ATmega103单片机在跳频系统数字信号处理中的应用

此外，在实际使用中，还需注意软件设计。为了便于调试、维护及功能扩展，该系统采用模块化程序设计方案；而且考虑到软件的可靠性，还增加了容错和冗余设计；同时，针对数据接口多的特点，程序中还设计了简明、通用性的接口通信协议。

４　Ａｔｍｅｇａ１０３的ＳＰＩ在ＦＨ中的应用

由上述描述可知，ＳＰＩ在设计中占有重要的地位，模块内

４．１ ＳＰＩ的工作原理

ＡＴｍｅｇａ１０３和外设之间可通过ＳＰＩ进行高速同步数据传输。主从ＣＰＵ的ＳＰＩ连接见图２所示。其中，ＳＣＫ为主机的时钟输出和从机的时钟输入。把数据写入主机ＳＰＩ数据寄存器的操作将启动ＳＰＩ时钟产生器，此时，数据将从主机的ＭＯＳＩ移出，并从从机的ＭＯＳＩ移入，移完一个字节后，ＳＰＩ时钟停止，并设置发送结束标志。此时如果ＳＰＣＲ的ＳＰＩＥ（ＳＰＩ中断使能）置位，则引发中断。选择某器件为从机时，可将从机选择输入端ＳＳ拉低。主从机的移位寄存器可以看成是一个分布式的１６ 位循环移位寄存器。当数据从主机移向从机的同时，数据也将从从机移向主机，从而在移位过程中实现主从机的数据交换。

ＳＰＩ的主要寄存器包括控制寄存器ＳＰＣＲ、状态寄存器ＳＰＳＲ、数据寄存器ＳＰＤＲ。其中ＳＰＣＲ用于设置ＳＰＩ的中断使能、数据传输顺序、主从机选择、时钟相位和时钟速率等；ＳＰＳＲ为ＳＰＩ中断标志，用于标志写冲突。ＳＰＤＲ寄存器用于在寄存器文件和ＳＰＩ移位寄存器之间传递数据。写该寄存器时，将先对数据传送进行初始化，读该寄存器时，读到的将是移位寄存器接收缓冲区的值。

４．２ ＳＰＩ的程序设计

在该ＦＨ信号处理模块中，单片机通过ＳＰＩ与ＦＰＧＡ交换数据。ＦＰＧＡ选用Ｘｉｎｌｉｘ公司的ＸＣＶ１００。下面具体介绍几个主要的子程序：

（１）ＳＰＩ的初始化

程序在复位时，通常都要对ＳＰＩ口进行初始化。单片机设置若为主机。ＳＰＩ的数据顺序为ＬＳＢ?低位?在前。ＳＣＫ时钟空闲时为低电平，在ＳＣＫ的下降沿采样数据；时钟为系统时钟的１／１２８。那么，具体的初始化程序如下：

ｒｅｓｅｔ:ｌｄｉ ｒｘ,＄０

ｏｕｔ ｓｐｓｒ,ｒｘ ?;清ＳＰＩ中断标志，写冲突标志

ｌｄｉ ｒｘ,＄０ｆ７;

ｏｕｔ ｓｐｃｒ, ｒｘ ?;设置ＳＰＩ的传输参数

（２） ＳＰＩ的发送程序

单片机每次需要把１０ｂｙｔｅ的相关码送给ＦＰＧＡ，因此应将ＳＲＡＭ区的＄０９ｃ２－＄０９ｄｆ段设定为ＳＰＩ的数据缓冲区，然后由ＳＰＩ从该缓冲区中取数据直到发送完毕。ＳＰＩ的发送函数如下：

ｓｐｉ_ｓｅｎｄ:ｌｄｉ ｘｈ,＄９

ｌｄｉ ｘｌ,＄０ｃ２;

ｓｔｓ ｓｐｉｆｉｆｏｏ,ｘｌ ;将ＳＰＩ缓冲区的输出地址设为＄ｃ２

ｌｄｉ ｒｙ, １０ ?;将１０ｂｙｔｅ相关码存入＄９ｃ２开始的地址

ｓ６７_２: ｌｄ ｒｘ, ｙ＋ ?;ｙ为相关码存放的地址

ｓｔ ｘ＋, ｒｘ

ｓ６７_３: ｄｅｃ ｒｙ

ｂｒｎｅ ｓ６７_２

ｓｔｓ ｓｐｉ