TMS320F206與CPU卡通信協議的優化

1 硬件電路

　　TMS320F206(簡稱F206)有1個通用輸入引腳BIOS和1個通用輸出引腳XF，此外還有IO0、IO1、IO2和IO3引腳，分別對應I／O狀態寄存器的IO0～IO3。這4個引腳通過異步串行口寄存器(ASPCR)和I／O狀態寄存器(IOSR)實現軟件可控，可被單獨配置成輸入或輸出。本文中使用IO0作為CPU卡(江蘇意源公司iCos／Mil v1．0)的復位引腳，IO2作為CPU卡的I／O(輸入／輸出)引腳，電路圖如圖1所示。

　　2 軟件實現

　　異步串行通信，傳輸協議bit流為：1位寬的低電平為起始位，8位寬的數據位，1位校驗位，以及1位高電平的停止位。軟件實現時，通過配置異步串行口寄存器(AS-PCR)和I／O狀態寄存器(IOSR)，并使用定時器功能，完成F206與CPU卡之間數據的發送與接收。

　　2．1 數據發送

　　F206發送數據時，將IO2配置成輸出狀態，然后啟動定時器，按照設置的波特率，分別將發送的數據按字節(8位)加上起始位、校驗位和停止位發送給CPU卡的IO2口。

　　數據發送子程序為：

　　2．2 數據接收

　　接收數據一般采用軟件輪詢的方式實現。數據接收子程序為：

　　2．3 定時器設置

　　定時器中斷頻率由TDDR(定時器divide-down寄存器，定時計數寄存器TIM的低4位)和定時周期寄存器PRD共同確定。當兩者都為0時，定時器中斷頻率為(CLKOUT1rate)／2；兩者不全為0時，由如下公式確定：

　　舉例：為了實現9 600 bps的有效傳輸速率，實際傳輸速率(額外增加1位起始位、1位校驗位、1位停止位)應該為：

9 600 bps÷8×(8+1+1+1)=13 200 bps

　　故在晶振頻率為20 MHz的條件下，PRD=20×106／13200-1=1514。

　　此時，將PRD設置為1514，每兩次定時器中斷的時間間隔即為1位數據的保持時問。一般來說，讀取的時機靠近位寬的中間位置，讀取的數據比較可靠和穩定，如圖2所示。

　3 軟件改進

　　圖2中，如果讀取的起始位的位置正好處在起始位的開始，此時就會出現將起始位的末尾誤判為第1位；或者讀取的起始位的位置處在起始位的末尾，將可能丟失數據的第1位，都會導致讀取數據出錯，如圖3所示。

　　為了降低讀取數據出錯的概率，將起始位的判斷周期定為位寬的1／3，并在檢測到起始位后，繼續等待1／3位寬(再等待一個定時中斷)，對起始位進行確認(讀取的值為0)。此時才認定是一個正常的起始位，將定時周期修改為正常的位寬。此后每個定時器中斷可以正確讀取1位的數據，且保證了讀取的時機處在1／3～2／3位寬的中間部分，如圖4所示。

　　此時，圖3中出錯的問題也得到解決，如圖5所示。

　　此外，還解決了毛刺引起的起始位誤判的問題。因為一個毛刺的持續時間不會延續1／3位寬的時間，否則該應用將因穩定性太差而不能得到實用。

　　4 硬件改進

　　除了單純使用定時器實現外，還可以結合INT2中斷實現起始位的確認，電路如圖6所示。

　　此時，建議延后1／3或者1／2個位寬時間，再讀取起始位的狀態。若還是為低電平，則作為一個有效的起始位，關閉INT2中斷，然后按照一個完整位寬的時問啟動定時器，每次讀取1位，完成接收1字節后，關閉定時器，開啟INT2中斷，啟動下一個字節的接收流程。