TMS320F206與CPU卡通信協(xié)議的優(yōu)化

1 硬件電路
    TMS320F206(簡(jiǎn)稱(chēng)F206)有1個(gè)通用輸入引腳BIOS和1個(gè)通用輸出引腳XF，此外還有IO0、IO1、IO2和IO3引腳，分別對(duì)應(yīng)I／O狀態(tài)寄存器的IO0～I(xiàn)O3。這4個(gè)引腳通過(guò)異步串行口寄存器(ASPCR)和I／O狀態(tài)寄存器(IOSR)實(shí)現(xiàn)軟件可控，可被單獨(dú)配置成輸入或輸出。本文中使用IO0作為CPU卡(江蘇意源公司iCos／Mil v1．0)的復(fù)位引腳，IO2作為CPU卡的I／O(輸入／輸出)引腳，電路圖如圖1所示。



2 軟件實(shí)現(xiàn)
    異步串行通信，傳輸協(xié)議bit流為：1位寬的低電平為起始位，8位寬的數(shù)據(jù)位，1位校驗(yàn)位，以及1位高電平的停止位。軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，通過(guò)配置異步串行口寄存器(AS-PCR)和I／O狀態(tài)寄存器(IOSR)，并使用定時(shí)器功能，完成F206與CPU卡之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。
2．1 數(shù)據(jù)發(fā)送
    F206發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將IO2配置成輸出狀態(tài)，然后啟動(dòng)定時(shí)器，按照設(shè)置的波特率，分別將發(fā)送的數(shù)據(jù)按字節(jié)(8位)加上起始位、校驗(yàn)位和停止位發(fā)送給CPU卡的IO2口。
    數(shù)據(jù)發(fā)送子程序?yàn)椋?br />

2．2 數(shù)據(jù)接收
    接收數(shù)據(jù)一般采用軟件輪詢的方式實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)接收子程序?yàn)椋?br />
        


2．3 定時(shí)器設(shè)置
    定時(shí)器中斷頻率由TDDR(定時(shí)器divide-down寄存器，定時(shí)計(jì)數(shù)寄存器TIM的低4位)和定時(shí)周期寄存器PRD共同確定。當(dāng)兩者都為0時(shí)，定時(shí)器中斷頻率為(CLKOUT1rate)／2；兩者不全為0時(shí)，由如下公式確定：



        
    舉例：為了實(shí)現(xiàn)9 600 bps的有效傳輸速率，實(shí)際傳輸速率(額外增加1位起始位、1位校驗(yàn)位、1位停止位)應(yīng)該為：
    9 600 bps÷8×(8+1+1+1)=13 200 bps
    故在晶振頻率為20 MHz的條件下，PRD=20×106／13200-1=1514。
    此時(shí)，將PRD設(shè)置為1514，每?jī)纱味〞r(shí)器中斷的時(shí)間間隔即為1位數(shù)據(jù)的保持時(shí)問(wèn)。一般來(lái)說(shuō)，讀取的時(shí)機(jī)靠近位寬的中間位置，讀取的數(shù)據(jù)比較可靠和穩(wěn)定，如圖2所示。



3 軟件改進(jìn)
    圖2中，如果讀取的起始位的位置正好處在起始位的開(kāi)始，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)將起始位的末尾誤判為第1位；或者讀取的起始位的位置處在起始位的末尾，將可能丟失數(shù)據(jù)的第1位，都會(huì)導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)出錯(cuò)，如圖3所示。



    為了降低讀取數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率，將起始位的判斷周期定為位寬的1／3，并在檢測(cè)到起始位后，繼續(xù)等待1／3位寬(再等待一個(gè)定時(shí)中斷)，對(duì)起始位進(jìn)行確認(rèn)(讀取的值為0)。此時(shí)才認(rèn)定是一個(gè)正常的起始位，將定時(shí)周期修改為正常的位寬。此后每個(gè)定時(shí)器中斷可以正確讀取1位的數(shù)據(jù)，且保證了讀取的時(shí)機(jī)處在1／3～2／3位寬的中間部分，如圖4所示。



    此時(shí)，圖3中出錯(cuò)的問(wèn)題也得到解決，如圖5所示。



    此外，還解決了毛刺引起的起始位誤判的問(wèn)題。因?yàn)橐粋€(gè)毛刺的持續(xù)時(shí)間不會(huì)延續(xù)1／3位寬的時(shí)間，否則該應(yīng)用將因穩(wěn)定性太差而不能得到實(shí)用。


4 硬件改進(jìn)
    除了單純使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)外，還可以結(jié)合INT2中斷實(shí)現(xiàn)起始位的確認(rèn)，電路如圖6所示。



    此時(shí)，建議延后1／3或者1／2個(gè)位寬時(shí)間，再讀取起始位的狀態(tài)。若還是為低電平，則作為一個(gè)有效的起始位，關(guān)閉INT2中斷，然后按照一個(gè)完整位寬的時(shí)問(wèn)啟動(dòng)定時(shí)器，每次讀取1位，完成接收1字節(jié)后，關(guān)閉定時(shí)器，開(kāi)啟INT2中斷，啟動(dòng)下一個(gè)字節(jié)的接收流程。