1 设计思想

　　TMS320C2xx是美国TI公司出品的TMS320系列数字信号微处理器(Digital Signal Process，DSP)中的一种定点DSP，本设计的核心器件是数字信号处理器TMS320F206，他是C2xx系列中惟一具有片内FLASH存储器的DSP芯片。

　　TMS320F206速度可达40 MIPS，单周期指令执行时间最快可达50 ns，具有丰富的片内外资源。可寻址的存储器空间为224 kB(程序空间64 kB，数据空间64 kB，I/O空间64 kB，还有32 kB的全局存储空间);片内双向访问RAM为544 B，(288 B用于数据，256 B可用于程序/数据);片内有闪速存储器32 kB;片内有单访问RAM为4.5 kB。还有丰富的片内外设，软件可编程的定时器;适用于程序、数据和I/O存储空间的软件可编程等待状态产生器;振荡器与锁相环，可实现时钟的选择：×1，×2，×4和÷2;同步串行口;异步串行口。

　　CPLD由于其体积小、可靠性高、开发方便，已成为目前业界数字逻辑电路设计的首选。本设计选用Altera公司的MAX7000系列CPLD芯片EPM7128。EPM7128可用门数目为2 500，宏单元数目为128，逻辑门阵列块数目为8，最大用户I/O数目为100，正好满足系统对数字逻辑电路设计的要求。

　　MXL1543是多协议软件可编程数据传输接口芯片，与MXL1344A多协议软件可编程终端电阻网络配合使用，可使数据处理单元方便快捷地满足用户不同数据格式的传输要求，灵活地选用V.10，V.11，V.28，V.35多种协议。因此，本设计选用MXL1543和MXL1344A实现多协议接口。

　　2 硬件实现

　　多协议数据传输系统如图1所示。该系统由以下几部分组成：

　　(1)以TMS320F206为核心的主控部分。

　　(2)以EPM7128SLC为核心的逻辑电路控制部分。

　　(3)总线驱动电路。

　　(4)多协议数据接口电路。

　　(5)看门狗电路。

　　以下具体分析各部分电路功能。

　　2.1 以DSP芯片为核心的主控电路

　　该部分电路由TMS320F206、晶体振荡电路和JTAG口组成，如图2所示。

　　TMS320F206端口提供了7根与仿真电路设计有关的仿真引脚，如图2所示，引脚76～82，连接到双列14脚的仿真插头。通过此JTAG口，使用TI公司的XDS510仿真器即可进行在线仿真调试。必须注意：仿真插头为双列14引脚，其中第6脚应为空，作为定位引脚。图中EMU0/1为仿真引脚，加入22 kΩ上拉电阻，以保证信号上升时间，PD与电源相连。用于电源检测，指示电缆是否连接和目标系统是否加电，其他端与DSP对应端相连。注意在布线时仿真头与TMS320F206问距不大于6 in，否则要加入信号缓冲器。

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　　另外需要重视的是，TMS320F206虽然具有片内32 kB FLASH，但在调试状态下并不能实际使用，为了使仿真系统能正常工作，必须在设计的目标系统中加入仿真时下载程序用的RAM。本电路采用2片CYC199完成。

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　　引脚85～90是同步串行口的引脚，在本设计中此同步串口主要用于处理同步数据。同步串行口的工作需要3种信号：

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　　时钟信号(CLKX/CLKR)，由CPLD产生送入;帧同步信号(FSX/FSR)由CPLD产生送入;数据信号，发送引脚(DX)连接到多协议接口芯片的TTL发送端，接收引脚(DR)连接到多协议接口芯片的TTL接收端。

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　　片内的异步串行口(ASP)可提供便的串口数据通信。片内共有4个寄存器异步数据发送和接收寄存器(ADTR)，异步串行口控制寄存器(ASPCR)，I/O状态寄存器(IOSR)，波特率除法寄存器。还有2个程序员不可访问的寄存器：异步串行口发送移位寄存器(AXSR)和异步串行口接收移位寄存器(ARSR)。共有6个引脚TX，RX，IO0，IO1，IO2，IO3。本设计中利用TX及RX进行与上位机异步数据的传输，IO0～IO3作为通用的I/O口使用。

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　　本设计利用通用输入引脚BIO、通用输出引脚XF及外部中断来处理用户的异步数据传输。

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　　TMS320F206的引脚D0～D15及A8～A12连接到CPLD，实现I/O口的扩展及实现其他逻辑功能。

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　　2.2 逻辑控制电路

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　　由Altera公司的CPLD芯片EPM7128实现所需的逻辑控制，并实现了对TMS320F206的I/O口扩展。其中需要控制的有：

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　　(1)HPI驱动电路74F245的片选线CS、方向DIR;

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　　(2)对接口芯片MXL1344A，MXL1543进行软件编程，选择传输数据协议方式;

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　　(3)对X25043看门狗电路的控制;

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　　(4)输出HPI-8口控制信号，与HPI-8口进行有效的数据交换;

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　　(5)系统所需的4-16译码器电路、分频器电路、D触发器电路、锁存器电路、选择开关电路等。

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　　图3为控制电路和复位电路的电路图：由EPM7128SLC EPLD芯片及JTAG口组成，可实现在线编程。复位电路是由X25043及上电复位电路2R3，2C1组成。

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2.3 总线驱动电路原文位置

　　总线驱动用了2片74HC245构成HPI-8接口电路，为了克服干扰，每根总线应串接一个100 Ω的电阻。

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　　2.4 多协议数据接口电路

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　　以上接口电路由3个部分组成：

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　　(1)MAX485接口电路部分：这部分电路完成TMS320F206通过串口与网管系统的接口电平转换。

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　　(2)MAX232接口电路部分：这部分电路主要完成异步数据时流控信号(CTS/RTS，DTR/DSR)与TTL电路的电平转换。

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　　(3)MXL1543、MXL1344A：这部分电路主要完成多协议的选择。通过对M0，M1，M2的软件编程，可实现多协议的转换。其中协议有RS 530，X.21和V.35等十几种。

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3 软件实现原文位置

　　软件由以下6个部分组成，各部分功能如下：

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　　(1)主程序部分;

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　　(2)F206初始化部分：实现对F206各个寄存器的初始化;

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　　(3)同步串口部分：实现对同步数据的处理;

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　　(4)异步串口部分：实现与上位机的数据通信;

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　　(5)X25043软件部分：密码的设定及实现对看门狗电路的处理;

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　　(6)与HPI-8数据处理部分：实现与HPI-8主机接口的数据交换。

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　　主程序主要完成默认数据格式的配置、寄存器初始化、查询上位机的数据配置及通过HPI与外部电路进行数据交互。异步数据和同步数据的处理在异步中断和同步中断子程序中完成。主程序框图如图5所示。

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　　4 结 语

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　　上述设计，以TMS320F206 DSP芯片实现核心控制，以EPM7128实现外围逻辑控制，以MXL1543和MXL1344A专用芯片实现协议转换，解决了高速多路多协议数据传输的难题。经逻辑分析仪测试和误码测试，各项指标符合用户要求。