??? 數字信號處理器（DSP）的應用日趨廣泛，而重要數據的非易失性保存問題常常是DSP應用中不可缺少的一部分。目前，非易失性的數據保存方法多采用EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）芯片。本文介紹的X5165芯片，可以較好地完成非易失性數據的保存問題。
??? 在某型號交流伺服系統中，要求能夠隨時對各種參數設置進行非易失性保存。考慮到具有串行外設接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的芯片使用簡單，占用PCB板面積小等優點，故，采用了XICOR公司生產的16kbit SPI EEPROM芯片來存儲重要數據。
1 TMS320LF2407A的串行外設接口簡介
??? TMS320LF2407A是TI公司開發生產的16位定點DSP。TMS320LF2407A采用CMOS工藝制造，工作頻率為40MHz，指令周期為25ns。其片內集成了豐富的資源，支持在線編程，非常便于開發設計，且價格低廉，已經進入了傳統單片機所占據的領域。
??? TMS320LF2407A器件，其片內資源包括了4個引腳的串行外設模塊。SPI是一個高速、同步串行I/O口，它允許長度可編程的位移入或者移出。通常，SPI用于DSP處理器和其它芯片之間的通信。它允許與帶SPI接口的各種類型的芯片相連。SPI的主/從操作也支持多處理器的通信。
??? TMS320LF2407A的SPI接口有以下特點：?
??? （1）4個外部引腳：SPISOMI(SPI從動輸出/主動輸入引腳)，SPISIMO(SPI從動輸入/主動輸出引腳)，SPISTE(SPI從動發送使能引腳)，SPICLK(SPI串行時鐘引腳)。?
??? （2）發送和接收操作可通過中斷或查詢方法來完成。?
??? （3）可編程波特率，當頻率為40MHz時，波特率可達10Mbps。?
??? （4）數據字長：1～16個數據位。?
??? （5）4種時鐘方案（由時鐘極性和時鐘相位控制），如圖1所示。四種不同的時鐘方式如下：

??? ·無延時的下降沿：串行外設接口在SPICLK信號下降沿發送數據，在SPICLK信號上升沿接收數據；?
??? ·有延時的下降沿：串行外設接口在SPICLK信號下降沿之前的半個周期時發送數據，在SPICLK信號下降沿接收數據；?
??? ·無延時的上升沿：串行外設接口在SPICLK信號上升沿發送數據，在SPICLK信號下降沿接收數據；?
??? ·有延時的上升沿：串行外設接口在SPICLK信號上升沿之前的半個周期時發送數據，在SPICLK信號上升沿接收數據。?
??? （6） 同時接收和發送操作。?
2? 硬件連接電路?
??? X5165的主要特點如下：（1）可編程的看門狗定時器；（2）工作電壓管理，并產生復位信號；（3）SPI接口，波特率可達2Mbps；（4）數據塊鎖定功能和片內偶然性的寫保護功能等。
??? TMS320LF2407A能與多片不同種類的帶SPI接口的芯片相連。本文給出了該芯片與X5165的硬件連接，如圖2所示。通過SPISIMO引腳發送數據，SPISOMI引腳接收數據，SPICLK引腳發送時鐘信號。兩個IO引腳IOPB4、IOPB5用來控制（寫保護）和片選信號。?

3 X5165的工作原理
??? X5165包含了一個8位的指令寄存器。SI引腳上輸入的數據在SCK上升沿被鎖存，片內的數據在SCK下降沿輸出到SO引腳上。所有的指令、地址和數據都是先傳輸最高位，指令、數據為8位，地址為16位。時鐘SCK允許操作過程中停止并在其后恢復。根據圖1所示，應該選用“無延時的上升沿”這一時鐘方式，且數據字長為8位。X5165的指令集如表1所示。

??? X5165包括一個8位狀態寄存器，格式如表2所示。?

??? 表2中，WIP位是指出非易失性寫操作是否忙，只讀位，為1，寫操作正在進行，為0，無寫操作。WEL是寫使能鎖存狀態位，它可以用WREN指令置位，用WRDI指令復位。WPEN與引腳組合，實現保護存儲陣列和狀態寄存器位WPEN、BL1、BL0、WD1、WD0，是非易失性位，可用WRSR指令對WPEN位編程。其組合如表3所示。

??? BL1、BL0是存儲器塊保護位，為非易失性位。其組合可通過WRSR指令編程，可以保護存儲器陣列范圍，如表4所示。

???? 選定保護的塊，用戶只能讀不能寫。
??? WD1、WD0是看門狗定時器位，為非易失性位，可用WRSR指令進行編程。
??? 在讀狀態寄存器時，先將片選信號拉到低電平，然后通過SPI接口發送數據，先發送RDSR指令，接著提供8個SCK脈沖，就可以將寄存器的內容讀回到TMS320LF2407A中。
??? 在寫狀態寄存器時，參考表3，可知，必須先用WREN指令將WEL位置位。由于本文提供的電路能控制引腳，故，直接將該引腳電平拉為高電平，就可以對狀態寄存器進行寫操作。在寫狀態寄存器時，先將片選信號拉到低電平，然后發送數據，先發送WRSR指令，然后發送8位待寫入的內容。注意，狀態寄存器的只讀位不受影響。
??? 在讀存儲陣列時，先將片選信號拉到低電平，然后通過SPI接口發送數據，先發送READ指令，接著發送16位地址，選定的存儲單元中的數據在SCK下降沿讀回TMS320LF2407A中。每個數據被送出后，芯片內的地址計數器自動加1，繼續提供SCK脈沖，可讀出下一個存儲單元的數據。當地址計數器達到＄07FFH時，自動翻轉到＄0000H單元。讀數據完成后，將片選信號拉到高電平。
??? 在寫操作進行之前，參考表3，可知必須置位“WEL”。然后，需要將非保護塊設置為可讀寫方式。根據圖2表示的連接，可知，只需要將引腳電平拉高，就可以進行寫操作。當然也可以通過對WPEN位進行編程實現。在寫存儲陣列時，先將片選信號拉到低電平，接著通過SPI接口發送數據，先發送WRITE指令，然后發送16位地址，接著發送8位的數據。每個數據被送出后，芯片內的地址計數器自動加1，繼續提供SCK脈沖，可繼續將數據寫入下一個存儲單元。當地址計數器達到＄07FFH時，自動翻轉到＄0000H單元。寫數據完成后，將片選信號拉到高電平。值得注意的是，每次寫操作完成后，都必須查詢WIP位來確定寫操作是否完成，否則，如果連續進行兩次寫操作，可能會出錯。
4 X5165相關操作的軟件實現
??? TMS320LF2407A的串行外設接口模塊很容易實現對X5165的各種操作，且由于該DSP具有非常豐富的片內資源，因此，使用了兩個IO引腳控制信號和片選信號。
??? 首先是TMS320LF2407A的SPI模塊初始化工作。本文給出實際使用的源代碼如下：
??

??? 下面的程序用來實現X5165的讀操作。因為TMS320LF2407A是16位機，故，一次讀寫兩個8位數據。源代碼如下：
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??
??
??
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??? 下面是發送子程序，寄存器ACC載入待發送的數據，讀回的數據也返回到ACC中，源代碼如下:
??? SEND——DATA:LDP? #SPITXBUF>>7?
??????? SACL? SPITXBUF;待發送的數據?
??????? LDP?? #SPISTS>>7?
??????? S——5165:??BIT?? SPISTS,BIT6 ;檢測SPI——INT位?
??????? BCND? S——X5165,NTC ;如果SPI——INT為0,繼續查詢?
??????? LACC? SPIRXBUF;讀回數據,保存在ACC中?
??????? RETP?
??? 限于篇幅，TMS320LF2407A對X5165的其他軟件操作不再贅述。按照上面的硬件、軟件的設計思想，已經將X5165成功地應用于某型號的交流伺服系統中。