设计参考源码手册1746个dsp课件1112单元

主讲人：陈朋博士、讲师地址：广C321室Phonemail：Chenpeng@DSP原理及应用I2第4章“串行通信接口（SCI）”1计算机通信概述2SCI串行通信接口3标准串行通信总线4SCI编程举例讲课内容5RS485实际应用举例31计算机通信概述计算机通信方式：1）串行通信；2）并行通信。计算机间或计算机与外部设备间交换信息，称为计算机通信。并行通信：一般包括8条数据线，几条控制线和状态线。特点是传输速度快，但通信距离短、传输线多。例如XINTF、并行打印机接口等。CPU

PA0~7PC7PC2地

地BUSYSTBDATA0~78255A打印机插座8255A并行打印机接口电路框图4

串行通信概述串行通信分类：1）同步通信；2）异步通信。典型的异步串行通信接口：RS-232、RS-422/485、USB等串行通信：通信线上既传输数据信息，也传输联络信息，因此收发双方就必须要有通信协议。特点是串行传输成本低，适用于远距离通信，但传输速度低。同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法是在发送器发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该时钟信号进行接收。异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自的时钟实现数据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频率，允许有一定偏差。同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是必须用各自的时钟同步的，为克服不同时钟的偏差，每个字符都有一个起始位进行同步。5计算机通信接口62SCI模块

串行通信接口（SCI－SerialCommunicationInterface）

F2812包含两个SCI接口，记做SCIA和SCIBSCI是一种异步串行通信接口，即通常所说的UARTSCI支持16级接收和发送FIFO，有助于减少CPU的开销如果不使用FIFO时，SCI接收器和发送器采用两级缓冲方式

SCI可工作于半双工或全双工模式（RS485/422）两种多处理器通信模式：空闲线与地址位多处理器模式为保证数据的完整性，SCI模块对接收到的数据可以进行间断、奇偶、超限和帧错误检测。

主要特点：7SCI与CPU间的接口SCI模块两个外部引脚CPU13个控制寄存器只能以16位方式访问3.3VTTL电平8SCI的数据格式SCI的数据格式包括：与RS232格式兼容1～8个数据位（通常为8位）1～2个停止位

一个奇/偶校验位或无奇偶校验位

区分地址和数据的附加位（仅地址位模式时存在）

一个开始位9SCI数据格式的配置

STOPBITS：指定发送时停止位个数，0－1个停止位，1－2个停止位；

EVEN/ODDPARITY：奇偶校验选择，0－奇校验，1－偶校验；

PARITYENALBE：校验使能，0－禁止奇偶校验，1－允许奇偶校验；

LOOPBACKENA：环路测试模式使能，1－TX数据内部送Rx，0－禁止

ADDR/IDLEMODE：多处理器模式选择，0－空闲线模式，1－地址位模式

SCICHAR2~0：数据长度选择，1～8位数据（000－111）。SCIA的通信控制寄存器10SCI通信格式1）

4个SCICLK周期的连续低电平表示有效的起始位；2）接收器收到1个起始位后开始接收数据；3）每个串行数据位占用8个SCICLK时钟周期；4）在随后的各位中进行三次采样(4、5、6)确定该位电平；5）串口两端的接收/发送器分别使用各自的时钟(异步方式)。（2）（1）（3）（4）11通信过程中的接收器信号1）置RXENA＝1（SCICTL1.D0），使能接收器接收数据；

地址位模式每个字符6个数据位5）数据的下一个字符到达SCIRXD引脚，检测到起始位；2）数据到达SCIRXD引脚后，检测起始位（SCI自动实现）；3）数据从RXSHF寄存器移位到接收缓冲寄存器（SCIRXBUF），产生一个中断请求，同时接收器数据准备好标志RXRDY＝1；4）用户程序读取SCIRXBUF寄存器，标志位RXRDY自动清零；6）RXENA=0，禁止接收数据。继续向RXSHF装载数据，但不送入SCIRXBUF。

SCIRXDRXSHFSCIRXBUFCPU教材P.7312通信过程中的发送器信号1）TXENA＝1（SCICTL1.D1），使能发送器发送数据；3个数据位地址位模式2）程序写数据到SCITXBUF寄存器，此时发送器不为空，TXRDY变低；4）TXRDY变高后，程序写第二个字符到SCITXBUF，随后TXRDY又变低；3）SCI发送数据到移位寄存器TXSHF后，产生中断请求，同时TXRDY变高；7）第二个字符发送完成后，发送器变空，TXEMPTY＝1。5）发送完第一个字符，开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF；6）TXENA＝0，禁止发送数据，SCI继续完成当前字符的发送；SCITXDTXSHFSCITXBUFCPU教材P.7313SCI的中断

SCI通信过程可以使用中断方式或查询方式控制接收器和发送器的工作；发送器和接收器有独立的中断使能位(TXINTENA、RX/BKINT、RXERR).当中断被屏蔽时，但标志位仍然有效，可以反映发送和接收状态；发送器有一个SCITXBUF空标志(TXRDY＝1)，接收器有3个中断标志：

1）接收器数据准备好(RXRDY＝1)；

2）接收器错误标志位(RXERROR＝1)；

3）如果SCIRXD引脚连续保持至少10个低电平，则产生一个间断条件（BRKDT＝1）。

1、发送器中断：

1）置位TXINTENA（SCICTL2.0）；

2）只要SCITXBUF中数据传送到TXSHF中，就会产生发送器中断；

3）该操作将TXRDY置位（SCICTL2.7），表示CPU可以继续写数据。14SCI的中断（续）3、在接收器错误中断服务子程序中，可以检测错误条件：

1）FE：当检测不到一个期望的停止位时，帧错误标志置位；

2）OE：在前一个字符被CPU读取前，有新的字符送到SCIRXBUF中时，置位超时错误标志，此时前一个字符被覆盖；

3）PE：当接受字符中1的个数和它的奇偶校验位之间不匹配时（含地址位），且校验模式被使能时，奇偶校验错误标志置位。

2、接收器/间断中断：如果置位RX/BKINTENA(SCICTL2.1),则下列条件之一产生接收器中断：

1）SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF中的数据送SCIRXBUF，就会产生接收器中断，同时将RXRDY置位（SCICTL2.6）；

2）间断检测条件发生（在一个缺少的停止位后，SCIRX保持10周期的低电平）。该操作将BRKDT置位，并产生中断。错误标志位不能被直接清除，只能通过软件复位或系统复位来清除。15SCI的波特率计算SYSCLKOUT/4注意：如果BSR＝0，则波特率＝LSPCLK/16.BSR－－Baud－SelectRegister

波特率：串行通信过程每秒钟传送的二进制脉冲数目，单位:bit/s（位/秒）串行时钟SCICLK由低速外设时钟LSPCLK和波特率选择寄存器确定；

SCI使用16位波特率选择寄存器，可以设定为64K种波特率；

SCI波特率＝LSPCLKBSR＋1＝LSPCLK(BSR+1)×8SCICLK×8BSR1≤BSR≤65535，如果BSR＝0，等同于BSR＝116SCI多处理器通信

1、地址字节发送节点发送信息的第一个字节是地址字节（各个从机的地址预先定义好），所有接收节点都读取该地址字节。只有地址字节与接收节点的地址字相符，才能接收数据，否则等待下一个地址字节。

2、Sleep位（接收器休眠位）连接到串行总线上的所有处理器都将SCISleep位置1，这样只有检测到地址字节后才会中断。当数据块地址与用户软件设置的处理器地址相符时，用户必须清除Sleep位，以便SCI能够在接收每个数据字节时产生中断。

在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器(主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控制），但可以多个节点同时接收数据。17SCI多处理器通信

多处理器模式下，接收步骤如下：

接收地址块时，SCI端口被唤醒并申请中断，读取地址块的第一帧，该帧包含目的处理器的地址；比较接收的地址字节与内存中存放的器件地址；如果二者一致，则编程使CPU清除SLEEP位，并读取数据块中各个数据帧；否则，退出接收子程序并保持SLEEP置位，直到下一个地址块的开始才接收中断。

如何识别地址字节？

SCI的两种模式均支持多处理器通信。18空闲线多处理器模式

数据块被各数据块间的空闲时间分开；一帧空闲时间（10位或更多位个高电平）表示数据块的开始;ADDR/IDLEMODE＝0空闲时间19空闲线多处理器模式

块起始信号的产生：方法二：利用TXWAKE位产生11位的空闲时间

1）首先置位TXWAKE（SCICTL1.3），控制数据发送特征；

2）写一个数据字节（内容不重要）到SCITXBUF，发送一个块开始信号（11位的空闲时间）；

3）写一个新的地址到SCITXBUF，当TXSHF再次空闲后，SCITXBUF内容送TXSHF，TXWAKE被清零；

4）随后依次发送各个数据帧。方法一：人为地在两个数据块间增加10或更多位的空闲时间。20地址位多处理器模式

地址位多处理器协议中，每帧的最后一个数据位后有一个附加的地址位；数据块的第一帧的地址位设置为1，其余帧的地址位为0；数据传输与数据块间的空闲周期无关。ADDR/IDLEMODE＝121地址位多处理器模式数据块发送：1）发送地址帧：TXWAKE位置1，并写适当的地址值到SCITXBUF寄存器；这样串行总线上的其它微处理器会读取该地址。2）发送数据帧：将TXWAKE位清零，然后向SCITXBUF中写入要发送的第一个数据；3）依次发送其余的数据帧，直至整个数据块发送完毕。TXWAKE=1发送地址TXWAKE＝0发送数据提示：

地址位模式下数据块间不需要等待，传输小数据块时效率较高，通常应用于11个或更少字节的数据块传送。而数据块较大时推荐使用空闲线模式。22SCI的增强特性SCIFIFO描述发送器与接收器各有16级FIFO，有3个专门的寄存器控制；复位时，SCI工作于标准模式，禁止FIFO功能。

自动波特率检测自动检测SCI通信的波特率，并刷新BSR寄存器。233标准串行总线接口机械连接：25针，9针电气方面：采用负逻辑电平：－5V～－15V规定为逻辑“1”

＋5V～＋15V规定为逻辑“0”计算机远程通信1、RS-232C标准（RecommendedStandard）DTE（DataTerminalEquipment）数据终端DCE（DataCommunicationsEquipment）数据通信装置24RS-232接口的硬件连接RXD2TXD3GND5DCD1DTR4DSR6RTS7CTS82RXD3TXD5GND1DCD4DTR6DSR7RTS8CTSPC机1PC机2双绞线：小于50英尺RS232的信号定义：TXD/RXD:是一对数据线，TXD称发送数据输出，RXD称接收数据输入，当两台计算机以全双工方式直接通信时，双方的这两根线应交叉连接。GND:所有的信号都要通过信号地线构成回路。其余为联络（握手信号）信号线.123456789DSRRTSCTSRIDCDRXDTXDDTRGNDDB-9型连接器25半双工RS485通信RS-485采用平衡线路，每个信号都有专用的导线对，其中一根导线上的电压等于另一根导线上的电压取反，测量的是电压差。可以消除共模噪声的影响，不受接地电势差异的影响。

VA－VB>0.2V逻辑“1”VA－VB<－0.2V逻辑“0”

实际差动输出：最小±1.5V,最大±6V主机从机26全双工RS422通信电缆最大长度：1200m(90kbps),120m(1Mbps)数据传输速率(最大)：10Mbps最大驱动器数量：256个最大接收器数量：256个主机从机从机27RS-232与RS485的电平比较

RS-232C是非平衡线路，接收器对信号电压Vin和通用地线之间的电压作出响应，易受地线上干扰的影响。

RS232电平

RS-485采用平衡线路，每个信号都有专用的导线对，测量的是电压差。可以有效消除共模干扰的影响，且不受接地电势差异的影响。缺点：不具有抗共模干扰能力数据传输速率低传输距离短(15m)MC1488MC1489MC3487MC3486RS-485电平TTLTTLTTLTTL28MAX3160芯片

MAX3160：引脚可编程为2路RS-232或一路RS4-22/485传输速率:RS-232(1Mbps),RS－485(10Mbps)

引脚编程的RS-485(半双工)/RS-422(全双工)

允许串行总线上扩展256个收发器单电源工作（3.0V～5.5V）信号IO/引脚功能说明

RS485/232

输入/11

高电平为RS485/422模式，低电平为RS232模式

DE485/T2in

输入/15

RS485/422驱动器的使能或RS232发送（RTSA）

FAST

输入/10

低电平使能RS-232的速率限制（250kbps)

HDPLX

输入/12

高电平为半双工模式，高电平为全双工模式R1out输出/7RS232接收器输出（为CTSA）29RS-232接口电路通过CPLD芯片来配置通信模式。SCIB304编程举例－SCI的初始化unsignedint*UART_MODE=(unsignedint*)0x80005;voidInitSci(void){ *UART_MODE=0x04;//RS232，全双工，无速率限制

EALLOW;GpioMuxRegs.GPGMUX.all=0x0030;//InitializeSCI-BEDIS;ScibRegs.SCICCR.all=0x07;//

onestopbit;paritydisabled;idlelinemode;8bitdata

ScibRegs.SCICTL1.all=0x03;//

SCIsoftwarereset;transmitterandreceiverenabled

ScibRegs.SCICTL2.all=0x03;//EnalbebothTxRDYandRxRDYinterruptsScibRegs.SCIHBAUD=0x00;

ScibRegs.SCILBAUD=0xF3;//Baudrate=150/4/244/8=19.21kScibRegs.SCICTL1.all=0x23;//Re-enabletheSCIbywrittinga1toSWRESET

PieCtrl.PIEIER9.bit.INTx3=1;//SCIBRXINTPieCtrl.PIEIER9.bit.INTx4=1;//SCIBTXINT

}31发送数据完成//************************************************************** name: intSciaTx_Ready(void) input: none output: i＝1:ready；i=0: busy//**************************************************************intScibTx_Ready(void){ unsignedinti; if(ScibRegs.SCICTL2.bit.TXRDY==1) { i=1; } else { i=0; } return(i);}32接收数据准备好//************************************************************* name: intSciaRx_Ready(void) input: none output: i＝ 1: newdata 0: none//*************************************************************intScibRx_Ready(void){ unsignedinti; if(ScibRegs.SCIRXST.bit.RXRDY==1) { i=1; } else { i=0; } return(i);}33中断服务程序interruptvoidSCIRXINTB_ISR(void)//SCI-B{ PieCtrl.PIEACK.bit.ACK9=1; if(ScibRx_Ready()==1) { Sci_VarRx[j]=ScibRegs.SCIRXBUF.all; Send_Flag=1; j++; if(j==100) {j=0; } }}interruptvoidSCITXINTB_ISR(void)//SCI-B{ PieCtrl.PIEACK.bit.ACK9=1;

……}34SCI测试程序#include"DSP28_Device.h"unsignedintSci_VarRx[100