1. • ”• 5 国外电子元器件6’••’ 年第 ‘‘ 期 ’••’ 年 ‘‘ 月
p 应用与设计
基于 º˜•£“• 的 ¤³² £ 高速数据通信在智能
交通中的应用
‘ ’ ‘ “
孙美菊 陈云 尹怡欣 蔡华
‘ Ž北京科技大学信息工程学院 › Ž长安大学信息工程学院 › Ž国家智能交通工程研究中心 ›
’ “
Hig h Speed Data Co m m unication of Dedicated Short Rang e Co m m unication
Bas on Z85 C30 in Inte l g ent Transport Sy tem
ed li s
³Õ -ÅÊ
Î ÉÕ £È ιÕ
Å Î ¹É ¹ÉÉ
Î ØÎ £Á ¨Õ
É Á
摘要 šº˜•£“• 是 º©¬ 公司推出的多规程串行通信控制器 " 文中介绍了 º˜•£“• 芯片的物理特性 !
¯§
工作方式和时钟选择 Œ 给出了它在基于微波通信的 ¤³² £ 中的应用电路 "
关键词 šº˜•£“• › ¤³² £ › ³£ £ › 串行通信控制器
分类号 š´°“–˜ 文献标识码 š¢ 文章编号 š‘••– • –™——ˆ’••’‰‘‘ • •••” • •’
’ Ž 物理层
‘
‘ 引言 ¤³² £ 的物理层基于 • Ž˜§¨Ú 的微波通信协议 Œ
在对调制于 • Ž˜§¨Ú 的下行信息进行接收时 Œ 该物理层的各种参数如下 š
要求接收电路具有速度高 Œ 每秒可接收 •••ËÂÔ 支
É•Ó! ˆ‘‰下行参数
持 ¨¤¬ 帧格式数据以及能恢复时钟以完成同步等
£ 编 码 调 制 方 式 š ¦ -• Œ 速 率 为 •••ËÂÔ Ó?
É•
•˜
功能 " ºÉ Ç 公司生 产 的 º˜•£“• 串 行通 信 控制 器
ÌÏ ‘••Ð ›
ÐÍ 误码率为 ‘• … "
ˆ³ÅÉÌ £ÏÍÍÕ É ÁÉ £ÏÎ Ò̉ 恰好具备这些功能 Œ该
ÒÁ Î ÃÔ ÏÎ Ô Ï ˆ’‰引导同步ˆ Ð Å Ì ‰
ÒÁÍÂÅ
³£ £ 串行通信控制器是一种通用异步• 同步通信收 数据帧由时间间隔为 ’LÓ的一系列高低脉冲组
发器 " 它是一种双通道 !多协议数据 ˜ 位或 ‘– 位微 成Œ它对应于 ¦ -• 编码的一连串的 ‘ 位 ›
处 理 器 " ³££ 可 处 理 面 向 比 特 的 同 步 协 议 Œ 与 ˆ“‰结束同步ˆÐ ÓÁÍÂÅ
ÏÔ Ì ‰
¨ ¤¬ 和 ©¢ - 的 ³¤¬ 相似 Œ它可在任何同步模式下
£ £ 下行数据以和引导同步一样的波形结束 Œ 结束
产生和检测 £ ² £ 代码 Œ并能够编程检测不同模式下 同步的长度为 ” * ‘˜LÓŒ相当于 ’ * ™ 位 "
的数据完整性 " 另外 Œº˜•£“• 的一个重要特性就是 ˆ”‰上行参数
支持 ® º ! ® º©!¦ -• 编码 !解码以及曼彻斯特等格
² ² 上 行 数 据 可 调 制 在 ‘ Ž - ¨Ú ? • Ž … 或
• ‘
式数据的编解码 " ’ Ž - ¨Ú ? • Ž … 中的任意一种负载波频率上 "
• ‘
上行数据编码是 ® º© 编码 Œ
² 速率为 ’••ËÂÔ
É•Ó?
’ ¤³² £ 协议
• Ž … › 副载波调制时为 ¢°³« 二进制双向键控‰ 方
‘ ˆ
¤³² £ˆ ¤ ÄÃÔÄ ³È Ò Á Å £ÏÍÍÕ É ÁÉ 专用
Å ÉÁÅ Ï Ô² ÎÇ Î ÃÔ ÏΉ 式›载波调制时 Œ信息将包含在两个边带中 "
短程通信协议是专用于交通领域的无线通信协议 Œ ’ Ž ¤³² £ 帧
’
它可为车辆与路边设备提供单向或双向交互式通 ¤³² £ 的帧结构如图 ‘ 所示 Œ 数据从左向右传
信 Œ以使车辆与道路有机的结合起来 Œ同时 Œ也可为 送 " 实际上 Œ去掉两边的引导同步和结束同步 Œ
剩下
交通控制中心提供行驶车辆的有关数据 " ¤³² £ 的 的其实就是 ¨ ¤¬ 帧格式 ¤³² £ "
£
通信频段是 • Ž˜§¨Ú Œ该频段在抗干扰和信息传输量 ’ Ž ¤³² £ 其余层
“
等技术标准上具有优势 " 每层协议数据单元 °¤µ ¤³² £ 通信协议的其余各层同样遵循开放系统
ˆ°ÒÔÃÌ ¤ Ô µÎ Ô均可根据各层的命令协议将其数
Ï Ï Á Á Á ɉ 互连参考模型ˆ ¯³© ) ) ) 网络体系结构的规定 "
‰
据单元封装起来 Œ从而用来传递信息 "

2. 基于 º ˜•£ “• 的 ¤³ ² £ 高速数据通信在智能交通中的应用 • ••
外部雏菊链的工作原理也一样 "串行
控制器请求中断一般通过拉低 ©®´
引脚 Œ 同时设置 ©° 和 ©¥© 输入来实
现"
在 ¤ - ¡ 控制方式时 Œ串行控制
器提供了一种在 £ ° µ 和 ¤ - ¡ 控制
器之间进行块传送的通信方式 "
图‘ ¤³² £ 帧结构 “ Ž 时钟
“
串行控制器的串行通道需要辅助电路来产生时
“ º ˜•£ “• 串行通信控制器
钟 Œ 以用于执行编码解码 " 收发时钟的产生比较灵
“ Ž 内部结构
‘ 活且丰富 Œ 主要由 · ² ‘‘ ! · ² ‘” 两个寄存器来控
图 ’ 是 º ˜•£ “• 芯片的内部结构框图 " 接收的 制 " ³ ¹ ®£ 引脚和 ² ´ Ø£ 引脚之间加一个外部晶
在
数据通过接收数据引脚输入 Œ 并根据控制逻辑的状 体即可得到时钟信号 Œ也可在 ° £ ¬«引脚直接加时
态在一个信道内传输 " 通道寄存器的内容和外部控 钟信号以用于内部信号的同步 "
制引脚的状态决定了内部控制逻辑的状态 " 发送数 波特率发生器可通过编程得到可变波特率 Œ 它
据的方式通常也按照接收数据的方式进行 " 的时钟可以来自 ² ´ Ø£ 也可以来自 ° £ ¬«引脚 "
“ Ž 工作方式
’ 串行控制器可提供反相不归零 !反相归零 !调频
º˜•£ “• 有查询 !
中断 !¤ - ¡ 控制等工作方式 "其 及曼彻斯特等编码方式 "可通过 · ² ‘• 的 ¤– 和 ¤•
中 Œ查询方式的硬件与 £ ° µ 的连接较为简单 Œ可由 位来选择 "
软件实时检测以决定什么时候从串行控制器读数据 º ˜•£ “• 的 每 个 通 道 都 有 一 个 数 字 锁 相 环
或往里写数据 " 在这种模式下 Œ 应将主中断允许位 ˆ ¤° ¬ ‰ Œ
¬ 可用来恢复传输数据的时钟信息 "在驱动
ˆ · ² ™ Œ “‰ 和等待 ¤ - ¡ 请求允许位 ˆ · ² ‘ Œ —‰
位 位 时钟的作用下 Œ¤° ¬¬从数据流里恢复出接收时钟 Œ
同时设置为零 Œ 以禁止响应任何中断和 ¤ - ¡ 请 该时钟既可用作发送时钟也可用作接收时钟 Œ 也可
求" 同时使用 "¤° ¬¬由 · ² ‘” 的 ¤— !¤– !¤• 位控制 "
在中断方式时 Œ串行控制器有两个通道 Œ每个通 “ Ž 与 £ ° µ 的连接
”
道包含三个中断源 Œ即接收 !发送和外部 • 状态 " 中 º ˜•£ “• 可以与 £ ° µ ! ¤ - ¡ !©• ¯ 处理器直接
断源的优先权为 š¡ 通道的接收 y 发送 y 外部•状态 连接 Œ 图 “ 所示是 º ˜•£ “• 与 ¡ ´ ™•³˜•‘• £ ° µ 的
y ¢ 通道的接收 y 发送 y 外部•状态 "在每个 ° £ ¬« 连接电路 Œ 该电路可工作在没有应答信号或由软件
周期 Œ串行控制器都将更新中断状态 " 实现应答信号的中断中 "
在中断控制时 Œ除了总中断允许位打开中断外 Œ
还要打开每个中断源的中断控制•状态位 Œ它们分别 ” º ˜•£ “• 在 ¤³ ² £ 领域的应用
是中 断允许 ˆ©¥‰ ! 中 断悬 空 ˆ©°‰ 和 中 断服 务 在笔者设计的一个安装在汽车车载单元的系统
ˆ©µ ³‰ " 主要中断控制寄存器有 · ² ™ 和 ² ² “ "
雏菊链解决方案的主要作用是使串行控制器的
六个中断源具有固定的优先级 Œ 以解决内部中断优
先权问题 Œ 保证中段优先级最高级得到中断服务 "
图 ’ º˜•£“• 芯片内部框图
图 “ º˜•£“• 与 £°µ 的连接图

3. • –• 5 国外电子元器件6’••’ 年第 ‘‘ 期 ’••’ 年 ‘‘ 月
p 应用与设计
´ -³“’•£•”¸ ¤³«ÌÕ 与图形液晶显示模块
Ð Ó
¤-¦•••˜‘ 的接口设计
清华大学 鲍晓宇 施克仁 徐西刚 香勇 阙开良
An Interface De ig n T MS320 C54 X DS Kplus and Graphics LCD D MF50081
s
¢Á ¸É Ï
Ï Á ÙÕ ³È «Ò Î
É ÅÅ ¸Õ ¸ÉÁ
Ç ÎÇ ¸É ÎÇ ¹ÏÎÇ
Á ±Õ «É Á
Å ÁÌ ÎÇ
É
摘要 š介绍了德州仪器公司为 ´ -³“’•£•”¸ 系列 ¤³° 提供的入门开发套件 ¤³«ÌÕ 的性能特点 Œ并
Ð Ó
自行扩展了 ‘’˜Ë@ ‘–ÂÔ
É 的程序和数据内存 Œ给出了用 §¡¬ ’•¶˜ 设计的 ¤³«ÌÕ 和液晶显示控制器
Ð Ó
³¥¤‘““• 的接口电路 Œ以及通过该电路驱动点阵液晶模块 ¤-¦•••˜‘ 来实现字符和图形显示的软件
方法 "
关键词 š¤³° › ¤-¦•••˜‘ › ¬ ¤ 控制器 ›
£ §¡¬› ´ -³“’•£•”¸
分类号 š´°“–˜ 文献标识码 š¢ 文章编号 š‘••– • –™——ˆ’••’‰‘‘ • •••– • •”
随着智能仪器系统对高速数据处理的迫切需 存扩展以及和液晶模块 ¤-¦•••˜‘ 进行接口的设计
要 Œ ¤³°ˆ数字信号处理器‰ 芯片得到了更加广泛的 与实现方法 "
应用 " 近年来新出现的一些 ¤³° 芯片不但具有数据
吞吐量大 !运算速度快的固有优势 Œ而且在诸如 ©• ¯
‘ ´ -³“’•£•”¸ ¤³«ÌÕ 及内存扩展
Ð Ó
口 ! ¤- ¡ ! 定时器 !串口等片上外围电路方面又有了 ´ -³“’•£•”¸ 系列芯片是美国 ´© 德州仪器‰ 公
ˆ
很大增强 Œ因此不但可以用作信号处理引擎 Œ也可以 司主要为无线通信市场推出的新一代 ¤³° " 它的主
作为嵌入式系统的控制器或智能仪器的 £°µ " 在笔 要特点是 š性能高 ˆ”• -©°³ 的处理速度‰ Œ适合通信
者在研制开发便携式数字超声探伤仪的过程中即采 解码的体系结构 › 功耗低 ˆ三种省电模式 ©¤¬ ! ©
¥‘ 2
用 ¤³° 芯片 ´ -³“’•£•”’ 作为 £°µ Œ并与外扩程序存 ¤¬ 和 ©¤¬
¥’ ¥“‰ Œ 适用于移动通信和便携式仪器等
储器 ! 数据存储器以及各种外围芯片一起构成了仪 应用 "
器系统 " 该系统中的图形点阵液晶模块 ¤-¦•••˜‘ ¤³«ÌÕ 是 ´© 公司为初学者提供的入门开发套
Ð Ó
具有 “’• @ ’”• 点像素 Œ 可显示各种字符或图形 Œ 且 件 Œ 它的主体实际上是一块具有自开发能力的最小
尺寸紧凑 !显示信息丰富 !功耗低 Œ适用于便携式仪 用户板 Œ板上主要有以下资源 š
器的显示器 "本文将介绍 ´ -³“’•£•”¸ ¤³«ÌÕ 的内
Ð Ó ˆ‘‰ 该板的核心为一片 ´ -³“’•£•”’ Œ 其指令周
中 Œ 用串行通信控制器 º ˜•£ “• 在微处理器的控制 在硬件开发环境下 Œ经过实验验证 Œº ˜•£ “• 完
下接收来自基于 ¤³ ² £ 的微波通信数据 Œ 并将数据 全能够满足高速微波数据通信和高速全双工通信的
存放在数据存储区中 " 同时接收数据可通过红外接 要求 "
口或异步串行接口与外围设备通信注入到带有红外 参考文献
接口的掌上电脑中 " ‘ Ž§ÌÏÂ Ì ³ Ð ÃÆ Ã ÔÏÎ ÆÏÒ ³ÈÏÒ ² ÁÎÇ £ ÏÍ ÍÕ
Á Å ÉÉ Á É Ô Å 2
车载单元的运算处理核心单元采用 ¡ ¶ ² 单片 ÎÉ Á É
à ÔÏÎ
机 ¡ ´ ™•³˜•‘• 来实现 Œ 这一系列的单片机通过在 ÈÔ š
ÔÐ ••× × × Ž ÏÍÂ ÔÃ Ž ÏÍ
à ÉÅ È Ã
单一时钟周期内执行功能强大的指令可实现 ’ Ž ˜•£ “•• º ˜•£ “• £ - ¯ ³ ³ £ £ ³Å ÉÌ £ ÏÍ ÍÕ
º ÒÁ 2
‘ - ©°³ 的处理能力 Œ其运算速度可完全满足高速数 ÎÉ Á É
à ÔÏÎÓ
据处理的需要 Œ 十分适用于作为数据通讯的中央处 £ ÏÎÔÏ Ì Ò È Ô š × × × Ž É Ž ÏÍ
ÒÌ Å ÔÐ •• Ú ÌÏÇ Ã
理器 " 通过 ¡ ¶ ² 单片机实现车载单元对各个周边 收稿日期 š ’••’ • •” • ’’
电路的控制 Œ 以使整个系统协调工作 " 咨询编号 š•’‘‘•‘