单片机共享片外存储器及其与微机通信的方法

一、板间共享存储器的硬件接口电路和软件控制流程

1、信号处理板硬件接口电路

基于DSP的信号处理板可以根据应用要求运行许多信号处理算法,如信号预处理、目标识别与跟踪定位、Kalman滤波等。待处理的原始信号数据通过板间通信从数据采集板获得。这里采用板间共享存储器的方法来完成数据交换,DSP既可以从共享存储器读取采集数据,也可以把处理结果(如新的程控放大倍数值,跟踪定位结果等)写到共享存储器中供MCU读取。

TMS320C32有一个双向串行口,可以设置每帧同时收发8/16/24/32位数据,同步时钟可以由内部串口定时器产生或由外部输入。通过设置串口全局控制寄存器来控制串口的总体功能和工作模式；通过设置FSX/DX/CLKX端口控制寄存器和FSR/DR/CLKR端口控制寄存器来控制串口6个引脚的功能,可以软件设置每个引脚为通用的I/O引脚或串口通信引脚。TMS320C32有两根通用的I/O引脚为XF0和XF1,由于共享存储器接口电路需要4根控制线来进行DSP与MCU间的握手通信,这里把串口的2个引脚FSR0和FSX0设置为通用的I/O引脚用作控制线。接口电路原理图如图1所示。

图中RAM0～RAM3是四片容量为512K的8位高速RAM(芯片型号为CY7C1049-17VC),组成32位数据宽度的存储器,DSP运行时的程序和数据都在这四片RAM中。FLASH(芯片型号为Am29F016)用于存储程序和初始化数据,即使掉电内容也不丢失,DSP上电时由自带的BOOTLOADER程序从FLASH中取出程序到四片RAM中运行。从共享存储器读取的采集数据也暂存到这四片RAM中。

2、数据采集板硬件接口电路

基于单片机AT89C51的数据采集板在单片机的全局控制下,通过对多路声传感器输出的微弱信号进行程控放大、低通滤波、同步采样保持、A/D变换,实时同步采集多路信号,并把采集到的信号数据存放在数据采集板上的128K共享存储器(芯片型号为CY7C109-12VC)中。

共享存储器及其总线隔离电路设计在数据采集板上。在某一时刻,共享存储器只能被某一方访问,否则会产生总线冲突。这里由MCU切换选通DSP总线或单片机总线,分时访问共享存储器。总线隔离芯片选用常见的双向总线隔离/驱动芯片74HC245,它有一个输出使能引脚(E)和一个数据传输方向(DIR)引脚,MCU通过控制这两个引脚来完成总线隔离与数据传输方向控制功能。接口电路原理图如图2所示。图中,MCU端的总线隔离由一片