摘　要：介绍了ｔｍｓ３２０ｃ５４０２　ｍｃｂｓｐ的结构及主要特点，给出了通过ｍｃｂｓｐ扩展成ｓｐｉ串口与ｐｃ机及ａｔ８９ｓ５１单片机通信的设计方案。该方案充分利用ｄｓｐ的ｍｃｂｓｐ接口功能，实现了主机、ｄｓｐ和单片机之间的实时通信。应用结果表明该方案稳定可靠，实际应用良好。

　　近年来，ｄｓｐ在电子、通信和控制领域得到了非常广泛的应用，在ｄｓｐ应用系统设计中与上、下位机的通信必不可少。目前几乎所有的ｄｓｐ都提供一个或多个串口，然而，多数ｄｓｐ芯片提供的是同步串口，在实际的应用中，ｄｓｐ要能够与外设进行异步串行通信，如与ｐｃ机进行串行数据传输就要求ｄｓｐ系统具ｕａｒｔ串行接口。另外，由于单片机控制灵活方便、便于键盘及显示的扩展，使得其与ｄｓｐ结合的更加紧密。针对这种情况，本文研究并实现了ｄｓｐ与ｐｃ机及单片机通信接口的扩展。

　　１　ｓｐｉ接口协议

　　串行外围设备接口（ｓｐｉ）是ｍｏｔｏｒｏｌａ公司提出的一个同步串行外设接口，以主从方式工作，允许ｃｐｕ　与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息。接口包括４条线：串行时钟线（ｓｃｋ）、主机输入／从机输出线（ｍｉｓｏ）、主机输出／从机输入线（ｍｏｓｉ）、低电平有效的使能信号线（／ｓｓ）。这样，仅需３～４根数据线和控制线即可扩展具有ｓｐｉ接口的各种ｉ／ｏ器件。

　　２　ｔｍｓ３２０ｖｃ５４０２与ｐｃ机的异步串口通信

　　２．１　ｍｃｂｓｐ的功能与特点

　　ｔｍｓ３２０ｖｃ５４０２芯片具有２个高速、全双工、多通道缓冲串行接口（ｍｃｂｓｐ），其方便的数据流控制可使其与大多数同步串行外围设备接口。ｍｃｂｓｐ通过６个引脚（ｂｄｘ、ｂｄｒ、ｂｃｌｋｘ、ｂｃｌｋｒ、ｂｆｓｘ　和ｂｆｓｒ）与外设接口。

　　ｍｃｂｓｐ串口工作于时钟停止模式时与ｓｐｉ协议兼容。此时，发送器和接收器在内部得到同步，ｍｃｂｓｐ可作为ｓｐｉ的主设备或从设备。发送时钟信号（ｂｃｌｋｘ）对应于ｓｐｉ协议中的串行时钟信号（ｓｃｋ），发送帧同步信号对应于从设备使能信号（／ｃｓ）。在这种方式下对接收时钟信号（ｂｃｌｋｒ）和接收帧同步信号（ｂｆｓｒ）不进行连接，因为它们在内部分别与ｂｃｌｋｘ和ｂｆｓｘ相连。ｍｃｂｓｐ工作于ｓｐｉ模式的主机时，与ｓｐｉ从设备接口如图１所示。

　　图１　ｍｃｂｓｐ作为ｓｐｉ的主设备

　　２．２　ｍａｘ３１１１通用异步收发器

　　ｍａｘ３１１１通用异步收发器是ｍａｘｉｍ　公司为微处理系统设计的通用异步收发器ｕａｒｔ，包括振荡器、可编程波特率发生器、可屏蔽的中断源、８字节的接收ｆｉｆｏ缓冲器和两个ｒｓ２３２电平转换器。它应用ｓｐｉ接口技术直接与主控制器进行通信，通信速率可达２３０　ｋｂ／ｓ，无需再接入普通的ｍａｘ２３２进行电平转换，即可应用一个芯片实现微控器与ｐｃ机或其它设备之间的异步数据传输。

　　２．３　ｄｓｐ与ｍａｘ３１１１的接口设计

　　由于ｍａｘ３１１１是３．３　ｖ器件，ｄｓｐ的ｍｃｂｓｐ串行接口工作于ｓｐｉ模式时可直接与ｍａｘ３１１１连接，实现与ｒｓ２３２设备异步数据传输。此时ｄｓｐ作为ｓｐｉ协议中的主设备，发送时钟信号（ｂｃｌｋｘ）作为ｍａｘ３１１１的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号（ｂｆｓｘ）作为ｍａｘ３１１１的片选信号（／ｃｓ）。ｂｄｘ与ｄｉｎ　连接作为发送数据线，ｂｄｒ与ｄｏｕｔ　连接作为接收数据线。ｍａｘ３１１１的ｔｘ　与ｔｉｉｎ连接，ｒｘ与ｒ１ｏｕｔ连接，以便利用其片内的转换

　　器实现ｕａｒｔ到ｒｓ２３２电平的转换。ｍａｘ３１１１的中断信号（ｉｒｑ）与ｄｓｐ的外部中断ｉｎｔｏ相连，其接口电路如图２所示。这样硬件上无需任何其它外围器件，由于异步数据的发送和接收由ｍａｘ３１１１以硬件方案实现，所以软件编程只需考虑ｄｓｐ与ｍａｘ３１１１之间的同步数据通信。

　　图２　ｄｓｐ与ｍａｘ３１１１的接口电路

　　在ｓｐｉ串行协议中，主设备提供时钟信号并控制数据传输过程，必须对ｍｃｂｓｐ初始化并设定适当的工作方式才能保证与ｍａｘ３１１１的时序相配合，设计中采用ｍｃｂｓｐ的时钟停止模式２（ｃｌｋｓｔｐ＝１１　ｂ，ｃｌｋｘｐ＝０）　。

　　３　ｔｍｓ３２０ｖｃ５４０２与ａｔ８９ｓ５１单片机的串口通信

　　ｄｓｐ主机接口ｈｐｉ具有强大功能的智能外设，主要用于ｄｓｐ与其它总线或ｃｐｕ进行连接。ｄｓｐ与单片机的接口通常采用ｈｐｉ来实现，但要外加电平转换，硬件电路较复杂。这里采用ｃ５４０２通过ｓｐｉ