摘　要：介绍了基于数字信号处理芯片tms320f241的串行外设接口(spi)与外设实现串行通信的方法，并以x5043为例，给出了用spi实现电子标签功能的方法。
　　关键词：数字信号处理器(dsp)；高速同步串行i/o口(spi)；串行通信；可编程看门狗定时器(x5043)

　　随着高速数字信号处理器(dsp)在信号处理和系统控制领域的广泛应用，基于dsp控制系统的可靠性和保密性问题也越来越突出。利用dsp内嵌的高速同步串行接口模块(spi)，和xicor公司提供的x5043芯片进行串行通信，可以很方便地提高系统的工作可靠性和保密性。

　　tms320f241是ti公司tms320f24x系列定点高速数字信号处理器(dsp)，具有高速同步串行接口模块(spi)。xicor公司提供的x5043芯片，可以和具有同步串行接口的dsp直接相连[3]。本文详细介绍了spi对x5043进行串口通信的硬件连接和软件实现方法，从而很好地提高了基于tms320f241的某雷达控制系统的可靠性和保密性。

　　1　tms320f241的串行外设接口spi与x5043的特性

　　1.1　spi的基本特性

　　该spi是一种高速同步串行i/o口，一般用来实现dsp控制器之间和dsp与外围设备之间的通信。他的数据寄存器都是16b字长的，可以通过编程控制数据的字长(1～16b)，输出和接收均采用双缓冲结构，最大传输速率在主从操作模式下都为clkout/4。spi有4个引脚，分别为：spisimo(spi从片输入主片输出端)，spisomi(spi从片输出主片输入端)，spiclk(spi时钟端)和spiste(spi从片使能端)。在spi模块内有9个控制spi操作的控制寄存器，他们决定了系统的时钟特性、数据传输速率和中断操作，保存系统传输的数据，记录spi的工作状态，确保spi与外设能够有效地进行串行通信。

　　spi有两种操作模式：主操作模式和从操作模式。主片控制了时钟信号(spiclk)，他可以在任何时候通过发送spiclk信号来启动数据传输。无论是主片还是从片，数据都是在spiclk的某个边沿移出移位寄存器，在spiclk相反的边沿锁存在移位寄存器中，并且输出和接收数据都是同时进行的。多个从片可以捆绑接入网络，在任一时刻只有一个从片被选中，也只有一个从片可以占用spisomi线[1]。

　　1.2　x5043的基本特性

　　x5043的主要特点如下：可编程的看门狗定时器，可通过程序选择看门狗定时时间；工作电压检测，当vcc低于预置的门限电压时产生复位信号；低功耗设计；518×8位串行e2prom，写时钟速率可达1mhz；数据块锁定功能；片内偶然性的写保护功能，保护重要数据；3.3mhz的时钟速率；具有页操作模式，可对e2prom中的数据存储单元进行连续的读/写操作。

8脚封装的x5043引脚有：片选端cs，串行数据输出端so，串行数据输入端si，写保护输入端wp,串行时钟输入端sck，复位信号输出端reset，正电源输入端vcc和电源地端vss。用＋5v电源供电。x5043把看门狗定时器、工作电压监测和e2prom三大功能集于一身，从而可以实现对系统的软件复位、硬件复位和电子标签的读/写。

　　x5043内含一个8b指令寄存器和一个8b的状态寄存器。其指令有6个：wren(写允许)，wrdi(写禁止)，rsdr(读状态寄存器)，wrsr(写状态寄存器)，read(读数据)，write(写数据)。状态寄存器的格式如下：

　　wd1，wd0是看门狗定时位，为非易失性位，用于选择不同的定时时间。bl1，bl0是存储器块保护位，为非易失性位，用来选择需要保护的存储器阵列，选定保护的块只能读不能写。wel是“写使能”锁存器状态位，为只读位。为“1”时，“写使能”置位；为“0”时，“写使能”复位。wip是片内写操作状态位，为只读位。若wip为“1”，说明片内写操作正在进行，此时不能向si上发送数据，否则会丢失；若wip为“0”，则片内无写操作，可以发送[2]。

　　2　spi与x5043的硬件连接

　　让spi工作在主操作模式下，x5043作为从片，两者的引脚连接如图1所示。spi通过spiclk脚向整个通信网提供串行时钟，控制着系统的数据传输；通过spiste脚给x5043提供片选信号，低电平有效；通过spisimo脚把数据输出到x5043的si脚上；通过spisomi脚接收x5043的so脚上的数据。x5043的和vcc相连，让“写使能”始终处于置位状态，脚本和dsp的复位脚相连，给整个系统提供复位信号[3]。

3　电子标签功能的实现

　　由于x5043芯片把看门狗定时器、工作电压监测和e2prom三大功能组合在一个封装内，利用这一特性，可以方便有效地提高整个系统的可靠性和保密性。

　　在初始化时，通过dsp的spi口向x5043发送wrsr(写状态寄存器)指令，设置wd1和wd0位来设置看门狗的启动时间。如果系统在设定的时间间隔内启动失败时，x5043会送出一个复位信号，让系统重新启动，从而保护dsp芯片在异常情况下免受损伤，提高整个系统的可靠性。当工作电压低于设定的门槛电压时，x5043也会发出复位信号，以保证整个系统能够正常地工作，进一步加强了系统的可靠性。

　　在初始化时，设置bl1和bl0来选