DSP虚拟I2C总线软件包的设计及应用实例

作者：时间：2012-04-17来源：网络收藏

引言

数字信号处理器(DSP)在各领域中的应用已日趋广泛，其中TI(Texas Instrument)公司的TMS320系列芯片占据了主导地位。TMS320F206(简称F206)由于具有片内32K字的Flash，支持JTAG扫描端口的仿真调试，并支持程序的串行下载，便于开发设计及产品的软件升级，因而在中高档仪器开发中受到青睐。

DSP的处理速度虽然较高，但直接支持的I/O口线较少，控制能力相对较弱，因而与外部器件接口采用串行方式较为适合。常用的串行接口和串行总线有UART、I2C总线，由于I2C总线提供了较完善的总线协议，且接口电路简单，因而得到广泛的应用。目前，已有很多外围器件支持I2C接口，但多数MCU并不直接支持I2C总线，因而采用I/O口线模拟I2C的方式成为一种通用解决方案。但由于I2C总线协议的复杂性及操作管理的特殊性，仍给此类方式的开发造成了较大不便。好在文献中提出了一种按平台模式设计的、适用于80C51的虚拟I2C总线软件包，大大简化了80C51的I2C接口程序设计，使用户无需了解I2C总线协议的细节，即可实现相应的接口。文献中也给出了一种用于MSP430单片机的软件包。由于DSP尚无此类软件包，为简化DSP的此类I2C接口程序设计，本文参照文献中的设计原则，设计了一种适用于TMS320C2XX系列DSP开发的软件包。

1 虚拟I2C软件包的设计

根据文献中所提到的最佳包容性设计、后归一化设计、前归一化设计原则，软件包进行了如下定义。

(1)适用范围

① 适用主发送和主接收方式。I2C总线有4种工作方式：主发送、主接收、从发送、从接收。因实际DSP多工作于I2C总线的主方式，因而软件包设计为主方式。

② 适用TMS320C2XX系列与I2C总线外围器件的接口，支持对外围器件N字节的读写，通信方式为对虚拟节点寻址后点对点的读写。

③ 模拟I/O口线可选择4根通用I/O口线(I/O0~ I/O4)中的任意两根。

(2)软件包结构设计

TMS320C2XX系列产品，基本包括4根通用I/O口线I/O0~I/O4(由于XF仅能作为输入口线，BIO仅能作为输出口线，因而暂不考虑)。它们的输入输出方向由ASPCR的低4位来设定，相应口线状态的设定或读取由IOSR寄存器控制。但此处DSP与80C51有所不同，口线的输入输出状态不是自动切换的，且ASPCR、IOSR寄存器都不支持位寻址方式，因而在进行I2C总线工作方式模拟时较为繁琐。为避免所用寄存器其它状态位的改变，需通过较多的与、或操作来改变指定I/O口线的状态，因而本软件包与80C51的虚拟I2C软件包结构稍有不同。当然，这些均在软件包内部完成，使用者不必了解具体细节，用户接口同样简单易用。

① 软件包组成。为模拟I2C总线的操作时序，软件包中包括了2个宏定义和12个子函数。

(a)时序模拟子程序

Sendb--发送起始标志，启动I2C总线；senda--发送确认标志；

Sendna--发送非确认标志；Sende--发送结束标志。

(b)操作模拟子程序

geta--接收确认标志；sendd--发送8位数据；

getd--接收1个字节数据。

(c)数据读写子程序

wrnbyte--写入N字节；rdnbyte--读取N字节。

(d)其它宏及子函数

subsendd--根据标志位C设置模拟数据口线的状态；toggleclk--切换模拟时钟口线状态；

Xdelay--延时子程序；Sdainm--将模拟数据口线A配置为输入口线；