TMS320F2812DSP與MT6056i觸摸屏的通信設(shè)計(jì)和調(diào)試

【摘要】為了將MT6056i觸摸屏作為TMS320F2812數(shù)字系統(tǒng)的人機(jī)界面，提出了溝通兩者信息交換的通信設(shè)計(jì)方案。此設(shè)計(jì)根據(jù)各設(shè)備的功能特點(diǎn)，采用MAX3232芯片構(gòu)成硬件的通信接口，觸摸屏主動(dòng)按批發(fā)送、運(yùn)用F2812中SCI增強(qiáng)功能FIFO使F2812的CPU按批進(jìn)行通信數(shù)據(jù)接收和發(fā)送、最后觸摸屏按批接收的數(shù)據(jù)傳送流程實(shí)現(xiàn)了兩設(shè)備的通信。設(shè)計(jì)方案給出了F2812和MT6056i的基本設(shè)置、程序及數(shù)據(jù)回送通信的調(diào)試方法。該方案可有效解決F2812與觸摸屏之間的通信問(wèn)題，成功地使之作為F2812數(shù)字系統(tǒng)的人機(jī)界面。

【關(guān)鍵詞 】F2812;觸摸屏;通信;先進(jìn)先出;宏指令

1.引言

DSP強(qiáng)大的運(yùn)算功能 、快捷的處理速度使之成為許多系統(tǒng)的控制核心，如若配以觸摸屏作為其人機(jī)界面，不但操作顯示性則能大幅度提高，而且還有趨勢(shì)線、數(shù)據(jù)報(bào)表、監(jiān)控、報(bào)警等多種功能，使系統(tǒng)進(jìn)一步趨于完美。

由于目前工業(yè)用觸摸屏主要是作為PLC控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，不能直接與DSP配套使用，其關(guān)鍵問(wèn)題是兩者無(wú)法進(jìn)行通信。本文根據(jù)文獻(xiàn)[1]所述系統(tǒng)通信部分的設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，介紹TMS320F2812（文中簡(jiǎn)稱F2812）DSP與威綸通科技有限公司MT6056i觸摸屏（文中簡(jiǎn)稱MT6056i）的通信設(shè)計(jì)和調(diào)試的具體方法。

2.F2812與MT6056i的硬件連接

觸摸屏一般通過(guò)串行通信接口RS-232與其它設(shè)備進(jìn)行通信，F(xiàn)2812外設(shè)串行通信接口SCIA需通過(guò)接口轉(zhuǎn)換電路才能與觸摸屏RS-232接口相連[1] ，見(jiàn)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(shè)備，F(xiàn)2812為從設(shè)備。一次通信中，MT6056i發(fā)送請(qǐng)求幀，F(xiàn)2812收到后發(fā)送響應(yīng)幀。

F2812方面，啟用SCI的FIFO功能。當(dāng)一幀N（通信幀長(zhǎng)度，1～16，初始化時(shí)設(shè)定，文中取N=12）個(gè)字節(jié)全部進(jìn)入FIFO接收寄存器組，在CPU查詢時(shí)刻（若N個(gè)字節(jié)已全部到位）或在接收中斷時(shí)刻，即將其一起轉(zhuǎn)出，經(jīng)校驗(yàn)無(wú)誤后，存入一數(shù)組，按協(xié)議規(guī)則將其有用信息提取、變換，并根據(jù)其中的信息進(jìn)行相應(yīng)操作。之后，將要顯示的信息按協(xié)議規(guī)則存入另一數(shù)組，經(jīng)處理后送入FIFO發(fā)送寄存器組，由SCIA串行通信接口一批逐字節(jié)發(fā)出。

觸摸屏RS-232接口接收該通信幀后，觸摸屏內(nèi)CPU將其整合為界面上可接受的數(shù)據(jù)格式，在人機(jī)界面相應(yīng)位置上顯示出來(lái)，一次通信結(jié)束。

每間隔一定時(shí)間，重復(fù)上述過(guò)程，就可連續(xù)進(jìn)行F2812與MT6056i之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)觸摸屏對(duì)F2812數(shù)字系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

4.F2812主要通信設(shè)置及程序

F2812用C語(yǔ)言在CCS3.3中進(jìn)行編程和調(diào)試。以下為F2812通信的初始化函數(shù)，“//”后為前一句語(yǔ)句的簡(jiǎn)要說(shuō)明。其主要功能是根據(jù)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），F(xiàn)IFO發(fā)送寄存器（SCIFFTX）、FIFO接收寄存器（SCIFFRX），F(xiàn)IFO控制寄存器（SCIFFCT）設(shè)置參數(shù)[2-3]?；就ㄐ艆?shù)為波特率19200bps，每個(gè)字符幀10位：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、無(wú)校驗(yàn)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(cè)試

SciaRegs.SCICCR.bit.PARITYENA=0;

//禁止奇偶校驗(yàn)

SciaRegs.SCICCR.bit.STOPBITS=0;

//一個(gè)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(fā)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(fù)位

SciaRegs.SCICTL1.bit.RXERRINTENA=0;

//禁止接收錯(cuò)誤中斷

SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA =0;

//禁止發(fā)送中斷

SciaRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =0;

//使能RXRDY/BRKDY中斷

SciaRegs.SCIHBAUD =0x0000;

SciaRegs.SCILBAUD =0x00f3;

//低速外設(shè)時(shí)鐘為37.5 MHz時(shí)，波特率為19200bps

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFILIL=0;

//發(fā)送中斷級(jí)位為0

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFIENA=0;

//禁止發(fā)送FIFO匹配中斷

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXINTCLR=0;

//不影響TXFFINT標(biāo)志位

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFINT=0;

//保留發(fā)送中斷標(biāo)志位默認(rèn)值

SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST=0;

//保留發(fā)送狀態(tài)位初始值SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFIFOXRESET=0;

//發(fā)送復(fù)位且發(fā)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(kāi)始發(fā)送或接收

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFIL=12;

//接收中斷級(jí)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(biāo)志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT=0;

//保留接收中斷標(biāo)志位默認(rèn)值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFST=0;

//保留接收狀態(tài)位初始值

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=0;

// 接收復(fù)位且接收FIFO指針為0

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVRCLR=0;

// 不影響接收FIFO溢出標(biāo)志位

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVF=0;

//保留接收FIFO溢出標(biāo)志位的默認(rèn)值

SciaRegs.SCIFFCT.all=0x00;

//FIFO控制寄存器配置成默認(rèn)狀態(tài)

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(shù)嵌入原系統(tǒng)main函數(shù)的初始化程序段。原main函數(shù)前要添加對(duì)應(yīng)串口通信的頭文件。實(shí)時(shí)通信相應(yīng)語(yǔ)句嵌入for循環(huán)或中斷循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)，以便進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，如：

…

#include "DSP281x_Device.h"

#include "DSP281x_Examples.h"

Uint16 dataA[12];

/定義數(shù)組，通信接收時(shí)用。

Uint16 dataB[12];

//定義數(shù)組，通信發(fā)送時(shí)用。

…

//定義其它變量。

void main（void）

{

Uint16 i;

…

EALLOW;

//允許寫(xiě)入受保護(hù)的寄存器。

GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0x0030;

//將GPIOF4端設(shè)置為SCITXDA端、GPIOF5端設(shè)置為SCIRXDA端 。

EDIS;

//禁止寫(xiě)入受保護(hù)的寄存器。

scia_fifo_init（）;

//SCIA初始化。

for（;;）

{

…//其它程序段

if（SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINT==1）

//說(shuō)明FIFO中已有12字節(jié)

{

for（i=0;i<12;i++）

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

//將接收FIFO中的數(shù)據(jù)放入數(shù)組dataA

…//命令處理程序

for（i=0; i< 12; i++）

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

//將數(shù)組dataB的數(shù)據(jù)放入發(fā)送FIFO中

SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=1;

//清除中斷標(biāo)志RXFFINT

}

…// 其它程序段

}

}

收、發(fā)語(yǔ)句之間命令處理程序的作用是根據(jù)協(xié)議約定將dataA數(shù)組中的信息進(jìn)行處理，并將將要在屏幕上顯示內(nèi)容的有關(guān)信息放入dataB數(shù)組。

5.通信調(diào)試

觸摸屏與F2812能否通信，可采用數(shù)據(jù)回送方法進(jìn)行試驗(yàn)。F2812方面的設(shè)置和編程見(jiàn)第4節(jié)所述，并循環(huán)體中加入語(yǔ)句，使數(shù)組dataB = 數(shù)組dataA。

另外，在EB8000觸摸屏編程軟件中，在系統(tǒng)參數(shù)→設(shè)備列表中新增一個(gè)的設(shè)備，這個(gè)“PLC”（選中）的名稱為“MODBUS RTU Device”，所在位置選為“本機(jī)”，類型設(shè)置選為“Free Protocol”，接口類型為RS232[4]，通信口設(shè)置為“COM1，19200，8，N，1”。設(shè)計(jì)圖2所示觸摸屏界面，界面上有4（可根據(jù)需要確定，但要不能大于N/2）個(gè)數(shù)值輸入元件NE_0～NE_3和4個(gè)數(shù)值顯示元件ND_0～ND_3。設(shè)置NE_0～NE_3對(duì)應(yīng)界面變量LW0～LW3，ND_0～ND_3對(duì)應(yīng)界面變量LW10～LW13。變量顯示格式均為16位16進(jìn)制數(shù)。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(shù)組12個(gè)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(gè)數(shù)據(jù)（字）送入aaaa[0]為首的4個(gè)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(gè)字變量中數(shù)據(jù)送入界面上LW0起的4個(gè)字

end if

DELAY（1）

圖2 觸摸屏通信調(diào)試界面

系統(tǒng)試運(yùn)行，如在輸入數(shù)字框鍵入一16進(jìn)制數(shù)，輸出數(shù)字框也會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)值，說(shuō)明通信暢通。之后，就可把F2812中的數(shù)組dataB與數(shù)組dataA的聯(lián)系斷開(kāi)，將dataA的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理;把F2812中要顯示的數(shù)據(jù)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(shí)際系統(tǒng)需要。

6.結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，加接串行通信轉(zhuǎn)換接口，運(yùn)用F2812串行通信接口的FIFO功能，結(jié)合MT6056i宏指令編程可有效解決F2812與MT6056i之間的通信問(wèn)題。盡管此設(shè)計(jì)是針對(duì)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(xiàn)

[1]馮惕，淮文軍.基于F2812與觸摸屏通信的雙電機(jī)變頻器設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，21（5）：1310-1313.

[2]劉和平，鄧力，江渝等.數(shù)字信號(hào)處理器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]蘇奎峰，呂強(qiáng)，耿慶鋒等.TMS320X281xDSP 原理及C程序開(kāi)發(fā)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[4]EB8000觸摸屏操作手冊(cè)[Z].

作者簡(jiǎn)介：馮惕（1958—），男，江蘇蘇州人，碩士，副教授，高級(jí)工程師，現(xiàn)供職于蘇州職業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院，研究方向：滿意優(yōu)化控制，電機(jī)的變頻控制，數(shù)據(jù)通信等。