新型數據通信方式GSM-R手持終端的實現

4 軟件實現

　　本文使用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D，對其相應的地址進行讀操作，完成選定語音的播放。SPI收發程序往往是一段采用輪循方式完成收發的簡單代碼，也就是單片機通過MOSI寄存器發送數據。同時根據查詢MOSI狀態寄存器的狀態來判斷是否能發送下一個數據。在此過程中，單片機處于死等的狀態，不能進行任何其它任務的執行。對于高速的AVR來講，采用這種方式大大降低了MCU的效率，無法發揮其高速、高效的特點。同時，由于ATMEGA48在完成語音回示的同時，還需要完成語音通話、故障記錄等功能，因此需要MCU能更高效地完成SPI收發功能。

　　在使用ATMEGA48時，根據芯片本身的特點（片內大容量RAM，適合采用高級語言編寫系統程序），使用了一種新的方法，采用接收和發送緩沖器加中斷的方法，編寫高效可靠的SPI收發程序。

　　基本思路如下：

　　1、發送數據時，如果MOSI數據寄存器為空，則直接將需要發送的數據填入MOSI數據寄存器，由單片機自動完成數據的發送。

　　2、發送數據時，如果MOSI數據寄存器不為空，也就是說有待發的數據，此時將需要發送的數據填入發送數據緩沖區（構建在ATMEGA48的RAM中）。單片機將數據置入發送緩沖區中，就算已經完成了數據的發送，可以執行別的指令，這樣，充分發揮了其并行高速運行的特點。本文在中斷處理程序中完成對發送緩沖區數據的處理。每次MOSI數據寄存器數據發送完成，都會產生一個中斷，因此當產生中斷時，表明前一個數據已經發送完成，將待發的發送緩沖區數據置入MOSI數據寄存器，進行數據的自動發送。

　　以下為SPI數據發送程序和SPI中斷處理程序，流程分別如圖2、圖3所示。

圖2 數據發送程序

圖3 中斷處理程序

　　采用緩沖加中斷的SPI發送方法，能夠高效地完成數據的收發，提高MCU的效率，具有以下優點：

　　l、采用兩個8字節的接收和發送緩沖器來提高MCU的效率，如當程序發送數據時，如果SPI口不空閑，就將數據放入發送緩沖器中，MCU不必等待，可以繼續執行其它工作。而SPI的硬件發送完一個數據后，產生中斷，由中斷服務程序負責將發送緩沖器中的數據依次送出。

　　2、數據緩沖器結構是一個線性的循環隊列，由讀、寫和隊列計數器3個指針控制，用于判斷隊列是否空、溢出，以及當前數據在隊列中的位置。

　　3、由于在數據發送程序和中斷服務程序中都要對數據緩沖器的讀、寫和隊列計數器3個指針進行判斷和操作，為了防止沖突，在數據發送程序中對3個指針操作時臨時將中斷關閉，提高了程序的可靠性。

　　5 結語

　　整個控制系統采用緩沖加中斷的SPI發送方法，使用兩個數據緩沖器，分別構成循環隊列。這種程序設計思路，不但程序的結構性完整，同時也解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾，實現 程序中任務的并行運行，提高了MCU的運行效率，同時這種程序設計的思路對編寫UART、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鑒。