新型数据通信方式GSM-R手持终端的实现

4 软件实现

　　本文使用ATMEGA48的SPI接口直接控制WT588D，对其相应的地址进行读操作，完成选定语音的播放。SPI收发程序往往是一段采用轮循方式完成收发的简单代码，也就是单片机通过MOSI寄存器发送数据。同时根据查询MOSI状态寄存器的状态来判断是否能发送下一个数据。在此过程中，单片机处于死等的状态，不能进行任何其它任务的执行。对于高速的AVR来讲，采用这种方式大大降低了MCU的效率，无法发挥其高速、高效的特点。同时，由于ATMEGA48在完成语音回示的同时，还需要完成语音通话、故障记录等功能，因此需要MCU能更高效地完成SPI收发功能。

　　在使用ATMEGA48时，根据芯片本身的特点（片内大容量RAM，适合采用高级语言编写系统程序），使用了一种新的方法，采用接收和发送缓冲器加中断的方法，编写高效可靠的SPI收发程序。

　　基本思路如下：

　　1、发送数据时，如果MOSI数据寄存器为空，则直接将需要发送的数据填入MOSI数据寄存器，由单片机自动完成数据的发送。

　　2、发送数据时，如果MOSI数据寄存器不为空，也就是说有待发的数据，此时将需要发送的数据填入发送数据缓冲区（构建在ATMEGA48的RAM中）。单片机将数据置入发送缓冲区中，就算已经完成了数据的发送，可以执行别的指令，这样，充分发挥了其并行高速运行的特点。本文在中断处理程序中完成对发送缓冲区数据的处理。每次MOSI数据寄存器数据发送完成，都会产生一个中断，因此当产生中断时，表明前一个数据已经发送完成，将待发的发送缓冲区数据置入MOSI数据寄存器，进行数据的自动发送。

　　以下为SPI数据发送程序和SPI中断处理程序，流程分别如图2、图3所示。

图2 数据发送程序

图3 中断处理程序

　　采用缓冲加中断的SPI发送方法，能够高效地完成数据的收发，提高MCU的效率，具有以下优点：

　　l、采用两个8字节的接收和发送缓冲器来提高MCU的效率，如当程序发送数据时，如果SPI口不空闲，就将数据放入发送缓冲器中，MCU不必等待，可以继续执行其它工作。而SPI的硬件发送完一个数据后，产生中断，由中断服务程序负责将发送缓冲器中的数据依次送出。

　　2、数据缓冲器结构是一个线性的循环队列，由读、写和队列计数器3个指针控制，用于判断队列是否空、溢出，以及当前数据在队列中的位置。

　　3、由于在数据发送程序和中断服务程序中都要对数据缓冲器的读、写和队列计数器3个指针进行判断和操作，为了防止冲突，在数据发送程序中对3个指针操作时临时将中断关闭，提高了程序的可靠性。

　　5 结语

　　整个控制系统采用缓冲加中断的SPI发送方法，使用两个数据缓冲器，分别构成循环队列。这种程序设计思路，不但程序的结构性完整，同时也解决了高速MCU和低速串口之间的矛盾，实现程序中任务的并行运行，提高了MCU的运行效率，同时这种程序设计的思路对编写UART、I2C的串行通信接口程序都是非常好的借鉴。