基于AT89C5131的接口設(shè)計

　　1.3 SPI端口特性及SPI通信設(shè)計

　　AT89C5131的SPI模塊允許在McU和其他外圍設(shè)備之間實現(xiàn)全雙工、同步、串行通信，它能以配置為主或者從兩種操作模式提供可編程極性和相位串行時鐘，同時還提供8個可編程的主機時鐘率。SPI模塊包括4個端點(MOSI，MISO，SCK，SS)，MOSI和MISO都是用來傳輸數(shù)據(jù)的，且每次只能傳輸1個字節(jié)的數(shù)據(jù)。不同的是，MOSI將數(shù)據(jù)由主機輸出從機輸入，而MISO正好相反。SCK信號用以使通過MOSI和MI-SO的數(shù)據(jù)輸人/輸出設(shè)備同步，它可以由主機驅(qū)動產(chǎn)生8個時鐘周期，用以完成一個字節(jié)在串行通道上的交換。SS用于從機的選擇，低有效。SPI模塊的配置和初始化可以通過寄存器SPCON完成，而數(shù)據(jù)的交換則需要使用寄存器SPSTA和SPDAT兩個寄存器，在軟件編寫過程中，SPI能否正常工作主要取決于對上述3個寄存器的操作。

　　在該設(shè)計中，SPI被配置為主機模式;SS端口處于無效狀態(tài);AT89C5131通過MOSI端口向DSP傳輸參數(shù)及控制命令;DSP通過軟件設(shè)置P1.1(SS)端口的狀態(tài)表明數(shù)據(jù)是否正確接收，即若正確接收，則置P1.1為1，否則置P1.1為0;AT89C5131通過檢測P1.1的值來決定是否重傳數(shù)據(jù)。

　　2 系統(tǒng)實現(xiàn)

　　要使得上述設(shè)計在工程應(yīng)用中得以實現(xiàn)，在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上。還需對接口進行軟件設(shè)計。AT89C5131的軟件設(shè)計主要是USB固件程序的設(shè)計，包括系統(tǒng)的初始化，USB接口、UART接口和SPI接口數(shù)據(jù)的收發(fā)以及控制面板按鍵的功能實現(xiàn)幾個方面。軟件設(shè)計采用C語言編程，最后軟件通過FLIP下載到AT89C5131芯片中。這里所采用的編譯環(huán)境為KeilμVision 3軟件設(shè)計平臺。在具體的工程實現(xiàn)過程中，也遇到了一些問題，但經(jīng)過反復(fù)的修改及調(diào)試，這些問題都得到了很好的解決，其中主要有以下幾個方面：

　　按鍵功能實現(xiàn)控制面板按鍵的功能是通過電平觸發(fā)中斷實現(xiàn)的。在設(shè)計之初，手動按下一次按鍵總會觸發(fā)多次中斷，對應(yīng)的LED顯示總會很快的跳變，不能滿足按一次按鍵就顯示一個狀態(tài)的要求，于是筆者就在按鍵功能實現(xiàn)的程序中添加了等待函數(shù)，即每發(fā)生完一次中斷，就等待一段時間，經(jīng)過調(diào)試，上面的問題沒有再出現(xiàn)。

　　USB通信系統(tǒng) 系統(tǒng)要求USB能夠快速、高效地實現(xiàn)通信，對于速度問題可以通過Ping-pong模式得以解決。系統(tǒng)還要求USB實現(xiàn)雙向通信，為使其接收和發(fā)送數(shù)據(jù)互不干擾，所以選用了幾個端口實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的傳輸。

　　SPI端口通信 SPI端口工程實現(xiàn)的關(guān)鍵是速度和工作模式的匹配。在設(shè)計之初，AT89C5131的SPI工作于從機模式，其數(shù)據(jù)傳輸受到DSP的控制，由于其傳輸速度遠遠低于DSP中SPI端口的處理速度，所以每通過AT89C5131的SPI傳輸一組數(shù)據(jù)時，DSP總需要通過軟件控制等待很長一段時間，既便如此也不能保證數(shù)據(jù)得到正確接收。于是，后來就將AT89C5131的SPI工作模式修改為主機模式，由AT89C5131主動控制數(shù)據(jù)的傳輸。然而實現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵是對SS信號的控制，在上述工作模式下，SS必須無效，Slave才能較可靠地向發(fā)送寄存器寫數(shù)。

　　3 結(jié) 語

　　AT89C5131宜于構(gòu)成低成本的USB控制和通信系統(tǒng)，能實現(xiàn)計算機與設(shè)備的通信，并可靈活選擇多種通信協(xié)議。文中介紹基于AT89C5131的接口設(shè)計，主要是實現(xiàn)PC機與MCU以及MCU與DSP的通信，該設(shè)計已經(jīng)在工程實際中得到應(yīng)用。經(jīng)過實踐檢驗，證明其合理且操作靈活，具有一定的實用意義。在設(shè)計過程中，深切體會到硬件設(shè)計與軟件設(shè)計的極大不同。編譯正確且邏輯沒有問題的程序源代碼，將其燒寫至芯片后，硬件電路并不一定能完全地實現(xiàn)所要求的功能，所以必須經(jīng)過反復(fù)的修改程序、燒寫、調(diào)試，直至正確實現(xiàn)功能。