2.2 下位機軟件設計

　　 下位機采用中斷方式實現(xiàn)與上位機的通信，單片機用SPI與VSC8228誤碼測試模塊的通信。每當串行口接收或發(fā)送完一組串行數(shù)據(jù)時，就產生一個中斷請求。串行中斷請求在單片機芯片內部自動由硬件置位發(fā)生，具有實時性高的特點。圖3是單片機的控制程序流程。

　　 對單片機進行程序初始化，包括看門狗、系統(tǒng)時鐘、I／O口、SPI寄存器、UART口等。C8051F005單片機具有看門狗，但是看門狗到一定時間，將重啟單片機，為防止這種現(xiàn)象的產生，初始化里禁止了看門狗。SPI的初始化主要是對啟動SPI的相關控制寄存器進行配置。UART的初始化主要是對串口的控制字進行設置。I／O口的初始化通過設置交叉開關來啟動SPI與UART口，并將有關輸出設置為推挽輸出。

　　系統(tǒng)時鐘初始化模塊，由于是選擇外部晶振作為時鐘源，根據(jù)C8051F005的要求，在通過外部振蕩器控制寄存器OSCXCN選擇了外部晶振后，需等待至少1ms后再查詢等待OSCXCN寄存器中的D7位，即XTLVLD位變?yōu)?，表明外部晶振正在運行并已工作穩(wěn)定，然后才能通過內部振蕩器控制寄存器OSCICN的D3位，即CLKSL置1來選擇外部晶振。

　　C8051F005使用4個特殊功能寄存器來實現(xiàn)對SPI的控制和訪問。這4個寄存器分別是控制寄存器(SPI0CN)、數(shù)據(jù)寄存器(SPI0DAT)、配置寄存器(SPIOCFG)和時鐘頻率寄存器(SPI0CKR)。當以C8051F005為主器件時，應將主允許標志(MSTEN，SPI0CN.1)置1，同時將SPI使能SPIEN(SPI0CN.0)置1。通過CKPHA(SPI0CFG.7)和CKPOL(SPI0CFG.6)可選擇SPI相位與極性，從而實現(xiàn)SPI通信的四種模式，但因為VSC8228只支持一種方式，所以將它們同時置為0，則空閑時SCK為低，此時的系統(tǒng)將在上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，下降沿接收數(shù)據(jù)(時序圖見圖2)。由于在MCU中，SCK的頻率可從系統(tǒng)時鐘分頻得到，因此該頻率可由下式給出：

　　其中fsysclk是系統(tǒng)時鐘頻率，SPI0CKR是SPI0CKR寄存器中的8位值。

　　 為了防止上次測試對本次的影響，在程序的初始化之后，對VSC8228寫入重肩命令，這樣每次運行程序都將VSC8228的寄存器恢復為默認值。界面發(fā)送的數(shù)據(jù)為16位，其中8位地址，8位數(shù)據(jù)，而且每個數(shù)據(jù)是一個字符。為讓單片機識別控制命令已發(fā)完，最后一個16位數(shù)據(jù)設為FFFF。另外，每16位數(shù)據(jù)之間加入了100 ms的延時，這樣Spcomm控件就會把每16位數(shù)據(jù)當成1幀，單片機也能夠正確地接收所有數(shù)據(jù)。

　　 單片機用中斷的方法來接收界面?zhèn)鬟^來的數(shù)據(jù)。每接到一個數(shù)據(jù)，即一個字符，就執(zhí)行中斷子程序，將接收到的數(shù)據(jù)的最低位存人數(shù)組。串口中斷子程序流程如圖4所示。當接收到16個，就接收完1幀，轉入執(zhí)行主程序去對收到的16位進行處理。處理過程就是將收到的16個數(shù)據(jù)(存放在數(shù)組中)，通過移位跟“或”運算，綜合成16位的數(shù)據(jù)。然后，通過移位運算，取高8位作為地址，低8位作為數(shù)據(jù)。對于接收的16位數(shù)據(jù)，如果不是FFFF，則將提取出來的8位數(shù)據(jù)，發(fā)送給提取出來的8位地址對應的寄存器；如果接收的16位數(shù)據(jù)為FFFF，表示所有的控制命令已經發(fā)完，這時VSC8228的全部寄存器設置完畢，VSC8228的碼型產生模塊以及檢測模塊開始工作。此時，單片機每秒掃描一次所有寄存器的值，并將其值通過串口傳給界面，界面對串口傳送過來的數(shù)據(jù)進行處理。
　

　　本設計中，SPI的數(shù)據(jù)傳輸過程如下：