新型數(shù)據(jù)通信方式GSM-R手持終端的實現(xiàn)

4 軟件實現(xiàn)

　　本文使用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D，對其相應的地址進行讀操作，完成選定語音的播放。SPI收發(fā)程序往往是一段采用輪循方式完成收發(fā)的簡單代碼，也就是單片機通過MOSI寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)。同時根據(jù)查詢MOSI狀態(tài)寄存器的狀態(tài)來判斷是否能發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。在此過程中，單片機處于死等的狀態(tài)，不能進行任何其它任務的執(zhí)行。對于高速的AVR來講，采用這種方式大大降低了MCU的效率，無法發(fā)揮其高速、高效的特點。同時，由于ATMEGA48在完成語音回示的同時，還需要完成語音通話、故障記錄等功能，因此需要MCU能更高效地完成SPI收發(fā)功能。

　　在使用ATMEGA48時，根據(jù)芯片本身的特點（片內(nèi)大容量RAM，適合采用高級語言編寫系統(tǒng)程序），使用了一種新的方法，采用接收和發(fā)送緩沖器加中斷的方法，編寫高效可靠的SPI收發(fā)程序。

　　基本思路如下：

　　1、發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果MOSI數(shù)據(jù)寄存器為空，則直接將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入MOSI數(shù)據(jù)寄存器，由單片機自動完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。

　　2、發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果MOSI數(shù)據(jù)寄存器不為空，也就是說有待發(fā)的數(shù)據(jù)，此時將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)填入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（構(gòu)建在ATMEGA48的RAM中）。單片機將數(shù)據(jù)置入發(fā)送緩沖區(qū)中，就算已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的發(fā)送，可以執(zhí)行別的指令，這樣，充分發(fā)揮了其并行高速運行的特點。本文在中斷處理程序中完成對發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的處理。每次MOSI數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)發(fā)送完成，都會產(chǎn)生一個中斷，因此當產(chǎn)生中斷時，表明前一個數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成，將待發(fā)的發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)置入MOSI數(shù)據(jù)寄存器，進行數(shù)據(jù)的自動發(fā)送。

　　以下為SPI數(shù)據(jù)發(fā)送程序和SPI中斷處理程序，流程分別如圖2、圖3所示。

圖2 數(shù)據(jù)發(fā)送程序

圖3 中斷處理程序

　　采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法，能夠高效地完成數(shù)據(jù)的收發(fā)，提高MCU的效率，具有以下優(yōu)點：

　　l、采用兩個8字節(jié)的接收和發(fā)送緩沖器來提高MCU的效率，如當程序發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果SPI口不空閑，就將數(shù)據(jù)放入發(fā)送緩沖器中，MCU不必等待，可以繼續(xù)執(zhí)行其它工作。而SPI的硬件發(fā)送完一個數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中斷，由中斷服務程序負責將發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)依次送出。

　　2、數(shù)據(jù)緩沖器結(jié)構(gòu)是一個線性的循環(huán)隊列，由讀、寫和隊列計數(shù)器3個指針控制，用于判斷隊列是否空、溢出，以及當前數(shù)據(jù)在隊列中的位置。

　　3、由于在數(shù)據(jù)發(fā)送程序和中斷服務程序中都要對數(shù)據(jù)緩沖器的讀、寫和隊列計數(shù)器3個指針進行判斷和操作，為了防止沖突，在數(shù)據(jù)發(fā)送程序中對3個指針操作時臨時將中斷關(guān)閉，提高了程序的可靠性。

　　5 結(jié)語

　　整個控制系統(tǒng)采用緩沖加中斷的SPI發(fā)送方法，使用兩個數(shù)據(jù)緩沖器，分別構(gòu)成循環(huán)隊列。這種程序設計思路，不但程序的結(jié)構(gòu)性完整，同時也解決了高速MCU和低速串口之間的矛盾，實現(xiàn) 程序中任務的并行運行，提高了MCU的運行效率，同時這種程序設計的思路對編寫UART、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鑒。