基于DSP和单片机的双CPU数据处理系统

计算机工程与应用 !""#$!%计算机工程与应用 !""#$!%计算机工程与应用 !""#$!% ! 引言 目前!在许多控制监测系统中往往需要采集大量的数据进 行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 运算! 且要求系统本身具有友好的人机交互功能!对 &’( 的处理能力和控制功能提出了很高的要求" 本文选择以 )*’ 芯片为主处理单元!融合单片机为从处理单元的系统结构 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 !除了满足对大量数据的信息处理要求外还实现了液晶显 示和键盘控制功能" 之所以采取 )*’ 加单片机的方案! 是考虑到系统实际应 用时!要求 )*’ 处理的信息可能很多!工作量很大!如果所有 任务都交给 )*’ 来完成!不仅影响 )*’ 的处理速度!恐怕还难 以胜任"而 +’( 是低成本的!主要长处是对外部 , - . 设备的控 制功能!但其数字信号处理能力很差!正好与 )*’ 功能互补" 在诸多任务中!对于液晶显示#键盘控制等简单处理环节可以 交由单片机很好地完成!这样充分利用了单片机在控制方面的 长处! 使得 )*’ 可以专门用于数字信号的处理和各种算法的 实现!可以满足许多实时处理的需要" 出于对系统高精度#快响应#可靠性!特别是产品成本的考 虑!本设计方案主处理器采用 /, 公司的 /+*0!"
"! )*’ 芯 片$配以 *23+#453*6 等芯片%!从处理器选择 3/+75 公司 的 3/89&#% 单片机芯片" " )*’模块设计 "$% )*’存储器扩展 /+*0!":
"! 的片外寻址能力可以达到数据空间和 , - . 空间各 ;1" 考虑到 )*’ 系统 如果最终要脱机独立运行的话必须要有 4?@AB 等非易失存储 器来固化程序!因此本系统除了为 #1"! 扩展一片 *23+ 外!还 将扩展一片 4?@AB" *23+ 选择 ;1< 的 &CD&%"!%:00!映射在 #1"! 的程序空间的 "E""""F"E4444 地址范围 " 4?@AB 选择 !#;< 的 **/09:41""3! 映射在 #1"! 的数据空间的 "E""""F "E4444 或程序空间的 "E8""""F"EG4444 地址范围! 具体映射 方式由 #1"! 的 H4 引脚输出信号控制& 当 )*’ 复位时!H4 引 脚为高!4?@AB 被设置为映射在数据空间的 "E""""F"E4444!以 实现 #1"! 的加载引导! 不过由于 )*’ 数据空间的 "E""""F "E0444 为存储器映象寄存器和片内 23+! 对外部 4?@AB 来说 是不可见的!所以实际可操作的 4?@AB 地址为 "E1"""F"E4444’ 基于 !"#和单片机的双 $%&数据处理系统 朱国庆 付梦印 !北京理工大学自动控制系 "!研"北京 %"""8%# 7IJ@K?&B@LEK@M?MLNOPKQ$RST$UL 摘 要 基于现实中很多嵌入式系统要求处理器实时处理数据或者实现复杂算法的同时还要能完成各种控制任务"提 出了一种基于 /+*0!":
"! )*’ 和 3/89&#% 单片机构建的双 #$% 数据处理系统的设计方案" 充分发挥出 &’$ 的数 据处理能力和单片机的外围接口控制能力$ 文中详细介绍了该系统中 )*’ 存储器的配置以及 )*’ 与单片机通信接口的 设计"给出了软硬件的实现 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 $系统还设计了液晶显示模块和键盘模块作为人机交互接口"给出了硬件接口原理图"对 软件编程的实现也做了探讨$ 目前该方案正实施于一个舰载智能接口箱的开发项目$ 关键词 )*’ 单片机 /;9;0& *<#!D8 文章编号 %""!I800%I!!""#%!%I(!!)*() 文献标识码 3 中图分类号 /’!D1V$! !’()*+,’ !(-( "./+011234 #51-06 /3 -70 $(121 /8 9"% (3: #234)0+72, ;%& <’/=234 >& ?034523 $&+,-./0+1/ 23 45/20-/67 #21/.28!9+6:61; <1=/6/5/+ 23 >+7?1282;@!9+6:61; !(((A!% @A1-.(+-& WMX@S@YA @ ?MQ MZ RJPRSSRS AYAQRJA [R\TK[R ][MURAAM[ @UUMJ]?KAB ^@[KMTA Q@A_A MZ UMLQ[M??KLN XBK?R [R@?I QKJR ][MURAAKLN S@Q@ M[ [R@?K‘KLN UMJ]?KU@QRS @?NM[KQBJ$/BKA ]@]R[ B@A ]TQ ZM[X@[S @ SRAKNL MZ ST@?IU]T S@Q@ ][MURAAKLN AYAQRJ ML QBR P@AKA MZ /+*0!":
"! )*’ @LS 3/89&#% AKLN?RUBK]!ZT??Y NK^KLN ]?@Y QM QBR S@Q@ ][MURAAKLN @PK?KQY MZ )*’ @LS ]R[K]BR[@? KLQR[Z@UR UMLQ[M? @PK?KQY MZ QBR AKLN?RUBK]$/BR @[QKU?R B@A KLQ[MSTURS QBR UMLZKNT[@QKML MZ )*’ JRJM[Y @LS QBR SRAKNL MZ UMJJTLKU@QKML KLQR[Z@UR PRQXRRL )*’ @LS AKLN?RUBK] KL QBR AYAQRJ KL SRQ@K?!@LS KQ ][M^KSRA QBR KJ]?RJRLQ@QKML JRQBMS MZ QBR AMZQX@[R @LS B@[SX@[R$/BKA AYAQRJ @?AM RE]@LSA 5&) @LS _RYPM@[S JMST?R @A QBR BTJ@LIUMJ]TQR[ KLQR[@UQKML KLQR[Z@UR!MZ XBKUB QBR B@[SX@[R KLQR[Z@UR UK[UTKQ KA NK^RL KL QBR @[QKU?R!@LS QBR [R@?K‘@QKML MZ AMZQX@[R KA @?AM JRLQKMLRS$/BKA AUBRJR KA PRKLN @]]?KRS QM QBR SR^R?M]JRLQ KQRJ MZ @ U@[[KR[ IPM[LR KLQR??KNRLUR KLQR[Z@UR AYAQRJ @Q ][RARLQB B05C/.:1& )*’!AKLN?RUBK]!/;9;0&!*<#!D8 作者简介!朱国庆$!CDC*%!男!硕士!主要从事基于 )*’ 的舰载导航智能接口箱系统的开发与研制"付梦印$!CEF*%!男!教授!博士生导师!主要从 事导航定位定向技术的研究" !!) !""#$!% 计算机工程与应用!""#$!% 计算机工程与应用!""#$!% 计算机工程与应用 当加载引导完成后!软件置 &’ 引脚为低!释放 ’()*+ 映射的数 据空 间 并 重 新 设 置 ’()*+ 映 射 在 程 序 空 间 的 ",-"""" . ",/’’’’" 因为 0123 的管脚具有重定义的功能!接口电路的硬件设 计简单!且 0123 的时序严格!速度较快!可编程性好!非常适 合于用作 341 和其他外围设备芯片的接口译码电路! 一般用 一片 0123 就可以实现系统所有的接口电路 567" 因此以上的控 制逻辑采用一片 8(9:;) 公司的 <8&=""" 系列 0123 之一的 >1<="?@4 来实现!硬件接口原理图如图 % 所示" #@"! 的数据 线# 地址线和 4A8< 以及 ’()*+ 的数据线# 地址线直接相连$ 4A8< 和 ’()*+ 的 B C> 和 B D> 信号作为 341 访问片外存储器 的读和写信号由 #@"! 的 B <4EA/ 和 A BD 信号逻辑组合产生$ 4A8< 的选通信号由 B 14 和地址线 8%F 产生!’()*+ 的选通信 号由 B 34#&’#8%F 或 B 14#&’#8%F 逻辑组合产生" 用 GH32 语 言编写的 0123 部分逻辑译码程序如下% $$$ B A3IJ&"’K+:L( B <4EA/J&"’)LM A BDJ&%’):(*:&%’$ BDAIJ&"’K+:L( B <4EA/J&"’)LM A BDJ&"’):(*:&%’$ B 4A8<04IJ&"’K+:L( B 14J&"’)LM 8%FJ&"’):(*:&%’$ B ’()*+04IJ&"’K+:L( B 34J&"’)LM &’J&%’)LM 8%FJ&"’)N9( B 14J &"’)LM &’J&"’)LM 8%FJ&%’):(*:&%’$ $$$ !$! 341 和单片机的硬件接口电路及通信软件的 实现 由于系统具有主从式双 01O 结构! 可见 341 主处理器和 单片机从处理器之间的数据通信是必不可少的!它们之间通信 接口的设计和实现是整个系统的一个关键问题" 对于 341 和 单片机的具体连接方案!考虑到不论是接串口还是接 P B C 口都 要占用 341 的硬件资源!同时软件开销也非常大" 而 #@"! 提 供有 H1P 接口! 专用于 341 和主机之间的通信" 341 在通过 H1P 口和主机通信的过程中完全没有硬件和软件开销!由 341 自身的硬件来协调冲突!从而不会打断 341 正常程序的运行" 在 H1P 通信方式下!341 的片内存储器对外界完全透明!由主 机通过访问 H1P 的地址和数据寄存器来完成对 341 片内存储 器的读写" 本系统因此采取 341 的 H1P 口和单片机的 1" 口相 连作为数据传输口的方案来实现两者的交互" !$!$% #@"! 341 的 H1P 接口原理 341 的外部 H1P 接口包括 - 位的 H1P 数据总线! 以及配 置和控制接口的控制信号" H1P 接口可以不需要任何附加逻辑 连接各种主机设备"- 位数据总线(H3".H3=)负责与主机交换 信息!因为 #@"! 是 %? 位字的结构!所以主机与 341 之间数据 传输由 ! 个连续的字节组成" 由 H/P2 引脚指示正在传输的是 高 - 位还是低 - 位!可以通过 H1P0 控制寄存器中的 /C/ 位来 修改" 主机通过 H0QE2" 和 H0QE2% 来指定所访问的寄存器 是控制寄存器 H1P0# 地址寄存器 H1P8 还是数据寄存器 H1P3!H1P8 寄存器还可以被设置为自动增寻址方式以提高对 连续地址访问操作的效率" B H04 是片选信号! 在主机访问 H1P 时必须保持为低" B H84 是地址选通信号! 一般用作地址 锁存或不用(接高电平)" HA BD 为读写选通信号!用来确定数 据传输的方向" B H34% 和 B H34! 是数据选通信号! 用于在主 机访问周期控制数据的传输" 当没有使用 B H84 信号! 并且 B H04 信号处于低电平时 ! B H34% 或 B H34! 可用于对 H/P2# H0QE2" B % 和 HA BD 信号的采样" 因为 B H34% 和 B H34! 是内 部互斥的!所以需注意不能同时将 B H34% 和 B H34! 置低 5%7" !$!$! #@"! 341 和 8E-F0#% 单片机硬件接口设计 本文选取 8E<>2 公司的 8E-F0#% 单片机作为主机!以 P B C 接口方式连接 #@"! 341 和 8E-F0#%!使用了 8E-F0#% 的两 个通用 P B C 端口 1" 和 1!! 硬件接口原理图如图 % 所示 " 8E-F0#% 的端口 1" 和 H1P 的 - 位数据线 H3".H3- 相连作为 数据传输通道!1!$".1!$@ 设置为输出来控制 H1P 口的操作"其 中 1!$" 作为读写控制选通信号连接 HA BD!1!$% 连接字节识 别信号 H/P2 控制读写数据是属于 %? 位字的第一还是第二字 节 !1!$! 和 1!$6 分别连接 H0QE2% 和 H0QE2! 以实现对 H1P0#H1P8 和 H1P3 寄存器的访问 !1!$@ 连接 B H34% 作为数 据选通信号来锁存有效的 H0QE2" B %#H/P2 和 HA BD 信号 " 1!$= 作为输入和 H1P 口的主机中断信号 B HPQE 相连" 在本系 统中 ! B H04 一直接地 ! 而 B H84 和 B H34! 一直接高电平 !由 H1P 接口的原理可知!在 H0QE2" B %#H/P2 和 HA BD 信号有效 之后设置 B H34% 为低电平则实现了读写的数据选通! 从而完 成 8E-F0#% 对 #@"! H1P 口的读写操作" 在数据交换过程中! 8E-F0#% 向 H1P 发送数据时通过置 #@"! 的 H1P 控制寄存器 H1P0 中的 341PQE 位为 % 来中断 #@"!" 8E-F0#% 接收来自 H1P 的数据时通过查询方式!当 #@"! 341 准备发送数据时置 B HPQE 信号为低!8E-F0#% 查询到 1!$= 为低时调用接收数据子 程序来实现数据的接收" 另外考虑到 #@"! 是 6$6R 器件!8E-F0#% 是 #R 器件!两者 之间存在信号电平的差异而不能直接相连 ! 故采用两片 4Q=@2GEH%?!@# 作为接口隔离同时还可增强 341 的总线驱动 能力" - 位数据信号的传输方向由 8E-F0#% 的 1!$" 输出信号 控制!当 1!$" 为低时!主机写信号有效!数据由 8E-F0#% 通过 %?!@# 送往 H1P 口$当 1!$" 为高时!主机读信号有效!数据由 H1P 口通过 %?!@# 送往 8E-F0#%" 1!$".1!$@ 几位控制信号的 传输方向设置为从 8E-F0#% 通过 %?!@# 送往 H1P 口" 第二片 %?!@# 上只有主机中断信号 B HPQE 和 1!$=!传输方向为 H1P 口 通往 8E-F0#% 方向" %?!@# 上剩余的 P B C 通道可用于 341 系 统将来扩展其他 #R 器件时使用" !$!$6 8E-F0#% 接收和发送数据的软件实现 在硬件搭建好后接下来是软件功能模块的实现!此处给出 主机接收和发送数据的子程序% DAPE>833A% $写 341 存储器地址的子程序 02A 1!$! $ 4>E/ 1!$6 $选择地址寄存器 H1P8 ""# 计算机工程与应用 !""#$!%计算机工程与应用 !""#$!%计算机工程与应用 !""#$!% &’( )!$" !写选通 *+, )""- !写入 . 位地址 &’( )!$/ !开始数据操作 &-’’ 01’-2 !等待数据写操作完成 3145 )!$/ !结束数据操作 (1-00-4-# !读 03) 存储器数据的子程序 3145 )!$! ! 3145 )!$6 !选择数据寄存器 7)80 3145 )!$" !读选通 &’( )!$/ !开始数据操作 *+, -")" !读出 . 位数据 &-’’ 01’-2 !等待数据读操作完成 3145 )!$/ !结束数据操作 9(8410-4-$ !数据写入 03) 存储器的子程序 3145 )!$! ! 3145 )!$6 !选择数据寄存器 7)80 &’( )!$" !写选通 *+, )"%- !写入 .位数据 &’( )!$/ !开始数据操作 &-’’ 01’-2 !等待数据写操作完成 3145 )!$/ !结束数据操作 在主程序中通过调用以上相应的子程序便能实现主机对 数据的接收和发送功能& 例如主机往 03) 发送一个 %: 位数据 的程序如下’在此程序前还需调用 9(841-00( 子程序写入数 据送往 03) 的目标地址值%方法类似故此处未给出(# *+, ("%0-4-;5<= !装入主机要发送数据的首地址 *+, -%>(" !把该地址中存放的数据送入累加器 - &’( )!$% !设置为第一个字节 ’&-’’ 9(8410-4- !调用数据发送子程序 8?& (" !发送数据缓冲区地址加 % *+, -%>(" !把该地址中存放的数据送入累加器 - 3145 )!$% !设置为第二个字节 ’&-’’ 9(8410-4- !调用数据发送子程序 ! 单片机模块设计 !$% 液晶显示模块 点阵式液晶显示模块的显著特点是体积小)功耗低)性能 稳定)能进行简单的图形显示并且价位也较低%本文选取精电 公司出产的内含 4:@:6& 控制器的点阵图形液晶显示模块 *A’3!/"%!.4 作为 -4.@&#% 单片机的液晶显示部分* 内藏 4:@:6& 的液晶显示模块上已经实现了 4:@:6& 与行+列驱动器 及显示缓冲区 (-* 的接口"同时也已用硬件设置了液晶屏的 结构’单)双屏("数据传输方式"显示窗口长度)宽度等等,对模 块来说"单片机实际上不是直接读写液晶屏点阵信息"而是通 过与液晶显示控制器的通信来间接控制液晶屏的显示内容, !$%$% 4:@:6& 特点及引脚介绍 下面对 4:@:6& 与单片机接口时需要用到的一些主要引 脚作一个简单介绍$’%(0"B0C$4:@:6& 与 *)< 接口的数据总 线"三态!’!( D (0" D 9($读)写选通信号"输入信号!’6( D &1$ 4:@:6& 的片选信号!’/(& D 0$ 通道选择信号"% 为指令通道"" 为数据通道, !$%$! -4.@&#% 与液晶显示模块的硬件接口设计 此处 -4.@&#% 采用 8 D + 设备访问形式控制 4:@:6&"通过 并行接口间接实现对液晶显示模块 *A’3!/"%!.4 的控制, 根 据需要"并行接口选择 )% 口的 . 位和 )6 口的 6 位"连接方式 如图 ! 所示, -4.@&#% 的 )% 口作为数据总线 ")6 口的 )6$"))6$% 和 )6$! 作为寄存器选择及读)写信号" D &1 信号直接接地,在此硬 件电路完成后" 只要根据 4:@:6& 的时序关系编制程序控制 )6$"))6$% 和 )6$! 信号的输出"就能操纵液晶显示模块"方法 较简单" 其通用性的程序在许多书及文章中都有详细介绍"故 此处未给出, !$! 键盘控制模块 -4.@&#% 提供了 / 个 . 位的 8 D + 口"本系统中由于和 03) 的通信接口以及液晶模块接口已经占用了 -4.@&#% 的大部分 8 D + 口" 所以此处采用串行接口键盘控制器 3E#!C. 为单片机 扩展键盘模块,采用此方案最大的优点是占用单片机 8 D + 口线 少"只需占用 -4.@&#% 的 / 根 8 D + 线就能管理控制一个 %: 个 按键的矩阵键盘"解决了本系统中单片机 8 D + 资源可能不够用 的问题, !$!$% 3E#!C. 特点!工作原理及引脚功能 3E#!C. 是福州贝能科技有限公司推出的采用 )8& 内核的 / 线串行接口键盘控制器"芯片内部可自动完成扫描)译码)去 抖动处理等任务" 因而可直接输出键值, 下面简单介绍一下 3E#!C. 的主要引脚功能, ’%( D &3$片选端"为低时可从芯片读 取键盘数据!’!(&’E$时钟输入端"读取键盘数据时此脚电平 上升沿表示数据有效!’6(08+$数据输出端!’/(E12$按键有效 输出端"平时为低"检测到有效按键时变为高电平!’#((&$振 荡器连接端"典型值为 (%F6$6E"&%F!")="此时振荡频率约为 /*7G!’:(H"BH6"2"B26$行线)列线输入端 "构成 /I/ 键盘 矩阵, !$!$! -4.@&#% 键盘模块的设计 如图 ! 所示" 本系统中键盘模块的接口电路非常简单"只 需采用 -4.@&#% 的 )6$6))6$/))6$#))6$: 分别和 3E#!C. 的 08+)&’E) D &3)E12 相连即可, 由于 3E#!C. 芯片内部可自动 ’下转 "!# 页( ""$ !""#$!% 计算机工程与应用!""#$!% 计算机工程与应用!""#$!% 计算机工程与应用 !上接 !!" 页" 完成扫描#译码#去抖动处理等任务$所以软件编程也不复杂$ 只需根据 &’#!() 的串行接口时序编程控制 *+$+,*+$# 三个引 脚的高低电平输出便可完成单片机对键值的接收$再根据收到 的键值调用相应的中断服务例程实现相应的键盘处理功能%本 方案中单片机采用查询方式管理键盘$ 故 *+$- 和按键有效输 出端 ’./ 相连 $01)23#% 每隔固定时间读一次 *+$- 引脚的 值$一旦发现其值为 % 则说明有按键被按下$即调用&接收键盘 数据’程序以接收键值% # 结束语 由以上设计方案可以看出$ 本系统以 4&* 为核心并融合 单片机构成的双 3*5数据处理系统可以在不降低 4&* 数字信 号处理效能的基础上实现友好的人机交互功能%从硬件资源分 配上来看也是较合理的$系统只占用了 4&* 的 6*7 主机接口$ 对于 89:&* 多通道缓冲串口#148 时分复用串口#480 通道 等片上资源均未使用$可留做系统将来的扩展应用(而单片机 的 ; 个 ) 位 7 < = 口使用较为充分$最大限度地发挥出了单片机 的外围控制功能% 该方案具有通用性和可移植性$并易于功能 扩展$在绝大多数数据采集处理系统中是都可行的$且是很有 发展前景的% 目前$该设计方案正应用于一个舰载导航智能接口系统的 开发项目中% 智能接口系统是 >*&#?@ABC 3#平台罗经#计程仪 等各种设备和主控计算机之间的中转站$完成的主要任务就是 接收和处理各种导航信息$然后再把处理过的信息传送给综合 导航显控台的主控计算机使用$如图 $ 所示% !收稿日期)%&&’ 年 !& 月" 参考文献 %$1DEBF 7CFGAHIDCGF$18&+!"3#;E 4&* .CJBC9DK *DALMJDABNF$%222 !$郑红$吴冠$18&+!"3#;E 4&* 应用系统设计()*$北京)北京航空航天 大学出版社$!""! +$黄正谨$徐坚$章小丽等$3*?4系统设计技术入门与应用()*$北京)电 子工业出版社$!""! ;$余永权$018.? )2 系列单片机应用技术()*$北京)北京航空航天大 学出版社$!""! - 结论 基于 ODGPN@Q 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 分析仪的的设计$ 充分利用了科技网 3LF9@ 路由器的 ODGPN@Q 配置$实现了 13* < 7* 网络层的流量管 理$在网络管理中间$必将发挥充分的作用$从短期的数据可以 看出$网络上是否有攻击$病毒(从长期的数据可以看出网络上 主要由什么协议#服务来组成$对于网络的长远规划有重要的 参考价值(再次$当网络运营商考虑新增业务时$长期的历史数 据还提供一些重要信息% 随着计算机网络的普遍应用$ 基于 ODGPN@Q 网络流量监测必将在科技网的管理中发挥重要的作 用% !收稿日期)%&&’ 年 ++ 月" 参考文献 %,PN@Q&9BC)JGGM) < < QQQ$9BLKB$@AR < G@@NF < HGLNLGLDF < SN@QF9BC < *N@CTB$4BUD, PN@QF9BC)0 ODGQ 1ABSSL9 PN@Q VDM@AGLCR BCK WLFHBNLXBGL@C 1@@N,?7&0 Y7W$ODQ =ANDBCF$JGGM) < < CDG$K@LG$QLF9$DKH < ,MN@CTB < NLFB < NLFB!""" < PN@Q&9BC < $!"""-!. !,SN@QZG@@NF)JGGM) < < QQQ$FMNLCGDADK$CDG < FQ < SN@QZG@@NF < V@ILCR$&GDUD$ PHNNIDA$8BAT,1JD =&5 PN@QZG@@NF *B9TBRD BCK 3LF9@ ODGPN@Q ?@RF, JGGM) <