基于DSP的软件UART实现

简介：
本项目探讨了在数字信号处理器(DSP)平台上通过软件模拟实现通用异步收发传输器(UART)的方法和技术。该方案无需额外硬件支持，旨在提高通信灵活性和系统资源利用率。 ### DSP的软件UART实现 #### 一、前言 ADSP218X是一款16位定点数字信号处理器(DSP)，因其成本低且功耗小，在通信系统等领域得到广泛应用。这款DSP适用于对数据处理精度要求适中但重视成本和能耗的应用场合。相较于其他类型的定点DSP，ADSP218X的优势在于其较大的片内高速存储器容量、强大的寻址能力和较快的运算速度，使其适合构建外围设备较少的系统。 ADSP218X配备两个带有自动压力扩展功能的双缓冲串口。这些串口属于同步类型，与标准异步串行接口(UART)不同。因此，在实现ADSP218X和PC机之间的通信时，需要在DSP中通过软件模拟通用异步收发器（UART）的方法。 #### 二、串行通信和DSP串口 现代计算机系统常用串行通信方式传输数据。大多数PC的串口遵循RS-232标准，该标准定义了使用DB25连接器的信号电平及引脚功能，并规定较短距离内可通过电缆直接相连；对于更远的距离，则可能需要调制解调器。实际上，在RS-232中，许多引脚很少被用到。因此，当前流行的串口配置有两种：9针(DB9)和25针(DB25)，其中最常用的连接方式是三线制接法（地线(GND)、接收数据线(RX)及发送数据线(TX)）。 ADSP218X拥有两个双向双缓冲同步串口，每个接口有五个信号：串行时钟(SCLK)、接收帧同步(RFS)、发送帧同步(TFS)，以及串行数据接收(DR)和串行数据发送(DT)。这些端口的数据长度可在3到16位之间调整，并支持四种不同的格式（右对齐高位零填充，右对齐高位符号位填充，μ率压缩及A率压缩）。此外，在ADSP218X的两个串口中，SPORT1除了用于普通通信外还能用作外部中断和标志位。 #### 三、DSP软件UART实现 由于ADSP218X与PC机之间的数据格式以及传输控制存在差异，需通过软件模拟及硬件控制来建立两者间的连接。在ADSP218X上可通过以下几种方式实现软件UART： - **直接利用DSP的串口**：设置为内部时钟模式和外部帧同步信号模式。 - 接收数据：使用内部时钟频率作为PC机波特率的奇数倍，并将RS-232 TX接至DR及RFS脚上。 - 发送数据：通过软件控制发送过程，确保以规定速率发出。 - **利用DSP定时器**： - 接收数据：设置与PC串口波特率匹配的计时周期，并使用标志位管脚作为接收端。 - 发送数据：同样利用定时信号控制数据传输。 - **外部中断处理程序实现软件UART** - 数据接收：当收到外部中断，触发服务程序进行数据接收处理。 - 数据发送：通过服务程序控制发送过程。 ### 结论 尽管ADSP218X串口为同步类型，但借助适当的软硬件手段可以实现在DSP与PC机之间的异步串行通信。具体实施时可根据项目需求选择最合适的实现方法，无论采用哪种方式都需要细致规划和精确控制信号的传输以确保准确性和可靠性。