1．引言
TMS320F241型DSP是目前应用比较广泛的一款定点DSP，它具有20MIPS的指令执行速度，强大的内部事件管理器、I/O端口和其他外围设备。其中，串行外设接口（SPI）是一个高速同步串行输入/输出（I/O）端口，它允许一个具有可编程长度（1到16位）的串行位流，以可编程的位传送速率从设备移入或移出。SPI通常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器间的通讯。
在开发DSP系统时，某些情况下会读取或者存储一些定值，这时我们就需要扩展EEPROM。具有SPI接口的串行EEPROM均可被TMS320F241直接逻辑扩展，方便易行。X5043是Xicor公司最高时钟速率为3.3MHz带有块锁保护的4Kbits的CMOS串行EEPROM。该器件内部组织阵列是X8位，具有串行外围接口（SPI）和软件协议的特点，允许在简单的四线总线上工作；该器件利用Xicor专有的直接写入晶片提供最小为10万次擦写和最少100年的数据保存期。
2．硬件设计
X5043与TMS320F241型DSP的连接关系如图1所示。DSP作为主控制器，工作于主模式下，SPISIMO为DSP的数据发送端，连接到X5043的数据接收端(SI)；SPISOMI为DSP的数据接收端，连接到X5043的数据发送端(SO)；SPISTE配置成I/O口连接到X5043的片选端（/CS）；SPICLK为SPI数据传送的时钟信号，连接到X5043的串行时钟端（SCK），串行时钟由DSP控制。DSP的数据在SPISIMO引脚上输出并从SPISOMI上锁存， DSP通过写入SPIDAT寄存器的数据启动SPICLK串行时钟信号从而启动数据传送，当8位串行位流传送完毕后，SPICLK信号中止，传送结束。
3．软件设计
3．1工作模式的选择
TMS320F241的SPI接口有可选择的四种不同的时钟模式，如何选择时钟模式是它与各种扩展SPI接口器件实现时钟同步的关键。X5043的数据在时钟下降沿从SO引脚上输出并在时钟上升沿从SI引脚上锁存。读操作时，在其从SI引脚输入的最低位地址所对应的时钟下降沿，其SO引脚开始输出数据，如图5所示。
作为主器件的DSP可以选择 ‘上升沿，无延时’和‘上升沿、有延时’两种时钟工作模式。‘上升沿，无延时’模式与X5043的工作模式一致，数据在SPICLK信号的时钟上升边沿（从低电平到高电平）从移位寄存器移出在SI引脚上锁存，在时钟下降边沿（从高电平到低电平）从SO引脚上输出的数据锁存到移位寄存器中。‘上升沿，有延时’模式如图4所示，数据在SPICLK信号上升沿前半个周期从移位寄存器移出，在紧接着的上升边沿在SI引脚上锁存，在时钟下降边沿（从高电平到低电平）从SO引脚上输出的数据锁存到移位寄存器中。
3．2波特率的选择
SPI波特率可以由如下两种情况计算得出：
（1）对于SPIBRR=3~127，波特率的计算公式为：
SPI波特率=CLKOUT/（SPIBRR+1）
（2）对于SPIBRR=0~2，波特率的计算公式为：
SPI波特率=CLKOUT/4
式中，CLKOUT=器件的CPU时钟频率；SPIBRR=主SPI器件中的SPIBRR内容。</P>
X5043最大的SPI波特率为3.3MHz，若DSP的CPU时钟频率CLKOUT=16MHz，则：<BR>最大的SPI波特率 =16×106/(SPIBRR+1)≤3.3×106Hz<BR>SPIBRR≥4+9
3．3 DSP的数据传输格式
DSP中SPI有16位的发送和接收能力，且接收和发送均是双缓冲。所有数据寄存器都是16位宽的，而X5043的地址、数据寄存器均是8位的，将DSP中SPI传输字符长度设置成8位宽。要向X5043存储数据时，DSP将一个8位字节长度的数据写入SPIDAT或SPITXBUF的高8位上如图2所示，在时钟信号的作用下，以左对齐方式发送，先发送数据的最高位。DSP接收一个8位字节长度的数据，是以右对齐方式接收如图3所示，8位字节长度的数据写入SPIDAT或SPIRXBUF 的低8位上。
3．4各控制寄存器设置
<P>LDP #SPICCR>>7
SPLK #0007h,SPICCR
;复位SPI, 8个字符长度
SPLK #000Eh,SPICTL
;主模式,使能TALK,禁止SPI的中断<BR>;上升沿发送,下降沿接收，有延时SPLK #000Fh,SPIBRR;设置SPI的传输波特率
SPLK #0087h,SPICCR<BR>;SPI准备好发送或接收下一字符
3．5程序设计
RAM块中的变量定义：
.bss SPI_Xdata,1
;SPI数据传输暂存器
.bss address1,1
;EEPROM存储器地址暂存器
.bss data1,1<BR>;EEPROM存储器数据暂存器
X5043存储器地址：
WREN .set 0600h
;设置写使能锁存指令地址
WRDI .set 0400h
;复位写使能锁存指令地址
RSDR .set 0500h
;读状态寄存器指令地址
WRSR .set 0100h
;写状态寄存器指令地址
READh .set 0B00h
READl .set 0300h
;读存储器阵列数据指令地址
WRITEh .set 0A00h
WRITEl .set 0200h
;写存储器阵列数据指令地址
3.5.1 DSP的SPI数据发送、接收子程序代码
XMIT_value:
LDP #0
LACC SPI_Xdata
LDP #SPITXBUF>>7
SACL SPITXBUF
;写需发送的值到SPI传输缓冲器
XMIT_RDY:
LDP #SPISTS>>7
BIT SPISTS,BIT6
BCND XMIT_RDY,NTC
;测试SPI_INT位，如果SPI_INT=0,则重复循环
;等待数据发送完毕进行下一步操作
LDP #SPIRXBUF>>7<BR> LACL SPIRXBUF
;读取数据清除SPI_INT标志位
LDP #0<BR> SACL SPI_Xdata
;将接收的值存入数据传输暂存器
RET
3.5.2 X5043内部非易失性写判断子程序代码RSDR_WIP:
SPISTE_LOW
;置低SPISTE引脚,从而选通X5043
LDP #0
SPLK #RSDR,SPI_Xdata
CALL XMIT_value
;写读状态寄存器地址,高8位
SPISTE_HIGH
;置高SPISTE引脚,禁止X5043
LDP #0
BIT SPI_Xdata,BIT0
BCND RSDR_WIP,TC
;测试状态寄存器WIP位。如果WIP=1,正在进行内部写操作。
;等待内部写操作完成进行下一步操作
RET
使用上述判断子程序能够保证X5043完成内部写操作。向X5043存储器阵列写入数据时后面将跟随一次非易失性写操作。可以读状态寄存器检查WIP位，若WIP为高则非易失性写正在进行。X5043存储器非易失性写周期为10mS，也可以在一个写操作完成后作一个大于10mS的延时，以保证X5043完成内部写操作。
3.5.3向X5043 EEPROM存储器阵列中写数据
如图4所示，向EEPROM存储器阵列写入任何数据之前，必须用WREN指令设置WEL位。首先将CS拉低，向器件输入WREN指令，然后拉高/CS。再次拉低/CS并输入WRITE指令，紧跟随8位地址，然后是要写入的数据。WRITE指令的位3是地址位A8，该位选择阵列的高半部分或是低半部分。如果/CS在WREN和WRITE之间不变为高，则WRITE指令将被忽略。为了完成写操作，在最后一个被写入的数据字节的位0完成后/CS必须被拉高。如果它在任何其它时间被拉高，写操作将不完成。
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