TMS320C671x系列浮点DSP的IIC总线研究与应用

TMS320C671x系列浮点DSP的IIC总线研究与应用指导老师：何应勇物电系电本11郑洪宽一丶研究现状随着科学技术的飞速发展，人们对控制模型、控制算法要求越来越高，传统意义上的处理器很难满足发展的需求，而数字信号处理器DSP经历了20多年的发展与普及，应用领域几乎涵盖了各行各业，尤其是随着智能终端设备的普及，它深入影响着人们的生活，人类已无法离开DSP芯片。其应用程度还仍在不断地扩展和深化。二丶研究意义I²C被应用在简单的周边且其制造成本较传输速度更为要求。一些常见的应用如下：①为了保存用户的设置而访问NVRAM芯片。②访问低速的数字逻辑转换器（DAC）。③访问低速的逻辑数字转换器（ADC）。④改变监视器的对比度、色调及色彩平衡设置（视频数据通道）。改变音量大小。⑤获取硬件监视及诊断数据，例如中央处理器的温度及风扇转速。⑥读取实时时钟（Real-timeclock）。⑦在系统设备中用来打开或关闭电源供应。像I²C这样的总线之所以流行起来，是因为电脑工程师发现到对于集成电路设计而言，许多的制造成本源自于封装尺寸及接脚数量。更小的包装通常能够减少重量及电源的消耗，这对于移动电话及手持式电脑而言格外重要。因此研究TMS320C671x系列浮点DSP的I²C总线的应用具有重要意义。TMS320C671x系列浮点DSP的IIC总线研究与应用1.研究IIC接口的特点和使用技巧。2.以DSP处理器TMS320C6713为例，设计DSP的IIC接口与外部AT24C256只读存储器芯片的硬件接口，并分析IIC接口访问时序，各控制寄存器配置的方法和具体步骤。3.对设计进行仿真验证。I²C接口简介I2C模块提供了一个在DSP芯片和I²C总线器件之间的接口，具有下列性能：–支持字节格式的传输–7位和10位的寻址模式–支持多个主-发送器和从-接收器–支持多个从-发送器和主-接收器–组合的主发送/接收和接收/发送模式(仅在7位寻址模式中)–数据传输速率从10kbps一直到400kbps(Philips快速模式速率)I²C模块结构I2C模块包括下列的基本部分：串行接口：一个数据引脚（SDA）和一个时钟引脚（SCL）数据寄存器：用来临时保存在SDA引脚和CPU或DMA控制器之间流通的接收数据和发送数据控制和状态寄存器一个外围数据总线接口：用来使能CPU和dMAX控制器来访问I2C模块寄存器一个时钟同步器：用来将I2C输入时钟（来自DSP时钟产生器的SYSCLK2）和SCL引脚上的时钟同步，以及用来将数据传输跟具有不同时钟速度的主机同步一个预定标器：用来将驱动到I2C模块的输入时钟（SYSCLK2）分频一个仲裁器：用来处理I2C模块（在它是主机时）和其他主机之间的仲裁的中断产生逻辑：向CPU发送中断I²C7位寻址格式在7位寻址格式中，开始状态后的第一个字节由一个7位的从地址和紧跟着的一个R/W位组成，R/W位决定着数据的方向：R/W=0：主模块向寻址的从模块写（发送）数据R/W=1：主模块从从模块读（接收）数据在R/W后面插入了一个专门用来确认的（ACK）附加时钟周期。如果是从模块插入ACK位，后面紧跟着来自发送机（主或从，由R/W位决定）的n位数据。n是一个2到8之间的数，接收机是在传输的数据位后面插入一个ACK位。I²C10位寻址格式10位寻址格式跟7位寻址格式类似，只是主模块通过两个字节的传输来发送从地址。第一个字节包括11110b，10位从地址的两个MSBs以及R/W=0（写）。第二个字节为10位从地址中的剩余的8位。在传输完每个字节后，从模块必须要发送确认（ACK）。在主模块向从模块写入第二个字节后，主模块可以继续写数据，也可以使用一个重复的开始状态来改变数据方向。I²C操作模式若I2C模块为主模块，那么开始它一般作为主发送器向某一从模块发送一个地址。在将数据发给从模块时，I2C模块必须保持为一个主发送器。为了从一个从模块接收数据，必须将I2C模块变换成主接收器模式。若I2C模块为从模块，那么开始它一般作为从接收器，并且在它识别出主模块发来的从地址时发出确认信息。如果主模块要向I2C模块发送数据，这时I2C模块必须保持为一个从接收器。如果主发送器向I2C模块发出数据请求，I2C模块必须要变换成从发送器模式。操作模式描述从接收模式I2C模块是从模块，接收主模块的数据。所有从模块一开始都是这种模式。时钟由主模块产生。从发送模式I2C模块是从模块，发送数据到主模块的。该模式必需经从接收模式进入。从模块先接收主模块的命令，若地址相符，并且R/W=1，则进入从发送模式。时钟由主模块产生。主接收模式I2C模块是主模块，接收从模块的数据。该模式必需经主发送模式进入。主模块先发送命令给从模块，然后进入主接收模式。主发送模式I2C模块是主模块，发送数据和控制信息到从模块。所有主模块一开始都是这种模式。I²C开始和停止状态START状态定义为当SCL为高时，SDA线上从高到低的转变。主模块驱动这一状态是用来指示出数据传输的开始。STOP状态定义为当SCL为高时，SDA线上从低到高的转变。主模块驱动这一状态是用来指示出数据传输的结束。I²C模块应用示例AT24C256是ATMEL公司生产的256k位串行可擦除只读存储器(EEPROM)，具有I2C总线接口，采用8引脚双排直插式封装，具有结构紧凑、存储容量大等特点。由STA、SCL两线构成的I2C总线可接4片AT24C256，特别适用于具有大容量数据储存要求的数据采集系统。