數(shù)字信號處理器（DSP）的應(yīng)用日趨廣泛，而重要數(shù)據(jù)的非易失性保存問題常常是DSP應(yīng)用中不可缺少的一部分。目前，非易失性的數(shù)據(jù)保存方法多采用EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）芯片。本文介紹的X5165芯片，可以較好地完成非易失性數(shù)據(jù)的保存問題。
    在某型號交流伺服系統(tǒng)中，要求能夠隨時對各種參數(shù)設(shè)置進(jìn)行非易失性保存?？紤]到具有串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的芯片使用簡單，占用PCB板面積小等優(yōu)點，故，采用了XICOR公司生產(chǎn)的16kbit SPI EEPROM芯片來存儲重要數(shù)據(jù)。
1 TMS320LF2407A的串行外設(shè)接口簡介
    TMS320LF2407A是TI公司開發(fā)生產(chǎn)的16位定點DSP。TMS320LF2407A采用CMOS工藝制造，工作頻率為40MHz，指令周期為25ns。其片內(nèi)集成了豐富的資源，支持在線編程，非常便于開發(fā)設(shè)計，且價格低廉，已經(jīng)進(jìn)入了傳統(tǒng)單片機(jī)所占據(jù)的領(lǐng)域。
    TMS320LF2407A器件，其片內(nèi)資源包括了4個引腳的串行外設(shè)模塊。SPI是一個高速、同步串行I/O口，它允許長度可編程的位移入或者移出。通常，SPI用于DSP處理器和其它芯片之間的通信。它允許與帶SPI接口的各種類型的芯片相連。SPI的主/從操作也支持多處理器的通信。
    TMS320LF2407A的SPI接口有以下特點：?
    （1）4個外部引腳：SPISOMI(SPI從動輸出/主動輸入引腳)，SPISIMO(SPI從動輸入/主動輸出引腳)，SPISTE(SPI從動發(fā)送使能引腳)，SPICLK(SPI串行時鐘引腳)。?
    （2）發(fā)送和接收操作可通過中斷或查詢方法來完成。?
    （3）可編程波特率，當(dāng)頻率為40MHz時，波特率可達(dá)10Mbps。?
    （4）數(shù)據(jù)字長：1～16個數(shù)據(jù)位。?
    （5）4種時鐘方案（由時鐘極性和時鐘相位控制），如圖1所示。四種不同的時鐘方式如下：

    ·無延時的下降沿：串行外設(shè)接口在SPICLK信號下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)，在SPICLK信號上升沿接收數(shù)據(jù)；?
    ·有延時的下降沿：串行外設(shè)接口在SPICLK信號下降沿之前的半個周期時發(fā)送數(shù)據(jù)，在SPICLK信號下降沿接收數(shù)據(jù)；?
    ·無延時的上升沿：串行外設(shè)接口在SPICLK信號上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，在SPICLK信號下降沿接收數(shù)據(jù)；?
    ·有延時的上升沿：串行外設(shè)接口在SPICLK信號上升沿之前的半個周期時發(fā)送數(shù)據(jù)，在SPICLK信號上升沿接收數(shù)據(jù)。?
    （6） 同時接收和發(fā)送操作。?
2  硬件連接電路?
    X5165的主要特點如下：（1）可編程的看門狗定時器；（2）工作電壓管理，并產(chǎn)生復(fù)位信號；（3）SPI接口，波特率可達(dá)2Mbps；（4）數(shù)據(jù)塊鎖定功能和片內(nèi)偶然性的寫保護(hù)功能等。
    TMS320LF2407A能與多片不同種類的帶SPI接口的芯片相連。本文給出了該芯片與X5165的硬件連接，如圖2所示。通過SPISIMO引腳發(fā)送數(shù)據(jù)，SPISOMI引腳接收數(shù)據(jù)，SPICLK引腳發(fā)送時鐘信號。兩個IO引腳IOPB4、IOPB5用來控制（寫保護(hù)）和片選信號。?

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3 X5165的工作原理
    X5165包含了一個8位的指令寄存器。SI引腳上輸入的數(shù)據(jù)在SCK上升沿被鎖存，片內(nèi)的數(shù)據(jù)在SCK下降沿輸出到SO引腳上。所有的指令、地址和數(shù)據(jù)都是先傳輸最高位，指令、數(shù)據(jù)為8位，地址為16位。時鐘SCK允許操作過程中停止并在其后恢復(fù)。根據(jù)圖1所示，應(yīng)該選用“無延時的上升沿”這一時鐘方式，且數(shù)據(jù)字長為8位。X5165的指令集如表1所示。

    X5165包括一個8位狀態(tài)寄存器，格式如表2所示。?

    表2中，WIP位是指出非易失性寫操作是否忙，只讀位，為1，寫操作正在進(jìn)行，為0，無寫操作。WEL是寫使能鎖存狀態(tài)位，它可以用WREN指令置位，用WRDI指令復(fù)位。WPEN與引腳組合，實現(xiàn)保護(hù)存儲陣列和狀態(tài)寄存器位WPEN、BL1、BL0、WD1、WD0，是非易失性位，可用WRSR指令對WPEN位編程。其組合如表3所示。

    BL1、BL0是存儲器塊保護(hù)位，為非易失性位。其組合可通過WRSR指令編程，可以保護(hù)存儲器陣列范圍，如表4所示。

     選定保護(hù)的塊，用戶只能讀不能寫。
    WD1、WD0是看門狗定時器位，為非易失性位，可用WRSR指令進(jìn)行編程。
    在讀狀態(tài)寄存器時，先將片選信號拉到低電平，然后通過SPI接口發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送RDSR指令，接著提供8個SCK脈沖，就可以將寄存器的內(nèi)容讀回到TMS320LF2407A中。
    在寫狀態(tài)寄存器時，參考表3，可知，必須先用WREN指令將WEL位置位。由于本文提供的電路能控制引腳，故，直接將該引腳電平拉為高電平，就可以對狀態(tài)寄存器進(jìn)行寫操作。在寫狀態(tài)寄存器時，先將片選信號拉到低電平，然后發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送WRSR指令，然后發(fā)送8位待寫入的內(nèi)容。注意，狀態(tài)寄存器的只讀位不受影響。
    在讀存儲陣列時，先將片選信號拉到低電平，然后通過SPI接口發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送READ指令，接著發(fā)送16位地址，選定的存儲單元中的數(shù)據(jù)在SCK下降沿讀回TMS320LF2407A中。每個數(shù)據(jù)被送出后，芯片內(nèi)的地址計數(shù)器自動加1，繼續(xù)提供SCK脈沖，可讀出下一個存儲單元的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)刂酚嫈?shù)器達(dá)到＄07FFH時，自動翻轉(zhuǎn)到＄0000H單元。讀數(shù)據(jù)完成后，將片選信號拉到高電平。[!--empirenews.page--]
    在寫操作進(jìn)行之前，參考表3，可知必須置位“WEL”。然后，需要將非保護(hù)塊設(shè)置為可讀寫方式。根據(jù)圖2表示的連接，可知，只需要將引腳電平拉高，就可以進(jìn)行寫操作。當(dāng)然也可以通過對WPEN位進(jìn)行編程實現(xiàn)。在寫存儲陣列時，先將片選信號拉到低電平，接著通過SPI接口發(fā)送數(shù)據(jù)，先發(fā)送WRITE指令，然后發(fā)送16位地址，接著發(fā)送8位的數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)被送出后，芯片內(nèi)的地址計數(shù)器自動加1，繼續(xù)提供SCK脈沖，可繼續(xù)將數(shù)據(jù)寫入下一個存儲單元。當(dāng)?shù)刂酚嫈?shù)器達(dá)到＄07FFH時，自動翻轉(zhuǎn)到＄0000H單元。寫數(shù)據(jù)完成后，將片選信號拉到高電平。值得注意的是，每次寫操作完成后，都必須查詢WIP位來確定寫操作是否完成，否則，如果連續(xù)進(jìn)行兩次寫操作，可能會出錯。
4 X5165相關(guān)操作的軟件實現(xiàn)
    TMS320LF2407A的串行外設(shè)接口模塊很容易實現(xiàn)對X5165的各種操作，且由于該DSP具有非常豐富的片內(nèi)資源，因此，使用了兩個IO引腳控制信號和片選信號。
    首先是TMS320LF2407A的SPI模塊初始化工作。本文給出實際使用的源代碼如下：
  

    下面的程序用來實現(xiàn)X5165的讀操作。因為TMS320LF2407A是16位機(jī)，故，一次讀寫兩個8位數(shù)據(jù)。源代碼如下：
  

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    下面是發(fā)送子程序，寄存器ACC載入待發(fā)送的數(shù)據(jù)，讀回的數(shù)據(jù)也返回到ACC中，源代碼如下:
    SEND——DATA:LDP  #SPITXBUF>>7?
        SACL  SPITXBUF;待發(fā)送的數(shù)據(jù)?
        LDP   #SPISTS>>7?
        S——5165:  BIT   SPISTS,BIT6 ;檢測SPI——INT位?
        BCND  S——X5165,NTC ;如果SPI——INT為0,繼續(xù)查詢?
        LACC  SPIRXBUF;讀回數(shù)據(jù),保存在ACC中?
        RETP?
    限于篇幅，TMS320LF2407A對X5165的其他軟件操作不再贅述。按照上面的硬件、軟件的設(shè)計思想，已經(jīng)將X5165成功地應(yīng)用于某型號的交流伺服系統(tǒng)中。