【正文】 FIFO 擴(kuò)展構(gòu)思：研究通用 UART 芯片 SC16C654 的各種功能以及雙端口存儲(chǔ)器的可使用硬件資源，以及研究了雙端口存儲(chǔ)器 IDT70V05 的硬件資源、中斷功能、硬件信號(hào)燈使用方法，提出使用 DSP 和單片機(jī)協(xié)同管理控制多串口模塊的數(shù)據(jù)雙向收發(fā)，設(shè)計(jì)了智能串口的數(shù)據(jù)通信協(xié)議并根據(jù)協(xié)議設(shè)計(jì)軟硬件，從而實(shí)現(xiàn)串口模塊的多通道大緩沖 FIFO。 結(jié) 論如今，在各種手持消費(fèi)電子設(shè)備、醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備、自動(dòng)售貨機(jī)、售票機(jī)、ATM機(jī)、銷售終端（POS），工業(yè)和控制設(shè)備中都可以看到觸摸顯示屏。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—XXX，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。軟件設(shè)計(jì)上需根據(jù)系統(tǒng)的進(jìn)一步要求改進(jìn)現(xiàn)有方案，使數(shù)據(jù)處理更加高效。重點(diǎn)研究了 DSP系統(tǒng)的初始化過程、PLL 倍頻控制器結(jié)構(gòu)、EMIF 可編程模塊的結(jié)構(gòu)和各種寄存器配置方法。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)本課題研究的是一種屬于液晶顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域的基于DSP的液晶顯示屏控制電路，包括TMS320F2812 DSP，第一存儲(chǔ)器，第二存儲(chǔ)器，RS232接口，液晶顯示模塊。0x7AHMI 和視頻功能切換。0x79蜂鳴器鳴叫指定長(zhǎng)度時(shí)間。0x73HMI 上傳數(shù)據(jù)：觸摸坐標(biāo)位置。圖53 按鈕1 其次對(duì)抽齒數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可直接點(diǎn)擊抽齒數(shù)（按鈕2），如圖44，連續(xù)按下系統(tǒng)有規(guī)律遞增，也可直接點(diǎn)擊抽齒數(shù)方框直接輸入數(shù)字，更準(zhǔn)確、快捷。 //將保存的數(shù)據(jù)寫回原空間}}第五章 串口屏的應(yīng)用設(shè)計(jì) 觸控配置 點(diǎn)擊動(dòng)畫效果按鈕1，2，3，分別轉(zhuǎn)換為總齒數(shù)界面、抽齒數(shù)界面和啟動(dòng)/暫停調(diào)試界面。i++) {tmp=*(volatile unsigned char *)(adr+i)。return x 。x = data1。unsigned x。 // 0x2AAA 1*(volatile short *)addr1 = 0xaa 。0xFFFF。 // 0x5555 1volatile unsigned addr2 = 0x90005554。*EMIF_SDEXT = 0x54529。volatile int *EMIF_CTR_C1 = (volatile int *)0x1800004。因此 EMIF 接口具有強(qiáng)大的復(fù)用性和可擴(kuò)展性。TMS320C6713 的 EMIF 接口信號(hào)C6713 的 EMIF 要求系統(tǒng)提供外部時(shí)鐘源（ECLKIN）。 //8 倍輸入源的頻率*PLL_CSR = 0x0。volatile int *PLLM = (volatile int *)0x01b7c110。讀 PLL 狀態(tài)寄存器，如果判斷輸入時(shí)鐘穩(wěn)定，則使能 PLL 功能。當(dāng)接收完本通道數(shù)據(jù)后，將接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度標(biāo)記單元內(nèi)容清零，指針變量指向?qū)?yīng)通道初始位置，接收標(biāo)記取反（下一次從另一個(gè)通道取數(shù)）。*(volatile char xdata *)SD_HIGH_FLAGADDR0 = 0x00。*(volatile char xdata *)THR_ADDR0 = *send_highaddr[0]。 //釋放信號(hào)燈}}else{*(volatile char xdata *)SEM_ADDR0 = 0x00。++sendedlen[0]。//等待信號(hào)燈if(*(volatile char xdata *)SD_LOW_FLAGADDR0 == (char)0x00){*(volatile char xdata *)SEM_ADDR0 = 0xff。2. 單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流程：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)送 DSP 傳輸?shù)酱诘臄?shù)據(jù)是一個(gè)“拆包”的操作，將完整的一幀數(shù)據(jù)按順序地發(fā)送到串行接口。DSP 發(fā)送數(shù)據(jù)的流程如圖 所示。DSP 處理器主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的模塊化發(fā)送，而單片機(jī)主要是將 DSP 發(fā)送的模塊化數(shù)據(jù)“拆包”逐字節(jié)地發(fā)送到串行接口。先查看單片機(jī)接收通道標(biāo)記，如果為 0x00 則將數(shù)據(jù)放入接收低通道，如果為0xff 則將數(shù)據(jù)放入接收的高通道。圖 中的深色部分是存放在雙端口存儲(chǔ)器中的共享資源。其中2路用于RS23，另外的4路用于RS42隔離技術(shù)是破壞地干擾途徑的抗干擾方法，硬件上常用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)電→光→電的隔離，這樣可以有效地破壞干擾源的進(jìn)入，可靠地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離，且容易構(gòu)成各種功能狀態(tài)。通過對(duì)單片機(jī) P2 口的最高三位 、 譯碼后選中 SC16C654 四通道中的任意一個(gè)通道進(jìn)行相關(guān)操作。圖 單片機(jī)地址/數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路圖存儲(chǔ)器提供了兩個(gè)完全獨(dú)立的端口，每個(gè)端口分別有自己的控制線、地址線和I/O數(shù)據(jù)線。DSP 可以訪問雙端口存儲(chǔ)器，取出來(lái)自串口的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。為了能夠充分節(jié)省 DSP 的資源，使其有更多的時(shí)間用于算法的實(shí)現(xiàn)，串口模塊中需給 DSP 處理器提供一個(gè)容量較大的接收和發(fā)送緩沖區(qū)。使用 JTAG 方式就是片上調(diào)試的一種方法。該器件的工作電壓范圍是 ，具有功耗低、編程方便等特點(diǎn)。在使用該款芯片時(shí)要注意散熱問題，芯片的 1124 引腳既作為接地引腳使用同時(shí)又作為散熱引腳使用，同時(shí)芯片的背面有一塊導(dǎo)熱板，可以在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，在該芯片的封裝處預(yù)留導(dǎo)熱焊盤，同時(shí)通過若干過孔把焊盤引到電路板的地層，這樣可以起到很好的散熱效果，DSP 從而可以獲得穩(wěn)定的電壓。： 圖 TMS320C6713 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 DSP復(fù)位電路設(shè)計(jì)DSP 復(fù)位包括上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩個(gè)部分。DSP 作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制器與 SDRAM 和 FLASH 交互數(shù)據(jù)、向串口模塊收發(fā)數(shù)據(jù)以及與 1553 總線模塊建立通信。 硬件開發(fā)流程 本文的設(shè)計(jì)使用了protel軟件作為硬件原理圖和PCB圖設(shè)計(jì)開發(fā)的工具，DSP 系統(tǒng)的軟件開發(fā)主要是在 CCS平臺(tái)下的 C 語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言編程。其次，硬件電路工程師需根據(jù)處理器的擴(kuò)展屬性根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的硬件電路原理圖。 概述目前Tl公司的DSP產(chǎn)品主要分為2類，一類為定點(diǎn)型的DSP，一類為浮點(diǎn)型的DSP。（6）具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器。（6）集成方便：DSP 系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成。用玻璃清潔劑和麂皮徹底地清潔觸摸屏的兩個(gè)表面，同時(shí)清潔顯示器的表面。某些顯示器如PHILIPS前罩可視框高度不夠，如果不貼防塵條裝入觸摸屏?xí)箵Q能器被壓壞，從而導(dǎo)致觸摸屏無(wú)法使用，這種現(xiàn)象在純平顯示器上猶為突出，貼上防塵條可以為換能器墊出空間，從而解決這一問題。產(chǎn)品主要分為電容式觸摸屏，電阻式觸摸屏和表面聲波觸摸屏三類。這支筆能夠發(fā)射電磁波，通過接收裝置感應(yīng)到筆在屏幕上方的位置，就可進(jìn)行定位。4）聲波識(shí)別式觸摸屏聲波識(shí)別式觸摸屏包括聲脈沖識(shí)別觸摸屏和表面波識(shí)別觸摸屏，通過識(shí)別表面連續(xù)或脈沖聲波的變化來(lái)確定觸摸位置。光感應(yīng)型由裝在觸摸屏外框上的紅外線發(fā)射與接收感測(cè)元件構(gòu)成，在框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。電容式觸摸屏的雙層結(jié)構(gòu)能保護(hù)導(dǎo)體及傳感器，更有效地防止環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，依然可以準(zhǔn)確算出觸摸位置。電阻式觸摸屏的價(jià)格比較低廉，能在較為惡劣的環(huán)境下工作，并且利于大規(guī)模生產(chǎn)，因此成為發(fā)展最早、用途最為廣泛的觸摸屏。人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。十幾年前，液晶顯示開始大規(guī)模從“筆段型顯示”轉(zhuǎn)向“點(diǎn)陣型顯示”儀器，儀表產(chǎn)品中也只有那些號(hào)稱智能儀表的產(chǎn)品才能使用。然后通過研究通用UART芯片 SC16C654 的 FIFO 功能，圍繞 DSP 和單片機(jī)進(jìn)行了智能串口的硬件設(shè)計(jì)。DSP技術(shù)設(shè)備具有靈活、精確、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)備尺寸小、速度快、性能穩(wěn)定和易于升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。然后設(shè)計(jì)了 DSP 初始化模塊的相關(guān)程序，并完成了擴(kuò)展存儲(chǔ)器的軟件測(cè)試。雖然有些產(chǎn)品可能以前就使用液晶顯示，但是今天使用的液晶顯示產(chǎn)品無(wú)論從技術(shù)上還是從質(zhì)量上或功能上都有了質(zhì)的提高和飛躍。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。不過，電阻式觸摸屏較大的缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)觸摸，這也限制了它在高端智能手機(jī)和游戲機(jī)中的應(yīng)用2）電容式觸摸屏電容式觸摸屏又可以細(xì)分為表面式和投射式兩種，表面式電容觸摸屏多用于ATM機(jī)和街機(jī)等大型設(shè)備，而投射式電容觸摸屏多用于手機(jī)。隨著高端智能手機(jī)，特別是iPhone這樣支持多點(diǎn)觸摸的智能手機(jī)的流行，電容式觸摸屏的出貨量出現(xiàn)了飛速增長(zhǎng)。它安裝方便、不需要任何控制器，可以用在各檔次的設(shè)備上。超聲波發(fā)射器能沿著屏幕表面發(fā)送高頻超聲波，當(dāng)手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波波形即發(fā)生變化，由此確定坐標(biāo)位置。電磁感應(yīng)式觸摸屏造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利于手寫輸入文字，還可以和其它觸摸屏集成在一起，因此廣受歡迎。觸摸屏顯示器外形同普通顯示器沒有明顯差別，只是比普通顯示器多出了一條觸摸屏信號(hào)線。 5）粘貼雙面膠。第二章 數(shù)字信號(hào)控制器 DSP的特點(diǎn)及基本結(jié)構(gòu)DSP 的主要特點(diǎn)：DSP 處理器作為當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)運(yùn)用最廣泛的處理器之一，主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：（1）接口方便：DSP系統(tǒng)與其他以現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是互兼容的。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點(diǎn)：（1）在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法。為了快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算，DSP芯片一般都采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)。Tl 公司的浮點(diǎn)型DSP的型號(hào)有TMS320C3X/4X、TMS320C67X等。第一、硬件開發(fā)工程師需根據(jù)信號(hào)完整性的原理完成 PCB 板的布局和布線。CCS有兩種工作模式，即軟件仿真器模式：可以脫離DSP芯片，在PC機(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。接收數(shù)據(jù)時(shí)將來(lái)自串口的數(shù)據(jù)“打包”供 DSP 接收，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將 DSP 發(fā)送的打包數(shù)據(jù)“拆包”發(fā)送到對(duì)應(yīng)串口，從而完成智能串口的設(shè)計(jì)。兩種復(fù)位方式的復(fù)位信號(hào)在 CPLD 可編程邏輯器件中進(jìn)行相或之后將復(fù)位信號(hào)送入 DSP 處理器。同時(shí)為了便于觀察，在 PCB 板上接了一個(gè)發(fā)光二極管，按鍵按下由于 SYS_RST 為低電平，VCC 和地之間的壓降將導(dǎo)致 LED 管的導(dǎo)通，從而發(fā)光提示系統(tǒng)復(fù)位。由于 FLASH 是一個(gè)異步存儲(chǔ)器芯片，因此在和 FLASH 連接的時(shí)候，DSP 芯片的 83 和 75 引腳分別工作在 AWE（異步寫）和 AOE（異步讀）模式SST39VF1601 芯片的數(shù)據(jù)總線和地址總線長(zhǎng)度分別為 16 位和 20 位，因此可以支持 16Mb 的容量擴(kuò)展。本次設(shè)計(jì)的 JTAG 仿真接口電路如圖 所示。同時(shí)使用 8K8bit 的雙端口存儲(chǔ)器作為串口與 DSP 交互的硬件載體。 單片機(jī)及硬件電路擴(kuò)展單片機(jī)又稱單片微型計(jì)算機(jī)，是將 CPU、RAM、ROM、I/O 接口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。雙端口RAM在使用上應(yīng)注意的一個(gè)問題是有可能發(fā)生爭(zhēng)用。讀取LSR寄存器的最低位LSR[0]可以判斷是否有數(shù)據(jù)放入 FIFO 中，如果該位為 1 則表示接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。本文光電隔離模塊的電路原理圖如圖 所示：圖 串口光電隔離電路原理圖如圖所示，從 SC16C654 發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)(一共有 6 個(gè)通道，由于篇幅限制只了通道 A，例如 SAOUT)，經(jīng)過 74HC04 反向后輸出，經(jīng)過光電隔離之后電次取反，并將結(jié)果送往串口芯片，因此設(shè)計(jì)可以保證數(shù)據(jù)的邏輯正確。通過 DSP 和單片機(jī)的共同編程控制，可以實(shí)現(xiàn) 256 字節(jié)、6 通道緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)。接著訪問共享資源中的允許發(fā)送標(biāo)記，如果檢測(cè)獲知可以發(fā)送則將整個(gè)一幀的數(shù)據(jù)發(fā)送至該通道，然后將本次發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寫入發(fā)送長(zhǎng)度標(biāo)記單元。然后查看接收的長(zhǎng)度是否為 0，如果不為 0，則修改單片機(jī)接收通道標(biāo)記值，此刻單片機(jī)如果接收到串口數(shù)據(jù)，可以將數(shù)據(jù)放入另一半通道，這樣可以提高數(shù)據(jù)處理速度，充分利用雙端口存儲(chǔ)器的資源。DSP 將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入數(shù)組中，整包地向雙端口存儲(chǔ)器中存放數(shù)據(jù)。1. 單片機(jī)初始化串口：?jiǎn)纹瑱C(jī)在初始化 UART 時(shí)主要有三個(gè)任務(wù)。在單片機(jī)每次循環(huán)處理本通道的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，首先檢測(cè)本次將訪問的半通道標(biāo)記，然后查看對(duì)應(yīng)的低（高）通道允許發(fā)送標(biāo)記。*(volatile char xdata *)SEM_ADDR0 = 0xff。sendedlen[0] = 0。return。if(sendedlen[0] = sendlen[0]){sendchl_flg[0] = 0xff。 DSP接收數(shù)據(jù)流程當(dāng) DSP 需要處理串口數(shù)據(jù)的接收任務(wù)時(shí)，同樣需要訪問雙端口中與單片機(jī)處理器的交互信息，如接收長(zhǎng)度標(biāo)記、單片機(jī)接收通道標(biāo)記。 PLL倍頻設(shè)計(jì)通過對(duì) PLL 鎖相環(huán)控制器有關(guān)寄存器的設(shè)置，可以使 DSP 工作在高速的頻率下，從而滿足系統(tǒng)的需求。volatile int *DEVCFG = (volatile int *)0x019c0200。 //EMIF 模塊的時(shí)鐘源是 SYSCLK3*DIVIDER_D0 = 0x8000。 //等待輸入時(shí)鐘穩(wěn)定*PLL_CSR = 0x1。如果有需要，CLKOUT2 的輸出可以反饋?zhàn)鳛?ECLKIN 的輸入。全局控制寄存器（GBLCTL）是針對(duì)所有的 CE 空間配置的寄存器。volatile int *EMIF_SDCTL = (volatile int *)0x1800018。 //CE2 空間為 8 位的異步接口*EMIF_CTR_C3 = 0x5275c