随着数字电子芯片技术的飞速发展，数字传感器已广泛应用于通信，电力系统，航空航天，自动控制，医疗和电气设备等许多领域。
今，几乎所有航拍摄像机的传感器都已数字化，例如陀螺仪，编码器，温度传感器和压力传感器等。用异步串行通信接口。TL16C752B是TI生产的异步通信芯片。具有两个异步串行通信接口来执行串行并行功能。TMS320F2812数字信号处理芯片仅具有两个异步串行通信接口，不能应用于多个数字传感器的并行环境。本文档中，多个TL16C752B芯片用于扩展SCI TMS320F2812串行端口，而DSP已完成对多个数字传感器数据的收集。
着数字电子芯片技术的飞速发展，数字信号处理技术已经成为越来越受到人们关注并发展迅速的先进技术。前，在微电子技术发展的带动下，数字信号处理（DSP）的发展迅速，性价比不断提高，开发方法也在不断完善。空摄影机采用了数字接口，并且每个系统都集成到DSP中，分布式系统的中央处理器使用串行异步通信接口与其传感器进行通信。DSP功能的使用以及与外界的多异步串行通信的设计尤为重要[1]。仪器数据的通信中，串行通信一直非常重要。步串行通信具有电路简单，应用灵活和可靠性高等一系列优点，已被广泛使用了很长时间，其优势在数字控制领域尤为明显[2]。TMS320F2812是TI提供的具有高性价比的32位定点DSP芯片。具有广阔的应用前景。是，它只有两个异步串行通信接口，这在许多应用中远远不够。具有许多数字外围设备的嵌入式系统的设计中，为了满足实时和高速的需求，需要几个异步串行通信接口，以便在高可靠性的通信中应用速度是非常必要的[3]。前，串行端口扩展芯片的应用已经相当普遍，例如上位机与多线串行通讯，下位机与多个子系统的串行通讯，采集串行数字传感器信号等[4]。许多文档中都可以看到它，但是其中大多数使用单芯片串行端口扩展芯片（例如TL16C554A或TL16C752B）来扩展DSP的4或2通道串行端口。乎没有文档说明如何使用多芯片串行端口扩展芯片。
单芯片串行扩展芯片不能满足集成系统外部数字传感器的数量要求时，需要两个或多个串行扩展芯片来与DSP进行异步串行通信。文以两个TL16C752B为例，由于硬件实现和软件设计，根据同步要求，通过长期和大规模的测试，芯片之间通信的可行性和可靠性检查了多串行端口扩展和DSP，并极大地改善了DSP和外围设备数字设备的通信功能使DSP可以更有效，更快地获取数据信息。于机载航空摄像机的多串口扩展芯片数字传感器采样系统包括TI生产的TMS320F2812，TPS767D301，两个TL16C752B，SN164245和两个AML26C32。为CPU的TMS320F2812主要处理异步通信芯片的工作序列，参数配置和控制逻辑，传感器数据，地址分配和数字信号处理。感器。DSP和TL16C752B使用两个晶体，频率为29.4912 MHz。TPS767D301电源芯片为TMS320F2812提供3.3 V电源和1.9 V基本电源。AML26C32差分转换芯片将来自数字传感器的差分信号转换为5VTTL电平信号。压转换器芯片SN164245将来自传感器的5 V电平信号转换为3.3 V电平信号，并将其提供给DSP和串行端口扩展芯片。TL16C752B串行端口扩展芯片将外部串行数据转换为并行数据，并将其传输到DSP。系统的框图如图1所示。L16C752B是TI生产的高性能UART芯片，具有两个异步串行转换通道，每个通道可以接收来自外设的数据以执行串行并行转换。
时，它还可以从CPU端接收数据以执行并行-串行转换；使用8位异步并行存储器接口，恒温阀芯3.3V电源，每个通道具有64BYTE深度的FIFO，最大传输速度为3Mbp。FIFO模式下，它可以大大减少处理器中断的次数，具有自动软件/硬件流控制的功能，可以大大减少软件开销；它可以在请求模式，中断模式和DMA模式下运行，编程可以选择中断和DMA。FIFO深度级别；保留和移位寄存器意味着不需要使用可编程的波特率发生器精确地同步CPU和串行数据，这便于灵活选择发送和接收频率数据[4]。重置后必须重置TL16C752B才能配置注册表。位脉冲宽度至少需要200 nS。此，不宜将其RESET引脚连接至DSP的复位引脚，并使用GPIO端口控制其复位，以使其在TL16C752B和DSP中发生。数据失锁或通信故障并且DSP不复位时，复位配置寄存器TL16C752B并建立连接[5]。本文中，TL16C752B被配置为DMA请求模式，FIFO深度为16个字节，启用了超时中断，接收了串行数据，并执行了串行转换和数据转换。感器数据通过芯片的RXA和RXB引脚输入。
FIFO数据溢出或发生超时时，相应的RXRDY引脚发送有效的数据信号，DSP访问CPLD以控制来自TL16C752B的CSA和CSB芯片选择信号。DSP地址信号A0，A1，A2和芯片选择信号用作TL16C752B的地址端口，以读取数据和读写寄存器。DSP上的数据端口D0至D7连接到TL16C752B上的数据端口D0至D7。DSP的读写信号IOR和IOW连接到TL16C752B的读写信号IOR和IOW，以控制TL16C752B [6]的FIFO寄存器数据的写入或读取。备接线图如图2所示。部数字传感器是两个数字光纤陀螺仪和两个数字编码器。TL16C752B共有20个寄存器，每个寄存器的地址都通过地址线A0，A1，A2和寄存器来寻址。强功能寄存器与通用寄存器地址复用，并通过程序读取，写入和修改寄存器。存器卡的地址和功能如表1所示。置系统通信波特率时，LCR线性控制寄存器中的最高位为LCR = 0x80。置EFR增强功能寄存器时，必须设置LCR = 0xBF。求模式将IER设置为0，LCR的低四位确定通信格式的配置。
行端口扩展芯片上的复位引脚连接到DSP的通用I / O端口。统上电后，I / O端口的输出为高电平，因此串行端口扩展芯片处于复位状态。靠的复位后，I / O端口出现，如果为低电平，则开始配置串行端口扩展芯片寄存器[7，8]。注册表配置过程中，DSP地址线，写信号和芯片选择信号在串行端口扩展芯片上一起工作。过程的同步如图3所示。旦完成注册表的配置，扩展芯片就会根据定义的波特率和数据格式收集数据。到定义的FIFO深度，扩展芯片的RXRDY由高变低，DSP发送一个读信号并通过查询该引脚的状态来读取数据[9]。序图如图4所示。几个扩展芯片并行连接时，它们的芯片选择引脚必须连接到DSP或CPLD控制引脚。须将不必要的扩展芯片选择引脚强制拉高（将三个TL16C752B连接到五个设备时，一个芯片仅使用一个芯片选择，另一个必须拉高）。脚可能处于不确定状态，数据总线不正常。置芯片后，将寄存器初始化为默认值，并且必须重新配置寄存器，否则芯片将无法正常工作。个晶体振荡器只能驱动两个串行端口扩展芯片。果串行端口扩展芯片的数量大于2，则应增加晶体振荡器。系统软件基于DSP嵌入式系统开发环境的CCS 3.3平台，以C语言开发和编写，主要分为三个模块：初始化模块，数据采集处理和数据错误处理模块。始化模块主要执行DSP内部时钟，寄存器初始化配置，GPIO端口初始化，定时器中断设置和芯片初始化配置等功能。展串口。旦系统初始化，就可以根据规定的时间表满足系统要求。TLI6C752的初始化必须修改波特率，中断激活寄存器（IER），MODEM寄存器（MCR），FIFO控制寄存器（FCR），线性控制寄存器（LCR）。且仅当LCR = 0x80时，才可以将负载值写入可编程波特率的DLH和DLL中。
载时，将MCR的第7位设置为0，并将系数设置为1。
统使用29.4912 MHz的输入时钟，数字编码器的波特率是115.2 kbps，该值DLL加载为16，高阶加载值为0；数字光纤陀螺仪的波特率为230.4 kbps，可通过以下公式获得：负载值DLL为8，高阶负载值为0。统采用的接收模式为请求，并且中断激活寄存器（IER）设置为0。ODEM控制寄存器（MCR）和EFR用于定义FIFO控制寄存器的触发级别。性控制寄存器（LCR）控制数据传输的格式，包括字长，停止位数和控制类型的选择。
字编码器的字长为8位，1个起始位，1个停止位且LCR设置为3。字光纤陀螺仪的字长为8位，一个起始位，一个偶校验位和一个停止位LCR设置为0x1B [10-13]。感器数据是通过请求接收的，当TL16C752B中的FIFO达到FCR定义的字节数时，其RXRDY引脚将从高电平变为低电平，并且输入I / O端口连接至DSP和RXRDY。
测到低电平信号，读取信号有效，CPLD检查其片选信号是否有效，并且接收和保存寄存器的地址为0x00H，因此当DSP地址线A0 ，A1和A2为0x00H，读取传感器数据并开始读取数据FIFO并设置数据更新标志。FIFO读为空时，RXRDY引脚再次变为高电平，DSP停止读取数据，并且数据更新指示符被清除。收到数据帧后，有必要重新组装并转换原始传感器中的数据。了不占用系统资源并及时响应数据更新，仅在数据更新标志为零时才进行数据处理。了保证实时数据更新和效率，除了数据奇偶校验之外，该软件还执行帧头校验和数据超时校验。
该系统中，由于数字编码器没有奇偶校验位，因此无法执行奇偶校验，但是可以检查帧头和检查数据超时当编码器帧头为0x7E而帧尾为0xE7时，则认为帧数据正确且有效，并且清除了无效的帧计数器。无效帧的数量被累积超过三十次时，认为数据更新已经到期。时，TL16C752B被复位，其寄存器被复位和配置。字光纤陀螺仪甚至具有奇偶校验功能，并且还可以执行帧头验证和数据超时验证。过30次，重置操作[14-15]。了验证系统外部传感器数据收集的同步和错误处理机制是否满足设计要求，分别读取了两个数字编码器和数字陀螺仪，并记录了它们的工作计划。字编码器数据帧由4个字节组成，帧头为0x7E，角度数据为2个字节，帧的末尾为0xE7。数据帧结束时，超时中断RXRDY信号从高到低；当DSP要求信号有效时，DSP发出片选信号，即读取有效，并从串行扩展芯片中的FIFO中读取数据帧。FIFO读取为空后，RXRDY信号再次变为高电平，DSP输出芯片选择无效，读取信号无效，并且数据读取帧完成。帧头不是0x7E或帧尾不是0xE7时，将帧数据视为无效数据并丢弃。数据帧连续30次无效时，TL16C752B将复位。字编码器的工作序列如图5所示。字光纤陀螺仪帧由11个字节组成，帧头为0x80，角速度数据为10个字节。数据帧结束时，超时中断RXRDY信号从高到低；当DSP要求信号有效时，DSP发出片选信号，即读取有效，并从串行扩展芯片中的FIFO中读取数据帧。FIFO读取为空后，RXRDY信号再次变为高电平，DSP输出芯片选择无效，读取信号无效，并且数据读取帧完成。
帧头不是0x80时，该帧数据被视为无效数据，被拒绝，当数据帧连续30次无效时，TL16C752B再次复位。字光纤陀螺仪的工作顺序如图6所示。本文中，由于有了TL16C752B串行端口扩展芯片的应用，原理分析和系统设计，实现了基于集成DSP系统的多个串口扩展芯片的并行设计应用，大大提高了DSP对数字外围传感器的访问能力，改善了DSP系统。成度允许DSP单元基于多传感器反馈机制完成对来自多传感器系统的数据的采集和控制。感器采集系统已经应用于某种类型的机载航拍相机。
统运行可靠。
感器数据采集速率符合设计要求。传感器采集时间满足设计要求。
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