單片機在跳頻系統(tǒng)數(shù)字信號處理中的應(yīng)用

４．２ ＳＰＩ的程序設(shè)計

在該ＦＨ信號處理模塊中，單片機通過ＳＰＩ與ＦＰＧＡ交換數(shù)據(jù)。ＦＰＧＡ選用Ｘｉｎｌｉｘ公司的ＸＣＶ１００。下面具體介紹幾個主要的子程序：

（１）ＳＰＩ的初始化

程序在復(fù)位時，通常都要對ＳＰＩ口進行初始化。單片機設(shè)置若為主機。ＳＰＩ的數(shù)據(jù)順序為ＬＳＢ?低位?在前。ＳＣＫ時鐘空閑時為低電平，在ＳＣＫ的下降沿采樣數(shù)據(jù)；時鐘為系統(tǒng)時鐘的１／１２８。那么，具體的初始化程序如下：

ｒｅｓｅｔ:ｌｄｉ ｒｘ,＄０

ｏｕｔ ｓｐｓｒ,ｒｘ ?;清ＳＰＩ中斷標(biāo)志，寫沖突標(biāo)志

ｌｄｉ ｒｘ,＄０ｆ７;

ｏｕｔ ｓｐｃｒ, ｒｘ ?;設(shè)置ＳＰＩ的傳輸參數(shù)

（２） ＳＰＩ的發(fā)送程序

單片機每次需要把１０ｂｙｔｅ的相關(guān)碼送給ＦＰＧＡ，因此應(yīng)將ＳＲＡＭ區(qū)的＄０９ｃ２－＄０９ｄｆ段設(shè)定為ＳＰＩ的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后由ＳＰＩ從該緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)直到發(fā)送完畢。ＳＰＩ的發(fā)送函數(shù)如下：

ｓｐｉ_ｓｅｎｄ:ｌｄｉ ｘｈ,＄９

ｌｄｉ ｘｌ,＄０ｃ２;

ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｏ,ｘｌ ;將ＳＰＩ緩沖區(qū)的輸出地址設(shè)為＄ｃ２

ｌｄｉ ｒｙ, １０ ?;將１０ｂｙｔｅ相關(guān)碼存入＄９ｃ２開始的地址

ｓ６７_２: ｌｄ ｒｘ, ｙ＋ ?;ｙ為相關(guān)碼存放的地址

ｓｔ ｘ＋, ｒｘ

ｓ６７_３: ｄｅｃ ｒｙ

ｂｒｎｅ ｓ６７_２

ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｉ,ｘｌ ;將ＳＰＩ緩沖區(qū)的輸入地址存入ｓｐｉｆｉｆｏｉ

ｌｄｉ ｒｘ,＄０ａａ ?;將發(fā)相關(guān)碼的標(biāo)志＄ａａ通過ＳＰＩ

ｏｕｔ ｓｐｄｒ,ｒｘ ?;送給ＦＰＧＡ

ｓｅｉ ?;開中斷

ｒｅｔ

（３） ＳＰＩ的中斷程序

每次ＳＰＩ發(fā)送完一字節(jié)，都要產(chǎn)生一個中斷，以使程序跳轉(zhuǎn)到ＳＰＩ的中斷程序。由于ＳＰＩ主從機的移位寄存器可以看成是一個分布式的１６ 位循環(huán)移位寄存器，而且在當(dāng)數(shù)據(jù)從主機移向從機的同時，數(shù)據(jù)也從從機移向主機，故在中斷程序中，應(yīng)首先判斷ＳＰＤＲ中的數(shù)據(jù)是否是需要接收的數(shù)據(jù)（相關(guān)值），然后判斷ＳＰＩ緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)（相關(guān)碼）是否發(fā)完，如沒有，則繼續(xù)發(fā)送，直到發(fā)完為止。具體程序如下：

ｓｐｉ_ｉｎｔ:ｐｕｓｈ ｘｌ ?;保存寄存器的值

ｐｕｓｈ ｘｈ

ｉｎ ｘｌ,ｓｒｅｇ

ｐｕｓｈ ｘｌ

ｌｄｓ ｘｌ, ｒｃｏｒｍａｒｋ ?;判斷是否為有效數(shù)據(jù)，“０”為有效

ｂｒｎｅ ｓｐｉ_２ ?不等于０，跳

ｉｎ ｘｌ, ｓｐｄｒ

ｓｔｓ ｉｎｃｏｒｂｕｆ, ｘｌ ?;將相關(guān)值存入ｉｎｃｏｒｂｕｆ

ｓｐｉ_２: ｌｄｓ ｘｌ, ｓｐｉｆｉｆｏｏ ;比較緩沖區(qū)的輸入，輸出指針

ｌｄｓ ｓｐｒｘ, ｓｐｉｆｉｆｏｉ

ｃｐ ｘｌ. ｓｐｒｘ ?;

ｂｒｅｑ ｓｐｉｅｎｄ ?;相等，則數(shù)據(jù)發(fā)完，跳

ｌｄｉ ｘｈ,＄９ ?;不等，則取下一個字節(jié)送入ｓｐｄｒ

ｌｄ ｓｐｒｘ, ｘ＋

ｏｕｔ ｓｐｄｒ, ｓｐｒｘ

ｃｐｉ ｘｌ, ＄０ｅ０ ?;調(diào)整ｓｐｉｆｉｆｏｏ指針

ｂｒｌｏ ｓｐｉ_０ ?;未超過緩沖區(qū)范圍，跳

ｌｄｉ ｘｌ, ＄０ｃ２ ?;超過，將緩沖區(qū)開始地

址給ｓｐｉｆｉｆｏｏ

ｓｐｉ_０: ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｏ,ｘｌ;

ｓｐｉｅｎｄ:ｐｏｐ ｘｌ

ｏｕｔ ｓｒｅｇ,ｘｌ

ｐｏｐ ｘｈ

ｐｏｐ ｘｌ

ｒｅｔｉ

５　結(jié)束語

本設(shè)計方案已通過軟硬件調(diào)試，結(jié)果表明：ＡＴ-ｍｅｇａ１０３單片機較８９Ｃ５Ｘ系列單片機在資源和功能上都有很大的提高，不但控制更加簡單、靈活，而且能夠節(jié)省不少外圍電路，因此具有成本和體積上的優(yōu)勢，可完全滿足跳頻信號處理模塊的功能要求。