DSP與慢速設備接口的實現

摘要：介紹了DSP與慢速設備接口的一種時序轉換方法。通過該方法，可以解決DSP與傳統輸入輸出設備時序不匹配的問題，從而實現DSP與8080、6800等時序兼容的或其它慢速讀寫周期的輸入/輸出設備的直接連接，如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等。這種時序轉換方法能使DSP在工業控制和測試設備中獲得更加廣泛的應用。

    關鍵詞：DSP TMS320F206 液晶顯示模塊 時序匹配

DSP是一種高性能的數字信號處理器。由于其具有快速的計算能力和強大的信息處理能力，因此被廣泛地應用到工業自動化、國防科研等領域中。與常規單片機相比，DSP的內部結構和時序發生了很大的變化。所以單片機適用的接口芯片，DSP并不一定適用。對于非常熟悉單片機電路的設計人員，在進行DSP電路設計時，應特別注意芯片的選型和時序的搭配。尤其在處理DSP與慢速設備或器件接口時，正確的時序搭配是至關重要的。

為了適應較慢的外部存儲器和輸入/輸出設備，DSP配備了軟件可編程等待狀態發生器，可以將外部總線周期擴展到數個機器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴展通常也是有限的，如C54XX系列的DSP最多只能擴展到14個機器周期，C2XX系列的DSP最多只能擴展到7個機器周期。但在實際應用過程中，經常會遇到讀寫周期更慢的輸入/輸出設備，如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等。因此，僅通過軟件編程控制內部狀態等待發生器是不能實現輸入/輸出時序匹配的，必須進行外部硬件擴展設計。

圖1 TMS320F206的I/O讀寫時序

    在DSP與慢速外圍設備接口設計過程中，通常采用雙CPU的方法，由DSP完成高速數據處理和計算，用普通單片機（如51系列單片機）實現系統的輸入/輸出功能。這種方法由于采用兩種結構不同的CPU，增加了系統的復雜性，而且接口和調試難度加大。本文將利用DSP的READY（外部設備準備就緒）引腳，通過硬件擴展實現外部狀態自動等待，從而使DSP與慢速輸入/輸出設備能直接連接以實現訪問的時序匹配。這種方法接口容易，硬件擴展電路并不復雜，而且內、外等待狀態結合起來使用，可產生任何數目的等待狀態，甚至可以將外部硬件等待狀態設計為受控方式，只在需要的時候啟動外部等待狀態。這樣，使用的時候就會更加靈活。

1 DSP的I/O讀寫時序

現以TMS320F206 DSP芯片為例進行介紹。其時鐘頻率設20MHz，它的外部讀寫時序如圖1所示。

TMS320F206的讀周期為一個時鐘周期（5ns），寫周期為兩個時鐘周期。讀、寫操作數據的保持時間T1、T2只有幾個納秒。內部可編程等待狀態發生器最多只能擴展到等待7個時鐘周期，即350ns。利用內部狀態等待，只能實現DSP與常用單片機的外圍芯片的讀寫時序相匹配。

圖2 液晶模塊的寫時序 圖2 液晶模塊的讀時序

2 慢速設備的讀寫時序

現以MDL（S）16465字符液晶顯示模塊為例進行介紹。其讀寫時序如圖2和圖3所示。

該液晶模塊的讀寫周期Tcyc最小為1000ns。脈沖寬度Pw最小為450ns，讀寫操作數據保持時間最小為10ns。如果采用直接連接方式將TMS320F206與該液晶模塊接口，即使采用最大的狀態等待數目，DSP的讀寫時序也

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