TMS320F2812DSP与MT6056i触摸屏的通信设计和调试

【摘要】为了将MT6056i触摸屏作为TMS320F2812数字系统的人机界面，提出了沟通两者信息交换的通信设计方案。此设计根据各设备的功能特点，采用MAX3232芯片构成硬件的通信接口，触摸屏主动按批发送、运用F2812中SCI增强功能FIFO使F2812的CPU按批进行通信数据接收和发送、最后触摸屏按批接收的数据传送流程实现了两设备的通信。设计方案给出了F2812和MT6056i的基本设置、程序及数据回送通信的调试方法。该方案可有效解决F2812与触摸屏之间的通信问题，成功地使之作为F2812数字系统的人机界面。

【关键词 】F2812;触摸屏;通信;先进先出;宏指令

1.引言

DSP强大的运算功能 、快捷的处理速度使之成为许多系统的控制核心，如若配以触摸屏作为其人机界面，不但操作显示性则能大幅度提高，而且还有趋势线、数据报表、监控、报警等多种功能，使系统进一步趋于完美。

由于目前工业用触摸屏主要是作为PLC控制系统的人机界面，不能直接与DSP配套使用，其关键问题是两者无法进行通信。本文根据文献[1]所述系统通信部分的设计和调试经验，介绍TMS320F2812（文中简称F2812）DSP与威纶通科技有限公司MT6056i触摸屏（文中简称MT6056i）的通信设计和调试的具体方法。

2.F2812与MT6056i的硬件连接

触摸屏一般通过串行通信接口RS-232与其它设备进行通信，F2812外设串行通信接口SCIA需通过接口转换电路才能与触摸屏RS-232接口相连[1] ，见图1。MAX3232芯片中11端、12端分别与F2812的SCITXDA/GPIOF4端、SCIRXDA/GPIOF5端相连。J1插座中的1端、2端与3端分别与9 针RS232通信接口的5端、2端与3端相连。

图1 通信接口电路

3.通信原理

MT6056i与F2812之间采用主从通信方式，触摸屏为主设备，F2812为从设备。一次通信中，MT6056i发送请求帧，F2812收到后发送响应帧。

F2812方面，启用SCI的FIFO功能。当一帧N（通信帧长度，1～16，初始化时设定，文中取N=12）个字节全部进入FIFO接收寄存器组，在CPU查询时刻（若N个字节已全部到位）或在接收中断时刻，即将其一起转出，经校验无误后，存入一数组，按协议规则将其有用信息提取、变换，并根据其中的信息进行相应操作。之后，将要显示的信息按协议规则存入另一数组，经处理后送入FIFO发送寄存器组，由SCIA串行通信接口一批逐字节发出。

触摸屏RS-232接口接收该通信帧后，触摸屏内CPU将其整合为界面上可接受的数据格式，在人机界面相应位置上显示出来，一次通信结束。

每间隔一定时间，重复上述过程，就可连续进行F2812与MT6056i之间的信息交换，实现触摸屏对F2812数字系统的动态监控。

4.F2812主要通信设置及程序

F2812用C语言在CCS3.3中进行编程和调试。以下为F2812通信的初始化函数，“//”后为前一句语句的简要说明。其主要功能是根据通信要求为通信控制寄存器（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发送寄存器（SCIFFTX）、FIFO接收寄存器（SCIFFRX），FIFO控制寄存器（SCIFFCT）设置参数[2-3]。基本通信参数为波特率19200bps，每个字符帧10位：1位起始位、8位数据位、无校验位、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;

//空闲线模式

SciaRegs.SCICCR.bit.LOOPBKENA=0;

//禁止回送测试

SciaRegs.SCICCR.bit.PARITYENA=0;

//禁止奇偶校验

SciaRegs.SCICCR.bit.STOPBITS=0;

//一个停止位

SciaRegs.SCICTL1.bit.all=0x0003;

SciaRegs.SCICTL1.bit.RXENA=1;

//使能接收

SciaRegs.SCICTL1.bit.TXENA=1;

//使能发送

SciaRegs.SCICTL1.bit.SLEEP=0;

//禁止睡眠

SciaRegs.SCICTL1.bit.TXWAKE=0;

//非多处理器模式

SciaRegs.SCICTL1.bit.SWRESET=0;

//SCI软件复位

SciaRegs.SCICTL1.bit.RXERRINTENA=0;

//禁止接收錯误中断

SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA =0;

//禁止发送中断

SciaRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =0;

//使能RXRDY/BRKDY中断

SciaRegs.SCIHBAUD =0x0000;

SciaRegs.SCILBAUD =0x00f3;

//低速外设时钟为37.5 MHz时，波特率为19200bps

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFILIL=0;

//发送中断级位为0

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFIENA=0;

//禁止发送FIFO匹配中断

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXINTCLR=0;

//不影响TXFFINT标志位

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFINT=0;

//保留發送中断标志位默认值

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST=0;

//保留发送状态位初始值SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFIFOXRESET=0;

//发送复位且发送FIFO指针为0

SciaRegs.SCIFFTX.bit.SCIFFENA=1;

//使能FIFO功能

SciaRegs.SCIFFTX.bit.SCIRST=1;

//FIFO重新开始发送或接收

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFIL=12;

//接收中断级位为12，为N。

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFIENA=1;

//使能接收匹配中断

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=0;

//不影响RXFFINT标志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT=0;

//保留接收中断标志位默认值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFST=0;

//保留接收状态位初始值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=0;

// 接收复位且接收FIFO指针为0

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVRCLR=0;

// 不影响接收FIFO溢出标志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVF=0;

//保留接收FIFO溢出标志位的默认值

SciaRegs.SCIFFCT.all=0x00;

//FIFO控制寄存器配置成默认状态

SciaRegs.SCICTL1.bit.SWRESET=1;

// 重新使能SCI

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=1;

//重新使能FIFO接收

}

上述函数嵌入原系统main函数的初始化程序段。原main函数前要添加对应串口通信的头文件。实时通信相应语句嵌入for循环或中断循环结构内，以便进行动态监控，如：

…

#include "DSP281x_Device.h"

#include "DSP281x_Examples.h"

Uint16 dataA[12];

/定义数组，通信接收时用。

Uint16 dataB[12];

//定义数组，通信发送时用。

…

//定义其它变量。

void main（void）

{

Uint16 i;

…

EALLOW;

//允许写入受保护的寄存器。

GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0x0030;

//将GPIOF4端设置为SCITXDA端、GPIOF5端设置为SCIRXDA端 。

EDIS;

//禁止写入受保护的寄存器。

scia_fifo_init（）;

//SCIA初始化。

for（;;）

{

…//其它程序段

if（SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT==1）

//说明FIFO中已有12字节

{

for（i=0;i<12;i++）

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

//将接收FIFO中的数据放入数组dataA

…//命令处理程序

for（i=0; i< 12; i++）

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

//将数组dataB的数据放入发送FIFO中

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=1;

//清除中断标志RXFFINT

}

…// 其它程序段

}

}

收、发语句之间命令处理程序的作用是根据协议约定将dataA数组中的信息进行处理，并将将要在屏幕上显示内容的有关信息放入dataB数组。

5.通信调试

触摸屏与F2812能否通信，可采用数据回送方法进行试验。F2812方面的设置和编程见第4节所述，并循环体中加入语句，使数组dataB = 数组dataA。

另外，在EB8000触摸屏编程软件中，在系统参数→设备列表中新增一个的设备，这个“PLC”（选中）的名称为“MODBUS RTU Device”，所在位置选为“本机”，类型设置选为“Free Protocol”，接口类型为RS232[4]，通信口设置为“COM1，19200，8，N，1”。设计图2所示触摸屏界面，界面上有4（可根据需要确定，但要不能大于N/2）个数值输入元件NE_0～NE_3和4个数值显示元件ND_0～ND_3。设置NE_0～NE_3对应界面变量LW0～LW3，ND_0～ND_3对应界面变量LW10～LW13。变量显示格式均为16位16进制数。配上以下触摸屏宏指令程序：

macro_command main（）

short aaaa[6]，bbbb[6]， return_value

char command[12]，response[13]

FILL（command[0]， 0， 12） //将数组12个元素置“0”

FILL（response[0]， 0， 13）

while 1

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

//将界面上LW0起的4个数据（字）送入aaaa[0]为首的4个字变量

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） //将aaaa[0]为首的4个字变量中数据送入界面上LW0起的4个字

end if

DELAY（1）

图2 触摸屏通信调试界面

系统试运行，如在输入数字框键入一16进制数，输出数字框也会显示相应的数值，说明通信畅通。之后，就可把F2812中的数组dataB与数组dataA的联系断开，将dataA的数据进一步处理;把F2812中要显示的数据送入dataB。另外触摸屏的界面和宏指令程序也要改变以满足实际系统需要。

6.结语

实践证明，加接串行通信转换接口，运用F2812串行通信接口的FIFO功能，结合MT6056i宏指令编程可有效解决F2812与MT6056i之间的通信问题。尽管此设计是针对F2812与MT6056i的，但也可供F28xx系列DSP与WEINVIEW其它系列触摸屏的配套使用提供参考。

参考文献

[1]冯惕，淮文军.基于F2812與触摸屏通信的双电机变频器设计[J].计算机测量与控制，2013，21（5）：1310-1313.

[2]刘和平，邓力，江渝等.数字信号处理器原理、结构及应用基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]苏奎峰，吕强，耿庆锋等.TMS320X281xDSP 原理及C程序开发[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[4]EB8000触摸屏操作手册[Z].

作者简介：冯惕（1958—），男，江苏苏州人，硕士，副教授，高级工程师，现供职于苏州职业大学电子信息工程学院，研究方向：满意优化控制，电机的变频控制，数据通信等。