DSP和单片机通信的液晶显示设计

2019-07-30 15:01发布

0   引言
  随着计算机和信息技术的飞速发展, 数字信号处理技术得到了迅速的发展。数字控制使得电力电子变换控制更为灵活, 在CPU 计算速度允许的情况下, 可实现模拟控制难以做到的复杂控制算法, 设计者可以根据自己的系统需求, 方便地更改控制器参数, 即便是在控制对象改变的情况下, 也无需对控制器硬件做修改, 只要改变某些软件参数即可, 从而大大增强了系统的兼容性。随着DSP 的应用逐渐普及, 用DSP 取代模拟电路中的专用PWM 集成电路, 已广泛应用于UPS 和逆变器控制中。
  作为智能化设备, 液晶屏和键盘等人机交互装置是数字化电源系统所必不可少的。而DSP 的工作频率较高, 读写周期很短, 主要用于处理实时性要求苛刻、算法复杂的关键性任务, 例如对功率开关管的控制, 数据采集、分析、处理等, 而液晶显示和键盘扫描的任务可由普通的51 系列单片机来完成, 而DSP 和51 单片机间的数据交流可采用异步通信方式, 即系统采用双CPU结构。
  1   系统的结构原理
  本文中所采用的DSP 和单片机型号分别是T I 公司的T MS320F2812 和MCS51 系列。在系统中, DSP实现与单片机的串口异步通信, 单片机将用户的原始设置数据传输到DSP, 而DSP 将采集到的实时数据信息返回给单片机, 单片机不断刷新液晶的显示。系统的基本结构如图1 所示。

图1  系统基本结构框图
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11条回答
chenci2013
1楼-- · 2019-07-30 18:46
  1. 1   串口介绍

  本文中DSP 是基于串行通信接口模块SCI 实现通信的。SCI 支持CPU 与其他使用标准格式的异步外设之间的数据通信。SCI 仅需要2 根数据线进行数据传输, 虽然传输速度不快, 但已经能满足一般的通信要求,而且外围接口电路非常简单。传输的数据长度在一定范围内也是可变的。

  MCS51 系列单片机内部具有一个全双工串行口,该串行口有4 种工作方式, 可以通过软件进行设置, 由片内定时/ 计数器产生波特率。串行口的接收和发送数据均可以触发中断, 并含有接收、发送缓冲器SBUF, 二者共用一个地址。
chenci2013
2楼-- · 2019-07-30 20:46
 精彩回答 2  元偷偷看……
chenci2013
3楼-- · 2019-07-30 20:47
  在该电路中, 单片机的TXD 端电压高于DSP 的RXD 端, 故仅需要使用分压电路, 计算出合适的阻值即可满足要求, 而从DSP 向单片机传送数据时, 需要提升电平, 因而采用了光耦电路, 将电平提升到单片机的工作电平。这样就能以简单的电路实现电平的转换。需要注意的是, 所采用的光耦速率要高于数据传输速率,这样才能保证数据准确高效的传输, 以免出现数据丢失。

  1. 3   单片机与DSP 通信的软件实现

  在异步通信中必须先规定3 件事: 一是字符格式,即传输的每一帧数据的格式; 二是通信双方要设置为相同的波特率, 且该波特率能适应双方的时钟频率; 三是通信双方要有约定的通信协议, 也就是双方要互相确认后才能传输数据。
chenci2013
4楼-- · 2019-07-30 22:58
  在本设计中, DSP 和单片机采用的数据帧格式是1 位起始位, 8 位数据位和1 位停止位。由于数据包采用校验和的方式进行校验, 因而在数据帧格式中没有设置奇偶校验位。因而MCS51 单片机应设置工作在串口方式1 状态下, 此时串行口为8 位异步通信接口。为了保证数据传输具有较高的速率, 同时又有比较低的传输误码率, 因而选择波特率为9600 b/ s。通过相应的波特率设置计算公式计算出DSP 和单片机的初始化时寄存器的初值, 即可完成设置。这样就保证了通信双方帧格式的统一和波特率的统一, 从而使数据通信正确、可靠。
  DSP 的串口初始化设置程序如下:

  51 单片机串口初始化程序如下:

chenci2013
5楼-- · 2019-07-31 04:42
  在本设计中, 采用自己规定的通信协议, 首先DSP发送出握手信号, C51 收到握手信号后, 进入中断子程序, 判断握手信号是否正确, 若正确才握手成功, 开始接收数据包, 接收完成后对数据进行和校验, 正确后刷新液晶的显示数据存储区; 若错误则放弃本次数据, 并将接收数据存储区清零, 等待下一次通信。其程序流程图如图3 所示。



图3   DSP 和单片机的通信程序流程图
chenci2013
6楼-- · 2019-07-31 07:05
 DSP 向单片机的定时发送程序如下:

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