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TMS320F241型DSP的SPI口EEPROM扩展

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

 摘要:叙述了TI公司的TMS320F241型DSP的串行外设接口(SPI)扩展EEPROM的软、硬件实现方法。
    关键词:DSP  SPI  EEPROM  X5043

    1.引言

    TMS320F241型DSP是目前应用比较广泛的一款定点DSP,它具有20MIPS的指令执行速度,强大的内部事件管理器、I/O端口和其他外围设备。其中,串行外设接口(SPI)是一个高速同步串行输入/输出(I/O)端口,它允许一个具有可编程长度(1到16位)的串行位流,以可编程的位传送速率从设备移入或移出。SPI通常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器间的通讯。

    在开发DSP系统时,某些情况下会读取或者存储一些定值,这时我们就需要扩展EEPROM。具有SPI接口的串行EEPROM均可被TMS320F241直接逻辑扩展,方便易行。X5043是Xicor公司最高时钟速率为3.3MHz带有块锁保护的4Kbits的CMOS串行EEPROM。该器件内部组织阵列是X8位,具有串行外围接口(SPI)和软件协议的特点,允许在简单的四线总线上工作;该器件利用Xicor专有的直接写入晶片提供最小为10万次擦写和最少100年的数据保存期。

    2.硬件设计

TMS320F241型DSP的SPI口EEPROM扩展

    X5043与TMS320F241型DSP的连接关系如图1所示。DSP作为主控制器,工作于主模式下,SPISIMO为DSP的数据发送端,连接到X5043的数据接收端(SI);SPISOMI为DSP的数据接收端,连接到X5043的数据发送端(SO);SPISTE配置成I/O口连接到X5043的片选端(/CS);SPICLK为SPI数据传送的时钟信号,连接到X5043的串行时钟端(SCK),串行时钟由DSP控制。DSP的数据在SPISIMO引脚上输出并从SPISOMI上锁存, DSP通过写入SPIDAT寄存器的数据启动SPICLK串行时钟信号从而启动数据传送,当8位串行位流传送完毕后,SPICLK信号中止,传送结束。

    3.软件设计

    3.1工作模式的选择

    TMS320F241的SPI接口有可选择的四种不同的时钟模式,如何选择时钟模式是它与各种扩展SPI接口器件实现时钟同步的关键。X5043的数据在时钟下降沿从SO引脚上输出并在时钟上升沿从SI引脚上锁存。读操作时,在其从SI引脚输入的最低位地址所对应的时钟下降沿,其SO引脚开始输出数据,如图5所示。

    作为主器件的DSP可以选择 ‘上升沿,无延时’和‘上升沿、有延时’两种时钟工作模式。‘上升沿,无延时’模式与X5043的工作模式一致,数据在SPICLK信号的时钟上升边沿(从低电平到高电平)从移位寄存器移出在SI引脚上锁存,在时钟下降边沿(从高电平到低电平)从SO引脚上输出的数据锁存到移位寄存器中。‘上升沿,有延时’模式如图4所示,数据在SPICLK信号上升沿前半个周期从移位寄存器移出,在紧接着的上升边沿在SI引脚上锁存,在时钟下降边沿(从高电平到低电平)从SO引脚上输出的数据锁存到移位寄存器中。

    3.2波特率的选择

    SPI波特率可以由如下两种情况计算得出:

    (1)对于SPIBRR=3~127,波特率的计算公式为:

    SPI波特率=CLKOUT/(SPIBRR+1)

    (2)对于SPIBRR=0~2,波特率的计算公式为:

    SPI波特率=CLKOUT/4

    式中,CLKOUT=器件的CPU时钟频率;SPIBRR=主SPI器件中的SPIBRR内容。

    X5043最大的SPI波特率为3.3MHz,若DSP的CPU时钟频率CLKOUT=16MHz,则:
最大的SPI波特率 =16×106/(SPIBRR+1)≤3.3×106Hz
SPIBRR≥4+9

    3.3 DSP的数据传输格式

TMS320F241型DSP的SPI口EEPROM扩展

  

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