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某控制信號處理系統中，選用ADSP-BF561作為主控機，外接鍵盤，LCD顯示屏，標準RS232接口，實時時鐘等，通過DSP編程來實現對各個功能模塊控制，同時產生多路數字IO信號。該控制系統還包括電源、時鐘、CPLD、FLASH，JTAG調試器、復位電路等基本組成部分，系統框圖如圖1所示。 圖1 基于ADSP-BF561控制信號處理系統框圖 系統電源模塊選用TPS54350來實現，外圍電路不同RC值，可以構成不同輸出電壓，這里需要產生是5V、3.3V、1.25V三種電壓。時鐘電路由48MHz晶振電路來實現，其輸出作為DSP外圍時鐘和CPLD時鐘。FLASH用于存儲用戶應用程序，JTAG調試口在DSP電路設計中也是必不可少。后面對各個部分一一介紹，特別是對復位電路，數字IO信號產生，以及RS232接口進行詳細介紹。 1.鍵盤 鍵盤選用是4×4掃描鍵盤，如圖1所示，由BlackfinGPIO接口PF5～PF12來實現。其中，KEY_GP3～KEY_GP0為行線輸入端，初始化為帶上拉電阻輸入口，中斷使能（下降沿觸發）；KEY_GP7～KEY_GP4為列線輸出端，初始化為輸出低電平。鍵盤掃描方法同常規掃描鍵盤方法相同。 圖 1 掃描鍵盤結構圖 2. LCD顯示屏 LCD顯示屏采用320x240LCD液晶模塊。320x240液晶模塊配用sed1335驅動接口板，sed1335驅動接口板上配用32KRAM。LCD除了讀寫信號線由Blackfin讀寫信號來控制以外， 8位數據線由Blackfin低8位數據線鎖存輸出，以及其使能信號由BlackfinAMS3控制，LCD地址分配為0x2C000000。電路連接如圖2所示。在對LCD進行控制時，除了要建立在LCD上顯示漢字和英文字庫以外，還要編寫對sed1335底層驅動程序。這可以在LCD自帶驅動程序基礎上，進行代碼移植，把它改寫成適合BF561DSP程序。 圖 2 LCD連接示意圖 3.實時時鐘 控制系統實時時鐘選用了芯片DS1337來實現。DS1337是一個低功耗串行實時時鐘芯片，它有24h/12h制兩種模式，它可以輸出年、月、日、分、時、秒形式。它采用I2C協議，BlackfinPF0和PF1作為I2CCLK和DATA，而PF3作為實時時鐘中斷FLAG,其電路連接示意圖如圖3所示。 圖3 實時時鐘電路連接示意圖 4.復位電路 為了保證DSP在上電或按下復位鍵時能可靠復位，一般加一個復位延時電路，選用MAX708S來完成，如圖4所示。 圖4 復位電路 在上電過程中，RESET信號會在VCC達到穩定電壓后一段時間內(約200ms)保持為高，然后再變低。 信號為RESET“NOT”，即 會相對VCC延時一段時間后再變高，如圖5所示。這樣，在DSP各電源電壓已穩定情況下，DSP復位信號仍為低有效，就可以保證DSP正常復位。 圖5 上電過程中 信號 在上電以后，如果手動按下開關，使得MR上信號由高→低→高，產生一個低脈沖，這時， 管腳上也會輸出一個低脈沖，只是其低電平持續時間比MR上低電平持續時間長200ms左右，以保證DSP復位可靠完成，如圖6所示。 圖6 手動復位時 信號 5. 數字IO信號產生 在該控制系統中，要求產生8路數字IO信號。如果把這8路數字IO信號看成一個8bit數，則需產生一個有限長度非方波編碼信號，如下圖所示。在T0時刻需要產生數字IO信號為STAT0，比如說10010101；在在T1時刻需要產生STAT1，…，在Tn時刻需要產生STATn，而且T0可能不等于T1或Tn，STAT狀態也各不相同。 圖7數字IO信號狀態 這里選用BF561看門狗定時器(Watchdog Timer)來實現。在看門狗定時器操作中，先將計數值寫入寄存器WDOG_CNT中，然后看門狗定時器自動將WDOG_CNT值寫入寄存器WDOG_STAT。接著通過寄存器WDOG_CTL使能Watchdog Timer，看門狗定時器開始計數，逐次減小WDOG_STAT值，直至為0，這時預先編寫程序事件就會發生。要想輸出一個8bit數據，只需往某地址單元寫數，對應數據線就會寫出該數據。為了把該數據保持一段時間(Tx長度)，還需使用鎖存器將該數據鎖住。所以在BF561DSP程序中先定義了數字IO信號對應中斷事件，且中斷優先級較高，這是為了保證定時精確度，防止別事件干擾。 register_handler(ik_ivg9, DIO_WDOGA_ISR); 然后在中斷事件里，把當前要寫入數據寫到某地址單元上，然后使能Watchdog Timer，再將定時器值寫入WDOG_CNT中。定時器計數是以sclk為基準，程序代碼如下： *pDIO_Data_Port = codes; *pWDOGA_CTL =DISABLE_WDOG; *pWDOGA_CTL |=WDOG_EXPIRED_BIT; *pWDOGA_CNT =times; *pWDOGA_CTL = ENABLE_GPI; codes和times就是當前要產生數字IO編碼和長度。由于是一系列編碼，可以用數組索引形式，將當前值寫入。而我們事先定義DIO_Data_Port地址為0x24000000，這對應BF561AMS1地址空間，所以用AMS1作為鎖存器使能信號，將數據線上數據通過鎖存器以后再輸出，如下圖所示 圖8 數字IO鎖存器 6．標準RS232接口 為了讓控制系統與計算機之間可以進行數據相互傳遞，系統采用MAX3232芯片來實現，如圖9所示： 圖9 BF561與計算機之間串口通信框圖 BF561UART遵循異步串行通信協議，包括：5－8個數據位；1、11/2、2個停止位；有/無奇偶檢驗。而波特率滿足 其中，SCLK是DSP系統時鐘頻率，Divisor值介于1～65536，可以由timer寄存器相應值得到，滿足關系式 在BF561初始化設置中，將UART設為8bit數據模式，同時將Timer2設置為WDTH_CAP模式，用Timer2去捕獲串口數據變化率，而Timer2位于TMRS8寄存器里，程序初始化代碼如下： *pUART_LCR = WLS(8); *pUART_MCR = LOOP_ENA; *pTMRS8_DISABLE = TIMDIS2; *pTMRS8_STATUS = TRUN2 | TOVL_ERR2 | TIMIL2; *pTIMER2_CONFIG = TIN_SEL | IRQ_ENA | PERIOD_CNT | WDTH_CAP; *pTMRS8_ENABLE = TIMEN2; *pUART_GCTL = UCEN; 在程序一開始，就會按照初始化設置進行自動波特率檢測。當有字符輸入時，timer會測量連續2次下降沿寬度，并返回到timer所對應period寄存器里。比如說，如果發送”@”(0x40h)作為自動波特率檢測，發送時包括起始位，總共為8bit，如圖10所示。 圖10 自動波特率檢測字符”@”(0x40h) 此處period大小如上圖所示，捕獲UART bits為8位，所以得到 再根據波特率公式，就可以求得波特率大小。此段程序代碼如下： Period = *pTIMER2_PERIOD; //返回period值 Divisor = Period >> 7; //右移7bit就相當于除以16×8 BaudRate = SYSCLK/16/divisor; //得到波特率 結論 整個控制系統是以LCD顯示界面為基礎，按提示進行相應鍵盤操作。經過測試，該系統各部分工作正常，無相互干擾現象。實時時鐘定時精確，可以達到秒級。數字IO輸出波形編碼無亂碼，定時精度可達毫秒級。RS232接口傳輸數據時，以高達115200bit/s波特率傳輸，誤碼率小于5%。該控制系統已成功應用于某雷達系統控制子系統。 |
