0 引言

　　tms320vc5402是ti公司推出的性价比极高的定点数字信号处理器(dsp)。它具有先进的多总线结构(三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线)；其数据／程序寻址空间为1 m×16 bit： 内置4 k×16 bitp／drom和16 k×16 bit-daram；此外，该dsp内含两个多通道缓冲串行口，一个8位并行与外部处理器通信的hpi口，2个16位定时器以及6通道dma控制器；具有低功耗，适合电池供电设备等特点[1]。

　　51系列单片机是一种很经典的单片机。20多年来一直久盛不衰。而且intel通过授权5l内核，目前已出现了很多第三方生产的51系列产品。这些产品一般都具有较高的时钟频率和较大的存储空间，而且还能运行嵌入式操作系统。因而极大地提高了单片机的性能，扩大了它的应用范围。

1 tms320vc5402的主机接口(hpi)

　　hpi(主机接口)是主机与tms320vc5402进行数据交换的8 bit并行数据口。该接口在tms320vc5402芯片上，内部有数据寄存器(hpid)，控制寄存器(hpic)及地址寄存器(hpia)。hpi口可用8 bit数据线传输16 bit的数据，并可通过设置控制寄存器的相关位来控制高8位和低8位传输。hpi有两种工作方式：一种是主机独占模式 (hom)； 另一种是主机和tms320vc5402共享模式(sam)。其中sam是通用方式，二者都可寻址hpi存储器(daram)。当二者产生冲突时，主机具有较高的优先权，而在tms320vc5402插人一个等周期。通过hpi传输的数据率是每5个clkout时钟周期传输1字节。

　　hpi通信主要是通过对hpia、hpic和hpid3个寄存器赋值来实现的。简单地说，host通过外部引脚hcntl0和hcntll选中不同的寄存器后，就将当前8位数据发送到该寄存器中了。由于hpic是16位寄存器，而hpi口总是传送8位数据宽度，所以用host向hpic写数据时，需要发送两个一样的8位数据。对tms320vc5402来说，仅低8位有意义。当地址寄存器hpia选择后，直接向它写数据就可以了，但是要注意msb和lsb的顺序。另外，hpia具有自动增长的特性，即在每写入一个数据前和每读一个数据后hpia都会自动加1。这样，如果使用了该功能，只需设定一次hpia即可实现连续数据块的写入和读出，只是在实现时，数据应首先从主机发到hpid中，然后再根据hpia指定的地址把hpid中的数据再写到片内ram的地址中。

2 dsp与单片机的通信

　　由于本系统具有主从式双cpu结构，因此，dsp从处理器和单片机主处理器之间的数据通信是必不可少的。它们之间的通信接口设计是整个系统的一个关键。对于dsp和单片机的具体连接方案，考虑到不论是接串口还是接i／o口都要占用dsp的硬件资源，同时软件开销也非常大。而tms320vc5402提供有hpi接口，可专用于dsp和主机之间的通信，因此dsp在通过hpi口和主机通信的过程中完全没有硬件和软件开销，而是由dsp自身的硬件来协调冲突，因从而不会打断dsp正常程序的运行。在hpi通信方式下，dsp的片内存储器对外界是完全透明的，可由主机通过访问hpi的地址和数据寄存器来完成对dsp片内存储器的读写。本系统采取dsp的hpi口和单片机的p0口相连来作为数据传输口从而实现两者的交互。

2．1 dsp和单片机的硬件接口设计

　　本设计选取atmel公司的at89c51单片机作为主机，并以i／o接口方式连接dsp和at89c51，设计时使用了at89c51的两个通用i／o端口p0和p2，其硬件接口原理图如2所示。图中将at89c51的端口p0和hpi的8位数据线hd0一～hd8相连作为数据传输通道，p20～p24设置为输出以控制hpi口的操作。其中p2．0和p2．1分别连接hcntl0和hcntll以实现对hpic、hpia和hpid寄存器的访问，p2．2连接字节识别信号hbil可控制读写数据是属16位字的第一字节还是第二字节，p2．4作为读写控制选通信号连接hr/w，p2．7与hcs相连，而连接hds1作为数据选通信号来锁存有效的hcntl0／1，hbil和hr／w信号。 int0作为输入与hpi口的主机中断信号hint相连。ale与has相连，wr和hds2相连。由hpi接口的原理可知，在hcntl0／1、hbil和hr/w信号有效之后，设置hds1为低电平可实现读写的数据选通，从而完成at89c51对dsphpi口的读写操作。在数据交换过程中，at89c51向hpi发送数据可通过置tms320vc5402的hpi控制寄存器hpic中的dspint位为1来中断5402。at89c51接收来自hpi的数据时则可用查询方式。当tms320vc5402dsp准备发送数据时，置／hint信号为低。当at89c51查询到int0为低时，系统将调用接收数据子程序来实现数据的接收。

　　tms320vc5402 dsp的外部i／o引脚用的是3．3 v逻辑电平，而at89c51单片机用的是5 v逻辑电平，两者之间存在电平差异而不能直接相连，故采用74lvc16245进行接口隔离同时还可增强dsp的总线驱动能力。

2．2 通过hpi接口读取数据的软件设计

　　在硬件搭建好后，接下来便是软件功能模块的设计工作。本系统主机程序主要完成hpi寄存器的选择、时序的构建和数据读／写等。可根据dsp hpi接口的工作时序置hpiena引脚为高电平，使能dsp进入hpi工作模式，然