应用ＨＰＩ实现单片机与ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ　ＤＳＰ间的数据通信_E(X+C)

时间：2019-02-12 03:25:10　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：本文研讨了TI TMS320C54X的HPI外设的结构和工作原理，阐述了它在与外部主机进行数据通讯应用时的使用要点。以TMS320C5402DSP为例，给出了一种C54X DSP与51单片机通信的具体实现方案以理解HPI所具有的一系列优点。本文为类似系统的设计提供了一定参考，具有较强的工程性和实用意义。
　　关键词：DSP HPI 89C51
　　
　　引言
　　
　　近几年来，DSP处理器在很多领域得到了越来越广泛的应用，其优势在于拥有强大的数字信号处理能力，但是一个完整的电子系统往往还有许多诸如与外部系统的通信、控制、人机接口等控制功能，而控制则是传统的单片机的优势，所以单片机与DSP可以协同工作，以单片机作为主机，DSP作为从机，主机控制从机的复位、运行和挂起，更主要的主机将从外部获得的数据交由从机处理，而从机则将处理后得到的有关结果传递给主机，由主机将处理结果发送至其他系统。该种方案的关键是单片机与DSP间数据通信的实现。
　　
　　1 C54x主机接口简介
　　
　　HPI(Host Port Interface)主机接口，是TEXAS Instruments(TI)高性能DSP上配置的与主机进行通信的片内外设。以TMS320C5402(简称C5402)包含的增强型HPI8接口为例，它与外部主机或微处理器的连接具有单独的8根数据线HD0―HD7和10根控制线。主机主动通过HPI口访问DSP的内部RAM以及其它资源。除了对主机发中断(通过置HPIC寄存器的HINT位，可以使HINT线有效)或清除主机发来的中断(通过清HPIC寄存器的DSPINT标志)需要DSP干涉外，DSP几乎不用进行其他操作，DSP片内的DMA通道会自动辅助完成RAM区与HPI数据寄存器的数据传输，几乎完全没有硬件和软件开销，实现数据交换的效率非常高。
　　HPI的组成和内部逻辑如图1所示，各部分主要功能如表1所示：
　　HPI通信是通过对HPIA、HPIC和HPID3个寄存器赋值实现的。当主机要与DSP通信时，主机通过外部引脚HCNTLO和HCNTL1选中不同的寄存器，如表2所示，则当前发送的8位数据就写到该寄存器上。在使用上，由于HPIC是16位寄存器，而HPI口总是传送8位的数据宽度，所以主机向HPIC写数据时，需要发送两个一样的8位数据，对C5402来说，仅低8位有意义。而地址寄存器HPIA选择后，可直接向它发送数据，但是要注意MSB和LSB的顺序，通过设置HPIC寄存器的BOB位，可以决定这一字节是这个字的高字节还是低字节。HPIA具有自动增长的特性，在每写入一个数据前和每读一个数据后，HPIA都会自动加1，所以在应用了该功能的情况下，只需设定一次HPIA即可实现连续数据块的写入和读出。只是在实现上，数据应首先从主机发到HPID中。然后根据HPIA指定的地址，HPID中的数据再写到片内RAM地址中。
　　
　　
　　2 89C5l与C5402的HPI通信的实现
　　
　　本通信电路采用单片机89C51作为主机与C5402实现数据通信，系统接口电路如图2所示。当HAS接主机的ALE端时，HD0―HD7，HCNTL0，HCNTL1，HBIL，HR/W接数据/地址复用总线。主机控制信号线HCNTL0，HCNTL1用于选择3个寄存器HPIA，HPID和HPIC。读写信号线HR/W用于指示HPI传输方向。HDS1，HDS2，HCS用于数据选通。HRDY和HINT组成和主机通信的握手信号。芯片74LVC16245A是TI的电平转换芯片，在这里由于DSP与单片机的电平是不兼容的，只有转换电平后才能互联，该芯片的G为使能端，低电平有效,DlR为方向控制端，高电平时方向为A→B，低电平是方向为B→A。
　　
　　89C51通过DSP的HPI口对DSP实现数据读写需要3个步骤：设置控制寄存器(HPIC)，写地址寄存器(HPIA)，读写数据寄存器(HPID)。单片机通过它的并行端口发送控制信号和检测状态信号以模拟HPI口访问时序。如下问题在编程时要特别注意：
　　(1) DSP的采样选通信号由HDS1，HDS2和HCS的组台逻辑来组成。主机应首先对HPIC进行初始化，并注意对BOB位的设置来指定第1个字节作为高8位还是低8位。同时注意HPIC中的XHPIA位的设置，由于DSP复位后，XHIPA的状态不确定，所以必须先对XHPIA进行设置。
　　(2)HAS为下降沿有效，而HCS为上升沿有效。
　　(3)HBIL脚在传输过程中指示当前字节为第1还是第2字节，如低为第1字节；高为第2字节。
　　(4)HCNTLO、HCNTL1两脚用于区分HPIA、HPID及HPIC三者的地址。
　　(5)引导加载过程中为方便起见，常采用将HINT脚直接与INT2脚相连申请HPI引导方式。
　　(6)如果将HPIA设置成自动递增模式，就会在数据传输的同时完成HPIA加1，于是又启动了一次内部传输,有利于数据的连续转移。
　　(7)主机和DSP可以互相中断。主机向HPIC中的位IMPINT写入1来中断DSP。该位总是被读出为0。
　　
　　单片机在完成初始化后，等待DSP发中断通知数据已经准备好，单片机在检测到中断后，判断中断是否有效，有效时再从HPI口读写数据。本例中单片机从DSP的指定地址读取数据，再将数据写到DSP的其他存储单元。
　　
　　结束语
　　
　　HPI提供了方便而灵活的接口，而且外围电路简单，几乎不需要附加任何逻辑电路。在HPI通信方式下，DSP片内存储器对外界完全透明，方便了主机与DSP系统的数据交换，使在线修改DSP存储器的数据成为可能，同时无需硬件、软件开销。这种数据通信方案，对于复杂系统和更加灵活新颖的数据传输供享设计具有一定的借鉴意义。
　　
　　参考文献：
　　[1]王念旭.DSP基础与应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社，2000.7.
　　[2]王兴之，钟爱琴，王雷等.AT89C51系列单片机原理与接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.
　　[3]张雄伟，曹铁勇.DSP芯片原理与开发应用[M].电子工业出版社，2000.5.
　　[4]TMSC320C54X DSP Reference Set Texas Instruments[M],1999.

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