MCU與DSP的SPI通信設計

2　軟件設計

MSP430F149和DSP都允許用戶用C語言和匯編語言進行編程。系統中DSP對電機實現實時控制，對運行速度要求嚴格，所以程序采用匯編語言實現。MSP430實現按鍵顯示、數據管理和指令傳輸等功能，對運行速度要求不高，所以采用C語言實現。

軟件設計的主要任務是：初始化相應的寄存器；單片機在相應的界面發送數據；DSP及時接收到達串口的數據，識別并保存數據。

2.1　通信協議的設置

兩個設備之間要實現相互通信，首先必須規定用以傳輸數據的協議。一般來說，主機發送命令和配置信息給從機，而從機則向主機發送反饋信息。系統主要實現的是單片機向DSP發送數據信息，單片機首先發送指令數據表示主機發送數據的過程開始。如果發送的是0，則標志著該過程的開始。為了避免誤操作指令數據發送兩次，DSP接收的兩個數據都是0時進行相應的操作，否則重新傳輸指令數據。然后把單片機需要傳輸的數據存放在一個數組里面依次傳送，比如要傳輸3個數據，則定義數組a[0]和a[1]存放指令數據，a[2]到a[4]存放需要傳送的數組。

2.2　串行口的初始化

單片機的SPI初始化包括：把相應的I/O口配置成具有SPI特殊功能的接口，時鐘模式的選定，波特率的選擇，發送接收數據長度的選擇，內部相對應的時鐘使能。所有設置都是通過設計相對應的SPI控制寄存器實現的[5]。

初始化程序如下：

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關閉看門狗

BCSCTL1 = RSEL0 + RSEL1 + RSEL2; // XT2on

BCSCTL2 = SELM1 + SELS;//選擇高速晶體振蕩器作為時鐘源

UCTL1=CHAR + SYNC + MM + SWRST;//SPIZ主模式8位數據，單片機作為主動模式

UTCTL1=STC+SSEL1+CKPL ;//數據在下降沿輸出，系統主時鐘，三線模式

UBR01=0x02;

UBR11=0x00;//波特率設為fclk/2

UMCTL1=0x00;

ME2=USPIE1;//模塊使能2

P5SEL|=0x0F;//低4位為模塊端口功能

P5OUT|=0xf0;

UCTL1= ~SWRST;//復位結束

2407A的SPI初始化與單片機的初始化相類似，但是DSP作為從器件，所以其波特率由主器件決定不需要再進行設計。

2.3　MSP430發送數據

系統具有薄膜按鍵和液晶顯示，可以方便地在需要的時候發送數據。比如，在設計完參數后就會出現一個選擇界面，讓操作者選擇是進行參數保存、參數備份還是傳遞參數給DSP，操作者可以根據自己不同的需要選擇相應的功能。如果選擇參數傳遞功能，則單片機會跳到相應的程序段執行參數傳遞的任務。發送數據程序如下：

P5OUT = 0x1f;//片選DSP芯片

while((U1IFG UTXIFG1) != UTXIFG1);

for(k=0;k6;k++) {//傳輸的數據個數

P5OUT = 0x1f;

while((U1IFG UTXIFG1) != UTXIFG1);

TXBUF1=a[k];//發送數據

while((UTCTL10x01)==0);//發送完成

delay(10);

P5OUT = 0x2f;

}

2.4　DSP接收數據

DSP接收單片機發送過來的數據是通過中斷方式實現的，每傳輸一個數據就發生一次中斷。主程序完成對DSP的初始化后進入等待狀態，一旦接收到單片機的中斷信號，DSP就進入中斷服務子程序，將接收到的數據存放在70H開始的存儲單元中。當所有數據傳輸完成后，將這些數據賦給相應的變量。這里要注意的是，DSP的SPIRXBUF是16位，而單片機發送的數據是8位，所以在DSP接收到數據以后需要做處理，把高8位屏蔽掉?？梢酝ㄟ^與00FF相與來達到這個目的。中斷程序流程如圖2所示。

圖2　DSP中斷程序流程