TMS320F2812DSP與MT6056i觸摸屏的通信設計和調試

【摘要】為了將MT6056i觸摸屏作為TMS320F2812數字系統的人機界面，提出了溝通兩者信息交換的通信設計方案。此設計根據各設備的功能特點，采用MAX3232芯片構成硬件的通信接口，觸摸屏主動按批發送、運用F2812中SCI增強功能FIFO使F2812的CPU按批進行通信數據接收和發送、最后觸摸屏按批接收的數據傳送流程實現了兩設備的通信。設計方案給出了F2812和MT6056i的基本設置、程序及數據回送通信的調試方法。該方案可有效解決F2812與觸摸屏之間的通信問題，成功地使之作為F2812數字系統的人機界面。

【關鍵詞 】F2812;觸摸屏;通信;先進先出;宏指令

1.引言

DSP強大的運算功能 、快捷的處理速度使之成為許多系統的控制核心，如若配以觸摸屏作為其人機界面，不但操作顯示性則能大幅度提高，而且還有趨勢線、數據報表、監控、報警等多種功能，使系統進一步趨于完美。

由于目前工業用觸摸屏主要是作為PLC控制系統的人機界面，不能直接與DSP配套使用，其關鍵問題是兩者無法進行通信。本文根據文獻[1]所述系統通信部分的設計和調試經驗，介紹TMS320F2812（文中簡稱F2812）DSP與威綸通科技有限公司MT6056i觸摸屏（文中簡稱MT6056i）的通信設計和調試的具體方法。

2.F2812與MT6056i的硬件連接

觸摸屏一般通過串行通信接口RS-232與其它設備進行通信，F2812外設串行通信接口SCIA需通過接口轉換電路才能與觸摸屏RS-232接口相連[1] ，見圖1。MAX3232芯片中11端、12端分別與F2812的SCITXDA/GPIOF4端、SCIRXDA/GPIOF5端相連。J1插座中的1端、2端與3端分別與9 針RS232通信接口的5端、2端與3端相連。

圖1 通信接口電路

3.通信原理

MT6056i與F2812之間采用主從通信方式，觸摸屏為主設備，F2812為從設備。一次通信中，MT6056i發送請求幀，F2812收到后發送響應幀。

F2812方面，啟用SCI的FIFO功能。當一幀N（通信幀長度，1～16，初始化時設定，文中取N=12）個字節全部進入FIFO接收寄存器組，在CPU查詢時刻（若N個字節已全部到位）或在接收中斷時刻，即將其一起轉出，經校驗無誤后，存入一數組，按協議規則將其有用信息提取、變換，并根據其中的信息進行相應操作。之后，將要顯示的信息按協議規則存入另一數組，經處理后送入FIFO發送寄存器組，由SCIA串行通信接口一批逐字節發出。

觸摸屏RS-232接口接收該通信幀后，觸摸屏內CPU將其整合為界面上可接受的數據格式，在人機界面相應位置上顯示出來，一次通信結束。

每間隔一定時間，重復上述過程，就可連續進行F2812與MT6056i之間的信息交換，實現觸摸屏對F2812數字系統的動態監控。

4.F2812主要通信設置及程序

F2812用C語言在CCS3.3中進行編程和調試。以下為F2812通信的初始化函數，“//”后為前一句語句的簡要說明。其主要功能是根據通信要求為通信控制寄存器（SCICCR），控制寄存器1（SCICTL1）、控制寄存器2（SCICTL2），波特率寄存器（SCIHBAUD和SCILBAUD），FIFO發送寄存器（SCIFFTX）、FIFO接收寄存器（SCIFFRX），FIFO控制寄存器（SCIFFCT）設置參數[2-3]。基本通信參數為波特率19200bps，每個字符幀10位：1位起始位、8位數據位、無校驗位、1位停止位。

void scia_fifo_init（）

{

SciaRegs.SCICCR.all=0x0007;

SciaRegs.SCICCR.bit.SCICHAR=7;

//8位字符

SciaRegs.SCICCR.bit.ADDRIDLE_MODE=0;

//空閑線模式

SciaRegs.SCICCR.bit.LOOPBKENA=0;

//禁止回送測試

SciaRegs.SCICCR.bit.PARITYENA=0;

//禁止奇偶校驗

SciaRegs.SCICCR.bit.STOPBITS=0;

//一個停止位

SciaRegs.SCICTL1.bit.all=0x0003;

SciaRegs.SCICTL1.bit.RXENA=1;

//使能接收

SciaRegs.SCICTL1.bit.TXENA=1;

//使能發送

SciaRegs.SCICTL1.bit.SLEEP=0;

//禁止睡眠

SciaRegs.SCICTL1.bit.TXWAKE=0;

//非多處理器模式

SciaRegs.SCICTL1.bit.SWRESET=0;

//SCI軟件復位

SciaRegs.SCICTL1.bit.RXERRINTENA=0;

//禁止接收錯誤中斷

SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA =0;

//禁止發送中斷

SciaRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =0;

//使能RXRDY/BRKDY中斷

SciaRegs.SCIHBAUD =0x0000;

SciaRegs.SCILBAUD =0x00f3;

//低速外設時鐘為37.5 MHz時，波特率為19200bps

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFILIL=0;

//發送中斷級位為0

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFIENA=0;

//禁止發送FIFO匹配中斷

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXINTCLR=0;

//不影響TXFFINT標志位

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFINT=0;

//保留發送中斷標志位默認值

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST=0;

//保留發送狀態位初始值SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFIFOXRESET=0;

//發送復位且發送FIFO指針為0

SciaRegs.SCIFFTX.bit.SCIFFENA=1;

//使能FIFO功能

SciaRegs.SCIFFTX.bit.SCIRST=1;

//FIFO重新開始發送或接收

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFIL=12;

//接收中斷級位為12，為N。

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFIENA=1;

//使能接收匹配中斷

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=0;

//不影響RXFFINT標志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT=0;

//保留接收中斷標志位默認值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFST=0;

//保留接收狀態位初始值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=0;

// 接收復位且接收FIFO指針為0

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVRCLR=0;

// 不影響接收FIFO溢出標志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVF=0;

//保留接收FIFO溢出標志位的默認值

SciaRegs.SCIFFCT.all=0x00;

//FIFO控制寄存器配置成默認狀態

SciaRegs.SCICTL1.bit.SWRESET=1;

// 重新使能SCI

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=1;

//重新使能FIFO接收

}

上述函數嵌入原系統main函數的初始化程序段。原main函數前要添加對應串口通信的頭文件。實時通信相應語句嵌入for循環或中斷循環結構內，以便進行動態監控，如：

…

#include "DSP281x_Device.h"

#include "DSP281x_Examples.h"

Uint16 dataA[12];

/定義數組，通信接收時用。

Uint16 dataB[12];

//定義數組，通信發送時用。

…

//定義其它變量。

void main（void）

{

Uint16 i;

…

EALLOW;

//允許寫入受保護的寄存器。

GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0x0030;

//將GPIOF4端設置為SCITXDA端、GPIOF5端設置為SCIRXDA端 。

EDIS;

//禁止寫入受保護的寄存器。

scia_fifo_init（）;

//SCIA初始化。

for（;;）

{

…//其它程序段

if（SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT==1）

//說明FIFO中已有12字節

{

for（i=0;i<12;i++）

{ dataA[i]=SciaRegs.SCIRXBUF.all;}

//將接收FIFO中的數據放入數組dataA

…//命令處理程序

for（i=0; i< 12; i++）

{SciaRegs.SCITXBUF=dataB[i]&0x00FF;}

//將數組dataB的數據放入發送FIFO中

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=1;

//清除中斷標志RXFFINT

}

…// 其它程序段

}

}

收、發語句之間命令處理程序的作用是根據協議約定將dataA數組中的信息進行處理，并將將要在屏幕上顯示內容的有關信息放入dataB數組。

5.通信調試

觸摸屏與F2812能否通信，可采用數據回送方法進行試驗。F2812方面的設置和編程見第4節所述，并循環體中加入語句，使數組dataB = 數組dataA。

另外，在EB8000觸摸屏編程軟件中，在系統參數→設備列表中新增一個的設備，這個“PLC”（選中）的名稱為“MODBUS RTU Device”，所在位置選為“本機”，類型設置選為“Free Protocol”，接口類型為RS232[4]，通信口設置為“COM1，19200，8，N，1”。設計圖2所示觸摸屏界面，界面上有4（可根據需要確定，但要不能大于N/2）個數值輸入元件NE_0～NE_3和4個數值顯示元件ND_0～ND_3。設置NE_0～NE_3對應界面變量LW0～LW3，ND_0～ND_3對應界面變量LW10～LW13。變量顯示格式均為16位16進制數。配上以下觸摸屏宏指令程序：

macro_command main（）

short aaaa[6]，bbbb[6]， return_value

char command[12]，response[13]

FILL（command[0]， 0， 12） //將數組12個元素置“0”

FILL（response[0]， 0， 13）

while 1

GetData（aaaa[0]， "Local HMI"， LW，0， 4）

//將界面上LW0起的4個數據（字）送入aaaa[0]為首的4個字變量

HIBYTE（ aaaa[0]，command[0]）

LOBYTE（ aaaa[0]，command[1]）

…

HIBYTE（ aaaa[3]，command[6]）

LOBYTE（ aaaa[3]，command[7]）

OUTPORT（command[0]，"MODBUS RTU Device"，12） INPORT（response[0]，"MODBUS RTU Device"，13， return_value）

if （return_value > 0） ?then

read_data[0] = response[1]

read_data[0]=read_data[0]+（response[0] << 8）

…

read_data[3] = response[7]

read_data[3]=read_data[3]+（response[6] << 8）

SetData（read_data[0]， "Local HMI"， LW， 10， 4） //將aaaa[0]為首的4個字變量中數據送入界面上LW0起的4個字

end if

DELAY（1）

圖2 觸摸屏通信調試界面

系統試運行，如在輸入數字框鍵入一16進制數，輸出數字框也會顯示相應的數值，說明通信暢通。之后，就可把F2812中的數組dataB與數組dataA的聯系斷開，將dataA的數據進一步處理;把F2812中要顯示的數據送入dataB。另外觸摸屏的界面和宏指令程序也要改變以滿足實際系統需要。

6.結語

實踐證明，加接串行通信轉換接口，運用F2812串行通信接口的FIFO功能，結合MT6056i宏指令編程可有效解決F2812與MT6056i之間的通信問題。盡管此設計是針對F2812與MT6056i的，但也可供F28xx系列DSP與WEINVIEW其它系列觸摸屏的配套使用提供參考。

參考文獻

[1]馮惕，淮文軍.基于F2812與觸摸屏通信的雙電機變頻器設計[J].計算機測量與控制，2013，21（5）：1310-1313.

[2]劉和平，鄧力，江渝等.數字信號處理器原理、結構及應用基礎[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]蘇奎峰，呂強，耿慶鋒等.TMS320X281xDSP 原理及C程序開發[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008.

[4]EB8000觸摸屏操作手冊[Z].

作者簡介：馮惕（1958—），男，江蘇蘇州人，碩士，副教授，高級工程師，現供職于蘇州職業大學電子信息工程學院，研究方向：滿意優化控制，電機的變頻控制，數據通信等。