基于TLl6C550C的DSP异步串行通信的实现

摘要：由于TMS320C6416不带异步串行收发接口(UART)，无法实现DSP系统常用的通串行通信。为此，本文基于TL16C550C设计了一种通过TMS32C6416实现UART数据通信的方法，同时给出了其硬件设计框图以及通过TMS320C6416初始化TLl6C550C的软件编程方式。
关键词：DSP；异步串行通信；CPLD

0 引言
    高速数字信号处理器(DSP)在图像处理中，特别是视频处理中的应用非常广泛。通常DSP都具有很强的运算能力，但是其外设的接口相对有限。在应用系统中，往往需要DSP与下位机通信或者接受上位机的控制信号时，一般都是采用异步串行通信协议，如RS232或RS422来实现。由于TMS320C6416器件自身只带有同步的串口，因此，为了实现正常的通信，一般都需要为其扩展异步串口。

l TLl6C550C芯片介绍
    TLl6C550C是TI公司研发的异步通信器件，其主要性能特点如下：
    ◇供电电压为5 V或3．3 V；
    ◇时钟频率达到16 MHz。通信时波特率最高可达1 M，并可编程设定波特率发生器；
    ◇具有标准的异步通信位，可选择5、6、7或8位串行数据位，可设置奇偶校验或无校验模式，停止位长度为1、1．5、2；
    ◇可独立控制发送、接收、线状态以及中断设置，可软件设定FIFO，减少CPU中断。
    TLl6C550C器件内部共有10个寄存器，可分别用于实现通信参数的设置、对线路及MODEM状态的访问、数据的发送和接收以及中断管理等功能。TLl6C550C的地址可分别通过A0-A2地址线和某些寄存器的特定位置来确定，由于有些寄存器的地址是重叠的，所以还需同时通过读／写信号加以区分。
    TLl6C550C片内寄存器及其映射地址如表1所列，其中高位和低位寄存器为二次寻址寄存器，因此，在访问这两个寄存器之前，必须将LCR的第7位置为l。

2 TLl6C550C与PC的数据通信电路
2．1 TLl6C550C的选通
    TLl6C550C与PC的串行通信部分的硬件连接电路如图l所示。由ISO3088实现电平转换，即通过ISO3088将输出电平配置为RS485信号。

    TLl6C550C采用3．3 V供电．将TLl6C550C的数据线DO～D7与TM320C6416T直连，从而实现数据的传输。同时应将TL16C550C的片内寄存器选择线与TM320C6416T的BEAl，BEA2，BEA3引脚相连，当TLl6C550C的片选信号CSO，CSl为高电平，为低电平时，TLl6C550B即被选中。CS0，CSl直接与高电平相连。则与CPLD的I／0相连，如此便实现了以CPLD来实现TLl6C550C的选通。[!--empirenews.page--]
2．2 TLl6C2550C的读写
    TLl6C550C的读信号为，RD2，当为低电平或RD2为高电平，且TLl6C550C被选中时，可进行读操作；写信号为，WR2，当为低电平或WR2为高电平，且TLl6C550C被选中时，可进行写操作。将、RD2、、WR2都与CPLD的I／0相连，便可通过CPLD来控制TLl6C550C的读写。

3 TLl6C550C和PC通信的软件编程
    该套系统的软件设计部分主要包括PC机程序、DSP初始化、TLl6C550C初始化和数据发送／接收以及双方的通信协议等。本文着重介绍TLl6C550C的初始化程序。主要由以下几部分组成：
    ◇波特率的设定；波特率除数寄存器由高8位(DLM)和低8位(DLL)组成。除数的值可由UART的工作时钟和波特率共同确定，其计算公式为：
    除数=时钟频率／(期望的波特率×16)
    例如本系统中时钟频率12 MHz，波特率设置为9600，则除数的值为12，应在初始化程序中设置DLM=OOH，DLL=4eH；
    ◇增强功能的使能及设置EFR的相关位；
    ◇完成有关收／发FIF0的设定，主要是MCR／TCR／TLR三个寄存器的设置；
    ◇传输数据格式设定，包括8位数据位、1位停止位以及无校验；
    ◇设置FIFO控制以及中断控制寄存器。
    此外，在完成设置前，还应注意：设定DLL和DLH前，LCR的第7位应为1；地址相重叠的寄存器不能同时使能；读写RHR和THR时，DSP的读写速度很快，故最好不要连续读写，而是在每读、写一次后延时一段时间。然后再进行下一次读写。
    由于TLl6C550C映射在DSP的CEO区间，所以在DSP访问其寄存器时只需将基地址加上偏移量即可。其初始化源程序如下：
   
   

4 结束语
    本文介绍了通过TLl6C550C扩展串口完成TMS320C6416与PC机串行通信的设计方案，给出了硬件设计框图及软件实现代码。该电路及软件
经实验证明能够可靠地实现TMS320C416与PC机之间的通信，并且此方法已在实际的项目中得到应用。