和低频干扰，必须在REF引脚与模拟地之间接入退耦电容。由于MAX541的数字输入DIN与TTL/CMOS逻辑电平兼容，因此可以与TMS320VC5410的串行输出BDX直接连接。此外，必须严格隔离模拟地AGND和数字地DGND，最后在MAX541的AGND引脚上将模拟地和数字地连接在一起，构成星形的地线系统。在MAX541的输出端接入电压跟随型运算放大器MAX495。表13-5是数字输入代码与模拟输出电压之间的对应关系。 表13-5 MAX541单极性接口  DSP的发送帧同步脉冲信号（BFSX）作为MAX541的片选信号（  ），而发送时钟信号（BCLKX）作为MAX541的串行时钟输入。MAX541的三线接口电路时序图，如图13-8所示。 图13-8 MAX541的接口电路时序图 如上图所示，在片选信号 由高电平转变为低电平的同时，串行数据按照从最高有效位到最低有效位的顺序，在串行时钟的每个上升沿逐位移入片内的输入寄存器。 3．软件设计 下面通过产生一个锯齿波的例子来说明TMS320VC5410与MAX541之间的软件设计。 当McBSP作为SPI通讯的主设备，由它为从设备提供时钟信号，并控制数据的传输过程。CLKX引脚上的时钟信号必须在数据包传输器件使能，当没有数据包传输时，时钟信号根据所采用的极性保持高电平或者低电平。通常，通过McBSP的采样率发生器产生10MHz时钟信号，由BCLKX引脚输出，作为MAX541的串行时钟输入信号。McBSP利用BFSX引脚为MAX541提供片选信号，因此必须正确设置帧脉冲发生器，使之在每个数据包传输期间产生帧同步脉冲，即在数据包传输的第一位转变为有效状态(在本例中为低电平有效，取决于MAX541的片选信号 ) ，然后维持有效状态直到数据包发送完毕。此外，根据SPI传输协议，必须正确设置数据发送延迟时间(XDATDLY=01b)，由图13-8可知，在帧同步脉冲有效之后，大约延迟了一个时钟周期才进行串行数据的发送。根据图13-8所示的时序图，为McBSP选择一种合适的时钟方案，即设置McBSP的时钟停止模式。在本例中采用时钟停止模式3(CLKSTP=10b、CLKXP=1)，其时钟方案如图13-9所示。  图13-9 时钟停止模式3(CLKSTP=10b、CLKXP=1) 表13-6列出了一些与SPI设置相关的寄存器位。 表13-6 与SPI设置相关的一些寄存器位  程序首次初始化TMS320VC5410，使数据页指针（DP）为0，并且禁止中断。由于TMS320VC5410外接10Hz的时钟频率发生器，通过锁相环电路倍频至100MHz。接着对初始化 TMS320VC5410的多通道缓存串行口McBSP。最后，响应XRDY中断发送数据。 .width 80 .length 100 .title "transmit.asm" .mmregs .def START .def BSPR0 .def BSPX0 .include "periphral.asm" .text START: ; 初始化DSP STM #00E0h,PMST ; IPTR=000000001b,MP/MC=1,OVLY=1,DROM=0 LD #0,DP LD #0,ARP SSBX INTM ; 禁止所有可屏蔽中断 STM #0FFFFh,IFR ; 清除所有中断标志 STM #0020h,IMR ; 允许BSPX0 中断 STM #0010h,TCR ; 关闭DSP计时器，以便降低功耗 ; 锁相环(PLL)倍频*10->CLKOUT:100MHz STM #1001000110000111b,CLKMD Tststatus: LDM CLKMD,A AND #01h,A BC Tststatus,AEQ STM #1001000110000111b,CLKMD ; 初始化McBSP STM SPCR1_1,SPSA_1 STM #1000h,REG_1 ; CLKSTP=10(选择SPI 时钟停止模式3) STM SPCR2_1,SPSA_1 STM #0000h,REG_1 ; 置McBSP于复位态时，以便对控制寄存器进行设置 STM PCR_1,SPSA_1 STM #0A0Fh,REG_1 ; CLKX->CLKR, FSX->FSR, DX->DR ; FSXM=1(输出),CLKXM=1(输出),FSXP=1(低电平有效) ; CLKXP=1 (在CLKX的下降沿发送数据) STM RCR1_1,SPSA_1 STM #0040h,REG_1 ; 每帧1个字，每个字16位 STM RCR2_1,SPSA_1 STM #0041h,REG_1 ; 单帧, RFIG=0, RDATDLY=01(1位数据延迟) STM XCR1_1,SPSA_1 STM #0040h,REG_1 ; 每帧1个字，每个字16位 STM XCR2_1,SPSA_1 STM #0041h,REG_1 ; 单帧, XFIG=0, XDATDLY=01(1位数据延迟) STM SRGR1_1,SPSA_1 STM #0009h,REG_1 ;CLKGDV=9,CLKG=(CLKOUT)/(1+CLKGDV)=10MHz STM SRGR2_1,SPSA_1 STM #2313h,REG_1 ; GSYNC=0,CLKSP=0,CLKSM=1, FSGM=0 RPT #2 ; 等待2个CLKSRG周期(CLKSRG=100MHz) NOP STM SPCR2_1,SPSA_1 STM #0040h,REG_1 ; 启动McBSP0采样率发生器，/GRST=1 RPT #20 ; 等待2个CLKG周期(CLKG=10MHz) NOP STM SPCR2_1,SPSA_1 STM #0041h,REG_1 ; 启动McBSP0发送端， /XRST=1 STM SPCR2_1,SPSA_1 STM #00C1h,REG_1 ; 启动帧同步脉冲, /FRST=1 RPT #80 ; 等待 8 CLKG NOP STM #08000h,AR1 RSBX INTM ; 打开可屏蔽中断 MVMD AR1,DXR1_1 ; 向DXR送数 WAIT: IDLE 1 B WAIT BSPX0: STM #0h,IFR MAR *AR1+ MVDM AR1,DXR1_1 RETE NOP NOP .end |
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