高速误码测试系统中的C8051F005运用

　　2.2 下位机软件设计

　　 下位机采用中断方式实现与上位机的通信，单片机用SPI与VSC8228误码测试模块的通信。每当串行口接收或发送完一组串行数据时，就产生一个中断请求。串行中断请求在单片机芯片内部自动由硬件置位发生，具有实时性高的特点。图3是单片机的控制程序流程。

　　 对单片机进行程序初始化，包括看门狗、系统时钟、I／O口、SPI寄存器、UART口等。C8051F005单片机具有看门狗，但是看门狗到一定时间，将重启单片机，为防止这种现象的产生，初始化里禁止了看门狗。SPI的初始化主要是对启动SPI的相关控制寄存器进行配置。UART的初始化主要是对串口的控制字进行设置。I／O口的初始化通过设置交叉开关来启动SPI与UART口，并将有关输出设置为推挽输出。

系统时钟初始化模块，由于是选择外部晶振作为时钟源，根据C8051F005的要求，在通过外部振荡器控制寄存器OSCXCN选择了外部晶振后，需等待至少1ms后再查询等待OSCXCN寄存器中的D7位，即XTLVLD位变为1，表明外部晶振正在运行并已工作稳定，然后才能通过内部振荡器控制寄存器OSCICN的D3位，即CLKSL置1来选择外部晶振。

C8051F005使用4个特殊功能寄存器来实现对SPI的控制和访问。这4个寄存器分别是控制寄存器(SPI0CN)、数据寄存器(SPI0DAT)、配置寄存器(SPIOCFG)和时钟频率寄存器(SPI0CKR)。当以C8051F005为主器件时，应将主允许标志(MSTEN，SPI0CN.1)置1，同时将SPI使能SPIEN(SPI0CN.0)置1。通过CKPHA(SPI0CFG.7)和CKPOL(SPI0CFG.6)可选择SPI相位与极性，从而实现SPI通信的四种模式，但因为VSC8228只支持一种方式，所以将它们同时置为0，则空闲时SCK为低，此时的系统将在上升沿发送数据，下降沿接收数据(时序图见图2)。由于在MCU中，SCK的频率可从系统时钟分频得到，因此该频率可由下式给出：

　　其中fsysclk是系统时钟频率，SPI0CKR是SPI0CKR寄存器中的8位值。

　　 为了防止上次测试对本次的影响，在程序的初始化之后，对VSC8228写入重肩命令，这样每次运行程序都将VSC8228的寄存器恢复为默认值。界面发送的数据为16位，其中8位地址，8位数据，而且每个数据是一个字符。为让单片机识别控制命令已发完，最后一个16位数据设为FFFF。另外，每16位数据之间加入了100 ms的延时，这样Spcomm控件就会把每16位数据当成1帧，单片机也能够正确地接收所有数据。

　　 单片机用中断的方法来接收界面传过来的数据。每接到一个数据，即一个字符，就执行中断子程序，将接收到的数据的最低位存人数组。串口中断子程序流程如图4所示。当接收到16个，就接收完1帧，转入执行主程序去对收到的16位进行处理。处理过程就是将收到的16个数据(存放在数组中)，通过移位跟“或”运算，综合成16位的数据。然后，通过移位运算，取高8位作为地址，低8位作为数据。对于接收的16位数据，如果不是FFFF，则将提取出来的8位数据，发送给提取出来的8位地址对应的寄存器；如果接收的16位数据为FFFF，表示所有的控制命令已经发完，这时VSC8228的全部寄存器设置完毕，VSC8228的码型产生模块以及检测模块开始工作。此时，单片机每秒扫描一次所有寄存器的值，并将其值通过串口传给界面，界面对串口传送过来的数据进行处理。

　　本设计中，SPI的数据传输过程如下：