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多路异步串行通信系统在光纤陀螺组合中的设计与实现

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:DSP在与多个外设进行通信时,需要扩展异步串行通信接口。以TMS320C6711为例,采用ST16C554异步串行收发器,介绍了目前最先进的C6000系列DSP与多路RS232、RS485/422设备通信的设计方案,并给出了软硬件实现实例。
  关键词:数字信号处理器通用异步串行收发器可编程逻辑器件光纤陀螺
  
  DSP与计算机通信的外部接口主要可划分为串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用RS232、RS485/422、USB、IEEE1394等协议的通信,并口通信包括采用IEEE488、IEEE1248等协议的通信。本文主要介绍DSP多路RS232、RS485/422通信系统的设计与实现,并将此系统应用于光纤陀螺三维角速率测量组合中。
  
  1系统方案设计
  
  1.1系统框图
  
  图1为DSP多路异步串口通信系统的框图。计算机接收端为通用的数据采集卡,其与DSP之间采用RS485/422协议,通信速率可达921.6kBPS。光纤陀螺与DSP之间采用RS232协议,通信速率可达115.2kBPS。该系统可以实现DSP与三路RS232设备和一路RS485/RS422设备的通信。
  
  1.2TMS320C6711简介
  
  TMS320C6000系列DSP芯片最初主要是为移动通信基站的信号处理而推出的超级处理芯片,200MHz时钟的TMS320C6711完成1024点的FFT算法的时间只要66μs,比传统的DSP芯片要快一个数量级,因此在民用和军用领域都有广阔的应用前景。在军事通信、电子对抗、雷达系统、精确制导武器等高智能化的应用领域,这种芯片的处理能力具有不可替代的优势[2]。TMS320C67XX是TMS320C6000中的浮点系列,TMS320C6711是其中性价比较好的一款芯片。正如其它的TMS320C6000系列芯片一样,该芯片提供了两个多通道同步缓冲串口,没有提供异步串口,因此需要进行异步串口扩展。
  
  1.3通信方案设计
  
  目前几乎所有的数字信号处理器都提供了一个或多个串行接口,然而,多数DSP芯片提供的是同步串口。在实际的应用中,也需要DSP能够与多个外设进行异步串行通信,如与PC机或光纤陀螺之间进行串行数据传输就要求DSP系统具有多路UART串行接口;当然也可以利用通用的I/O口构成串口,由软件设定波特率(在DSP不繁忙的情况下,往往采用这种方法)。但是当这两种I/O线被占用或对通信的实时性要求较高时,DSP应该通过扩展异步通信芯片来实现高速串行通信。
  
  针对这种情况,本文研究并实现一种简单可靠的异步串口扩展方法,即在DSP的并行总线上扩展UART芯片,用硬件实现异步数据传输。该方法的优点是软件实现简单,代价是在总线上需扩展其它设备。由于本方案要实现DSP与四路外设的异步串口通信,综合考虑硬件连接和软件编程的方便性,采用四通道ST16C554串行异步收发器与多路电子转换芯片MAX3245E来完成。这样,用最简单的硬件连接和软件编程就能实现四路异步的串行通信。
  
  1.4ST16C554简介
  
  ST16C554是EXAR公司的异步通信芯片,其主要特点如下[3]:
  
  ·与

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