DSP與慢速設(shè)備接口的實(shí)現(xiàn)

1、DSP與慢速設(shè)備接口的實(shí)現(xiàn)DSP與慢速設(shè)備接口的實(shí)現(xiàn)摘要：介紹了DSP與慢速設(shè)備接口的一種時(shí)序轉(zhuǎn)換方法。通過該方法，可以解決DSP與傳統(tǒng)輸入輸出設(shè)備時(shí)序不匹配的問題，從而實(shí)現(xiàn)DSP與8080、6800等時(shí)序兼容的或其它慢速讀寫周期的輸入/輸出設(shè)備的直接連接，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤等。這種時(shí)序轉(zhuǎn)換方法能使DSP在工業(yè)控制和測試設(shè)備中獲得更加廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：DSPTMS320F206液晶顯示模塊時(shí)序匹配DSP是一種高性能的數(shù)字峙信號處理器。由于其具有快速的計(jì)算能力甯和強(qiáng)大的信息處理能力，因此被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)自動化、國防科研等領(lǐng)域中。與丕常規(guī)單片機(jī)相比，DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時(shí)瀚序發(fā)生了很大

2、的變化。所以單片機(jī)適用的葷接口芯片，DSP并不一定適用。對于非琿常熟悉單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行DSP電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意芯片的選型和時(shí)序的搭配。尤其在處理DSP與慢速屈設(shè)備或器件接口時(shí)，正確的時(shí)序搭配是至關(guān)重要的。為了適應(yīng)較慢的外部存儲膘器和輸入/輸出設(shè)備，DSP配備了軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器，可以將外部總線緬周期擴(kuò)展到數(shù)個(gè)機(jī)器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴(kuò)展通常也是有限的，如疫C54XX系列的DSP最多只能擴(kuò)展到王14個(gè)機(jī)器周期，C2XX系列的DSP最多只能擴(kuò)展到7個(gè)機(jī)器周期。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，經(jīng)常會遇到讀寫周期更慢的縣輸入/輸出設(shè)備，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤等。因此，僅通過

3、軟件編程控制掰內(nèi)部狀態(tài)等待發(fā)生器是不能實(shí)現(xiàn)輸入/輸咔出時(shí)序匹配的，必須進(jìn)行外部硬件擴(kuò)展設(shè)臉計(jì)。圖1TMS320F206頡的I/O讀寫時(shí)序在DSP與慢速外圍設(shè)備接口設(shè)計(jì)過程中，通常采用雙岑CPU的方法，由DSP完成高速數(shù)據(jù)處笱理和計(jì)算，用普通單片機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入迨/輸出功能。這種方法由于采用兩種結(jié)構(gòu)不同的CPU，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而俘且接口和調(diào)試難度加大。本文將利用DS茌P的READY引腳，通過硬件擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)外部狀態(tài)自動等待，從而使DSP與慢速飄輸入/輸出設(shè)備能直接連接以實(shí)現(xiàn)訪問的愷時(shí)序匹配。這種方法接口容易，硬件擴(kuò)展雛電路并不復(fù)雜，而且內(nèi)、外等待狀態(tài)結(jié)合鋦起來使用，可產(chǎn)生任何數(shù)目的等待狀態(tài)，癌

4、甚至可以將外部硬件等待狀態(tài)設(shè)計(jì)為受控庸方式，只在需要的時(shí)候啟動外部等待狀態(tài)。這樣，使用的時(shí)候就會更加靈活。廾1DSP的I/O讀寫時(shí)序現(xiàn)以TM釅S320F206DSP芯片為例進(jìn)行介紹。其時(shí)鐘頻率設(shè)20MHz，它的外部唪讀寫時(shí)序如圖1所示。TMS320饑F206的讀周期為一個(gè)時(shí)鐘周期，寫周堍期為兩個(gè)時(shí)鐘周期。讀、寫操作數(shù)據(jù)的保持時(shí)間T1、T2只有幾個(gè)納秒。內(nèi)部可詈編程等待狀態(tài)發(fā)生器最多只能擴(kuò)展到等待7個(gè)時(shí)鐘周期，即350ns。利用內(nèi)部須狀態(tài)等待，只能實(shí)現(xiàn)DSP與常用單片機(jī)搪的外圍芯片的讀寫時(shí)序相匹配。圖2液晶模塊的寫時(shí)序圖2液晶模塊的讀休時(shí)序2慢速設(shè)備的讀寫時(shí)序現(xiàn)以MDL16465字符液晶顯示模塊

5、焉為例進(jìn)行介紹。其讀寫時(shí)序如圖2和圖3閭所示。該液晶模塊的讀寫周期Tcy澧c最小為1000ns。脈沖寬度Pw最獰小為450ns，讀寫操作數(shù)據(jù)保持時(shí)間最小為10ns。如果采用直接連接方式鴿將TMS320F206與該液晶模塊接眠口，即使采用最大的狀態(tài)等待數(shù)目，DSP的讀寫時(shí)序也不能滿足該液晶模塊的要潘求。為實(shí)現(xiàn)二者的時(shí)序匹配，本文將給出材一種合適的外部硬件等待擴(kuò)展方法，以實(shí)現(xiàn)DSP與液晶模塊的直接讀寫訪問控制瘐。3DSP的READY信號T靛MS320F206提供兩種狀態(tài)等待選項(xiàng)，一種是片內(nèi)狀態(tài)等待產(chǎn)品器，可以實(shí)飾現(xiàn)有限的可編程狀態(tài)等待；另一種是READY信號，利用它可進(jìn)行硬件擴(kuò)展，從撕片外產(chǎn)生任何

6、數(shù)目的狀態(tài)等待。DSP在進(jìn)行外部讀寫操作時(shí)，如果READ唑Y引腳信號為低電平，DSP將等待一個(gè)絹時(shí)鐘周期后再次檢查READY信號。在頰READY引腳被驅(qū)動至高電平之前，程曹序處于等待狀態(tài)，將不會繼續(xù)往下執(zhí)行。窖如果不使用READY信號，DSP在進(jìn)行外部訪問期間內(nèi)，READY應(yīng)始終保營持高電平。利用DSP的READY痖信號和相關(guān)外部訪問控制信號，通過硬件苞擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)外部自動狀態(tài)等待，從而腈使DSP能夠與慢速外部設(shè)備進(jìn)行直接連爸接訪問。4DSP與慢速外部設(shè)噠備的直接訪問接口外部狀態(tài)等待硬件瘩擴(kuò)展電路采用一片12級的二進(jìn)制波紋計(jì)煉數(shù)器74HC4040來實(shí)現(xiàn)，該芯片每砟一級的輸出信號的頻率為前級的

7、一半。將TMS320F206的時(shí)鐘輸出信號C蓼LKOUT1作為74HC4040的輸蹂入時(shí)鐘，如果CLKOUT1為20MH叉z，那么最大等待時(shí)間可以達(dá)到212通50ns，使用者可以根據(jù)外部設(shè)備的時(shí)序需要選用74HC4040的不同輸出牡引腳進(jìn)行等待控制。由于輸入時(shí)鐘的頻率較高，一般的CD4040或MC140蔬40芯片響應(yīng)速度不夠快，至少應(yīng)選和7矮4HC4040或響應(yīng)速度更快的芯片。棲自動硬件等待擴(kuò)展電路如圖4所示。呶選用74HC4040的Q5腳輸出作為皺延時(shí)等待控制，等待時(shí)間為1600ns檣。將Q4腳輸出信號分別與DSP的讀寫晶信號相或，產(chǎn)生外部設(shè)備的讀寫控制信號澄，這樣可以充分保證讀寫操作時(shí)數(shù)據(jù)

8、的保家持時(shí)間。該電路所產(chǎn)生的時(shí)序如圖5所示賾。經(jīng)過以上硬件狀態(tài)等待擴(kuò)展，DS廢P以外部設(shè)備讀寫周期達(dá)到1600ns刀，讀寫操作的數(shù)據(jù)保持時(shí)間大于20ns猊，滿足液晶模塊的時(shí)序要求。此外，DS黲P在進(jìn)行內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)訪問時(shí)，REA植DY始終為高電平，不影響DSP的內(nèi)部運(yùn)行速度。應(yīng)用該電路，DSP與MDL瑞16465液晶模塊的直接訪問連接如圖栽6所示。RS為液晶模塊的數(shù)據(jù)指令控制輸入端，“1”表示數(shù)據(jù)，“0”表示指令；R/W為讀寫控制輸入端，掙“1”為讀操作，“0”為寫操作；E為使能控制輸入端，高電平有效。按圖6的接法，用兩根地址線A8、A9分別與R撲S、R/W相連，根據(jù)每個(gè)引腳的功能定犍義，液晶

9、模塊的指令口寫地址為0000胄H，指令口讀地址為0200H，數(shù)據(jù)口皴寫地址為0100H，數(shù)據(jù)口讀地址03瘸00H。DSP對液晶模塊的訪問控制子觥程序如下：lcdcwaddr.s噎et0000h;指令口寫地址lc敏dcraddr.set0200h;指所令口讀地址lcddwaddr.s垤et0100h;數(shù)據(jù)口寫地址lc糧ddraddr.set0300h;數(shù)籌據(jù)口讀地址lcdenable:s璀plk#6ff2h,60h;io1=1out60h,iosr;lcd嘛enabledretlcdd鎏isable:splk#6ff0h,牯60h;io1=0out60h,芭iosr;lcddisabled岢lc

10、drw:calllcdenabl棟ein60h,讀地址；讀操作罪out61h凰,寫地址；寫操作踔calllcddisableret利用TMS320F206摒的IO1作為讀寫使能控制信號調(diào)用LC钅DENABLE和LCDDISABLE兩個(gè)子程序打開和關(guān)閉對液晶模塊的訪問功能。除了需要調(diào)用兩個(gè)簡單的控制子函綴數(shù)以外，讀寫操作分別由IN和OUT兩條指令完成，實(shí)現(xiàn)對該液晶模塊的直接讀寫訪問。由于該液晶模塊沒有單獨(dú)的讀寫控制引腳，訪問控制要求比較特殊，所以香只12下一頁由于DSP的應(yīng)用日益廣泛，作為一個(gè)完整的控制系統(tǒng)諒和測試設(shè)備，參數(shù)設(shè)備、結(jié)果顯示等基本徠的輸入/輸出功能是必不可少的。因此，拳DSP與慢速設(shè)備的接口將是各種科研和開發(fā)中經(jīng)常遇到的問題。本文給出的硬件獾接口方法能夠?qū)崿F(xiàn)