1 引言

　　變頻器的開發(fā)中我們選用TMS320F240芯片做主CPU，TMS320F240系列是美國TI公司于1997年推出的，專為數(shù)字電機控制和其它控制應(yīng)用系統(tǒng)而設(shè)計的16位定點數(shù)字信號處理器。它將數(shù)字信號處理的高速運算功能與面向電機的強大控制能力結(jié)合在一起，成為中低端變頻器理想的主控芯片。F240片內(nèi)外設(shè)包括雙10位A/D轉(zhuǎn)換器，帶有鎖相環(huán)PLL時鐘模塊，帶中斷的看門狗定時器模塊，串行通信接口SCI及串行外設(shè)接口SPI，另外，還集成了一個事件管理模塊EVM。因此，TMS320F240基本能滿足筆者變頻器設(shè)計的要求。

　　變頻器有幾百甚至上千個參數(shù)，這些參數(shù)值都要求系統(tǒng)斷電后不能丟失，在設(shè)計中我們選用非易失性存儲器EEPROM保存數(shù)據(jù)。每次上電時，從EEPROM中讀取上次參數(shù)的設(shè)定值，以保證變頻器運行狀態(tài)的連續(xù)性，同樣每次斷電時，也要保存變頻器此次運行的參數(shù)設(shè)定情況，以便開機時讀取。本文闡述了變頻器開發(fā)中F240擴展EEPROM（X5168）的設(shè)計思路和實現(xiàn)過程。

2 對TMS320F240的串行外設(shè)接口（SPI）的說明

　　TMS320F240的串行外設(shè)接口（SPI）模塊是一個高速同步串行輸入/輸出端口，它允許F240控制器和片外外設(shè)或其他控制器進行串行通信，在通信過程中，SPI能夠以任意給定的傳輸速率對具有可編成長度（1-8位）的串行比特流進行收發(fā)。該模塊也是一個8位外設(shè)，它直接掛在16位的片內(nèi)外設(shè)總線上，因此，外設(shè)總線的高8位讀寫訪問對該模塊是沒有意義的。

　　SPI模塊的特性如下：

　?。?） 4個外部引腳。SPISOM I為SPI從輸出/主輸入引腳;SPISIMO為SPI從輸入/主輸出引腳;SPISTE為SPI從發(fā)送使能引腳;SPICLK為SPI串行時鐘引腳。

　?。?） 兩種工作方式，即主模式（Master）和從模式（Slave）。

　?。?） 數(shù)據(jù)字長。1-8個數(shù)據(jù)位。

　?。?） 可同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送和接收操作可通過中斷或查詢方法來完成。

　?。?） 波特率，l25種可編程的波特率，下列兩個公式給出了計算SPI的波特率的方法：

　　1. 當SPIBRR=3-127時，SPI波特率=系統(tǒng)時鐘頻率/（SPI寄存器的值+1）;

　　2. 當SPIBRR=0、1、2時，SPI波特率=系統(tǒng)時鐘頻率/4;

　?。?） 4種時鐘方案，由時鐘極性位（SPICCR寄存器的位6）和時鐘相位位（SPICTL寄存器的位3）進行設(shè)置，包括：

　　1. 無延時下降沿有效：串行外設(shè)接口在SPICLK 信號下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)，而在SPICLK 信號上升沿接收數(shù)據(jù);

　　2. 有延時下降沿有效：串行外設(shè)接口在SPICLK 信號下降沿之前的半個周期時發(fā)送數(shù)據(jù)，而在SPICLK 信號下降沿接收數(shù)據(jù);

　　3. 無延時上升沿有效：串行外設(shè)接口在SPICLK 信號上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，而在SPICLK 信號下降沿接收數(shù)據(jù);

　　4. 有延時上升沿有效：串行外設(shè)接口在SPICLK 信號上升沿之前的半個周期時發(fā)送數(shù)據(jù)， 在SPICLK 信號上升沿接收數(shù)據(jù)。

3 對X5168的說明

　　DSP處理速度比較快，且本設(shè)計需要保存的數(shù)據(jù)量大，筆者選擇了XICOR公司的帶16Kb SPI EEPROM 的CPU監(jiān)視器X5168。器件把四種常用的功能：上電復(fù)位、看門狗定時器、電源電壓監(jiān)控和塊鎖存保護的串行EEPROM 存儲器集成在一個封裝之內(nèi)，這種組合降低了系統(tǒng)成本，減少了電路板空間，增加了可靠性。