如何利用Lab Windows/CVI实现PC与DSP的串行通信功能
0 引言
随着数字信号处理理论及微电子技术的高速发展，数字信号处理器(dsp)已广泛应用于各个控制领域。而在控制系统中，通常会利用pc机与dsp之间的通信来对系统各个状态／参数进行监控。这种方法既利用了dsp功耗低、价格相对便宜、功能强大、抗干扰能力强、适宜于分布现场等优点，同时又结合了pc机的软硬件资源丰富、管理功能强大、人机界面友好、操控平台稳定可靠、数据通信方便快捷等系统功能优势。为此，本文拟通过使用比较广泛的rs-232-c接口标准来研究pc与tms320f2812 dsp之间的异步串行通信。
1 硬件设计
这里采用最简单的三线连接方法，即pc机与dsp的发送、接收端彼此交叉连接，地线对应连接的方法。另外，由于dsp的串行通信接口sci的两个外部引脚scitxd和scirxd的信号为ttl电平，与rs-232-c标准逻辑电平不一致，因此，要进行信号电平转换后才能连接到pc机的串口接头db9，图1所示是其硬件连接电路，其中电平转换选用max3232芯片和若干电容来实现，使用时只用其中的一对收／发单元。
2 软件设计
2．1 通信协议
本设计将通信的帧格式设置为1个起始位，8个数据位，无奇偶校验位，1个停止位。图2所示为其数据帧格式，其传输波特率为9600 bps，采用全双工通信方法。
pc机发送数据包的格式是：包头+功能码+参数码+数据内容+校验和，本设计分别设置它们占1、2、2、4、4个字节。其中包头是一个数据包开始的标志，这里设置为字符’～’；功能码表示本次通信要完成的操作，其中”01”表示向dsp发送参数，”02”表示让dsp回传数据；参数码表示通信传送的数据类别，”01”表示要传送p参数，”02”表示要传送i参数，”03”表示要传送d参数。假如通过pc机来设置dsp中数字pid控制程序的参数p为15．20，可以设定数据的量纲为1：100，那么就应当发送15．20×100=1520=05f0h，即依次发送字符’0’=30h、’5’=35h、’f’=46h、’0’=30h；且在前面发送的字符串为”～010105f0”。校验和的计算是把从功能码到数据内容己经转换为ascii码的全部字节连续累加，其值为7eh+30h+31h+30h+31h+30h+35h+46h+30h=021bh，所以，pc向dsp发送完整的数据包为字符串”~010105f0021b”，其格式如图3所示。
dsp上传电流、电压、频率等实时数据的数据包格式与图3类似，但它可以不使用功能码或参数码。如频率数据包的包头采用字符’*’，电流数据包的包头采用字符’#’，以示区别即可。
2．2 上位机pc端程序
pc机主要完成三部分工作：一是对从机进行控制(比如修改参数)，二是对从机采集的数据进行处理和数值计算，三是向用户提供友好、美观的仪器界面。以上功能均可依靠软件实现。上位机软件既可以使用visual c++、visualbasic等通用的开发工具，也可以使用labwin-dows／cvi、labview等专用于计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台。labwindows／cvi是ni公司开发的32位、以ansi c为核心的交互式虚拟仪器开发环境，它将功能强大的c语言与测试技术相结合，具有灵活的交互式编程方法和丰富的库函数，可为开发人员建立监测、自动测试、数据采集、过程监控等系统提供理想的软件开发环境，是实现虚拟仪器及网络化仪器的快速途径。由于其简单易学，故可大大缩短开发周期。labwindows／cvi具有专门用于rs-232串行通信的函数库，主要包括：串行口打开／关闭函数(opencom／opencomconfig和closecom)、串行口输入／输出函数(comrd、comrdbyte、comwrt、comwrtbyte)、串行口控制函数(flushinq、flushoutq)、串行口状态查询函数(getinqlen、getoutqlen)、串行口事件处理函数(installcom-callback)等5大类。以下是程序部分代码：
主函数：
pc机发送程序：
pc机要能向dsp发送控制命令，比如开机，关机，修改参数等，下面以修改pid控制参数p为例。
2．3 下位机dsp程序
dsp的软件开发可利用集成开发环境ccs3．1(code composer studio)，并采用c语言进行编程。利用dsp的sci模块实现串行通信的主程序流程图如图4所示。dsp的串行通信程序设计可采用查询法或中断法来进行数据的收发，这里采用中断方式接收数据，而用查询方式发送数据。dsp收到pc机发送来的数据时，便转入相应的中断子程序，其中断服务子程序流程如图5所示。其串口sci初始化配置如下：
void sci_init(void)
{
sciaregs．sciccr．all=0x0007；／／字符长度8位
sciaregs．scictl1．all=0x0003；//使能发送和接收
sciaregs．scictl2．all=0x0002； ／／使能接收中断，禁止发送中断
sciaregs．scihbaud=0x00；／／置波特率高8位
sciaregs．scihbaud=0xf3；／／置波特率低8位
sciaregs．scictl1．all=0x23；／／使sci退出复位
}
dsp收到字符串”～010105f0019d”之后，首先进行和校验。如果正确，则根据功能码和参数码判断pc机发送的是否是修改参数p的命令。然后提取数据”05f0'’，将其转换为十进制数1520，再除以100即得到要设置的p值15．20；如果和校验出错，则要求主机重发。若pc机发送的是上传数据的命令，则将发送标志变量send_flag置1，这样，在主循环中，经过判断后，便可向pc机发送数据。
3 结束语
本文利用labwindows/cvi开发平台编写了上位机pc程序，同时利用ccs3．1开发环境编写下位机dsp程序，然后通过rs232总线进行串行通信。利用这种方法设计的pc机与dsp的串行通信系统具有硬件结构简单、成本低、实现容易等特点，并具有良好的可移植性和可扩展性，能够很好地满足pc与dsp的通信需求。
中电器材(CEAC)成为Intersil在中国的授权分销商
全球汽车电动化的趋势不可阻挡，且发展方向已经清晰明朗
浅谈MOS管的二阶效应
技术驱动向新，并联机器人进化之路
用于开发声学拓扑晶体管的设计原则
如何利用Lab Windows/CVI实现PC与DSP的串行通信功能
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台积电第二代 5nm 工艺性能提升水平有望高于预期
氮化镓功率芯片：革命性的半导体技术
HASH算法加密芯片的工作原理及其在STM32 MCU上的应用
pcb接线端子类型
芯片设计中的功耗估计与优化技术
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华为荣耀Note8与小米5s plus对比哪个好？哪个更适合入手？
构建MBD仿真模型和状态机
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基于AT89C55单片机和PCA82C250实现分布式通信网络的设计
基于STM32F103C8T6单片机的智能疫苗箱
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1 硬件设计
这里采用最简单的三线连接方法，即pc机与dsp的发送、接收端彼此交叉连接，地线对应连接的方法。另外，由于dsp的串行通信接口sci的两个外部引脚scitxd和scirxd的信号为ttl电平，与rs-232-c标准逻辑电平不一致，因此，要进行信号电平转换后才能连接到pc机的串口接头db9，图1所示是其硬件连接电路，其中电平转换选用max3232芯片和若干电容来实现，使用时只用其中的一对收／发单元。
2 软件设计
2．1 通信协议
本设计将通信的帧格式设置为1个起始位，8个数据位，无奇偶校验位，1个停止位。图2所示为其数据帧格式，其传输波特率为9600 bps，采用全双工通信方法。
pc机发送数据包的格式是：包头+功能码+参数码+数据内容+校验和，本设计分别设置它们占1、2、2、4、4个字节。其中包头是一个数据包开始的标志，这里设置为字符’～’；功能码表示本次通信要完成的操作，其中”01”表示向dsp发送参数，”02”表示让dsp回传数据；参数码表示通信传送的数据类别，”01”表示要传送p参数，”02”表示要传送i参数，”03”表示要传送d参数。假如通过pc机来设置dsp中数字pid控制程序的参数p为15．20，可以设定数据的量纲为1：100，那么就应当发送15．20×100=1520=05f0h，即依次发送字符’0’=30h、’5’=35h、’f’=46h、’0’=30h；且在前面发送的字符串为”～010105f0”。校验和的计算是把从功能码到数据内容己经转换为ascii码的全部字节连续累加，其值为7eh+30h+31h+30h+31h+30h+35h+46h+30h=021bh，所以，pc向dsp发送完整的数据包为字符串”~010105f0021b”，其格式如图3所示。
dsp上传电流、电压、频率等实时数据的数据包格式与图3类似，但它可以不使用功能码或参数码。如频率数据包的包头采用字符’*’，电流数据包的包头采用字符’#’，以示区别即可。
2．2 上位机pc端程序
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{
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sciaregs．scictl2．all=0x0002； ／／使能接收中断，禁止发送中断
sciaregs．scihbaud=0x00；／／置波特率高8位
sciaregs．scihbaud=0xf3；／／置波特率低8位
sciaregs．scictl1．all=0x23；／／使sci退出复位
}
dsp收到字符串”～010105f0019d”之后，首先进行和校验。如果正确，则根据功能码和参数码判断pc机发送的是否是修改参数p的命令。然后提取数据”05f0'’，将其转换为十进制数1520，再除以100即得到要设置的p值15．20；如果和校验出错，则要求主机重发。若pc机发送的是上传数据的命令，则将发送标志变量send_flag置1，这样，在主循环中，经过判断后，便可向pc机发送数据。
3 结束语
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