基于DSP和單片機通信的液晶顯示設計方案

0 引言

隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術得到了迅速的發展。數字控制使得電力電子變換控制更為靈活，在CPU計算速度允許的情況下，可實現模擬控制難以做到的復雜控制算法，設計者可以根據自己的系統需求，方便地更改控制器參數，即便是在控制對象改變的情況下，也無需對控制器硬件做修改，只要改變某些軟件參數即可，從而大大增強了系統的兼容性。隨著DSP的應用逐漸普及，用DSP取代模擬電路中的專用PWM集成電路，已廣泛應用于UPS和逆變器控制中。

作為智能化設備，液晶屏和鍵盤等人機交互裝置是數字化電源系統所必不可少的。而DSP的工作頻率較高，讀寫周期很短，主要用于處理實時性要求苛刻、算法復雜的關鍵性任務，例如對功率開關管的控制，數據采集、分析、處理等，而液晶顯示和鍵盤掃描的任務可由普通的51系列單片機來完成，而DSP和51單片機間的數據交流可采用異步通信方式，即系統采用雙CPU結構。

1 系統的結構原理

本文中所采用的DSP和單片機型號分別是TI公司的TMS320F2812和MCS51系列。在系統中，DSP實現與單片機的串口異步通信，單片機將用戶的原始設置數據傳輸到DSP，而DSP將采集到的實時數據信息返回給單片機，單片機不斷刷新液晶的顯示。系統的基本結構如圖1所示。

圖1 系統基本結構框圖

1.1 串口介紹

本文中DSP是基于串行通信接口模塊SCI實現通信的。SCI支持CPU與其他使用標準格式的異步外設之間的數據通信。SCI僅需要2根數據線進行數據傳輸，雖然傳輸速度不快，但已經能滿足一般的通信要求，而且外圍接口電路非常簡單。傳輸的數據長度在一定范圍內也是可變的。

MCS51系列單片機內部具有一個全雙工串行口，該串行口有4種工作方式，可以通過軟件進行設置，由片內定時/計數器產生波特率。串行口的接收和發送數據均可以觸發中斷，并含有接收、發送緩沖器SBUF，二者共用一個地址。

1.2 單片機與DSP的通信接口電路

SCI接口分為RXD和TXD兩個管腳，傳統的2個設備異步通信采用RS232或RS485的形式，須另配置對應的RS232和RS485驅動芯片。而本文所提及的采用雙CPU結構的數字化電源設備，DSP和51單片機位于同一設備內，距離較短，可省去RS232和RS 485驅動芯片，采用2個CPU的RXD和TXD直接交叉連接即可。但需注意的是，由于DSP的工作電壓為3.3V，而MCS51單片機的工作電壓為5V，因此二者之間的通信電路需要進行電平轉換，如圖2所示。