企業(yè)培訓(xùn)_tic2000dsp培訓(xùn)

TIC2000DSP培訓(xùn) 合眾達(dá)電子 主要內(nèi)容 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)C2000系列DSP概述F2812芯片介紹CCS開發(fā)環(huán)境和軟件設(shè)計(jì)能得到的支持和服務(wù) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 所謂嵌入式 專指嵌入到其它系統(tǒng)內(nèi)部 滿足特定需求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 它的概念非常廣泛 只要是具有包含軟硬件等計(jì)算機(jī)專有屬性的系統(tǒng)都可以稱之為嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 體積小速度快可移動功耗低成本低接口豐富 嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 嵌入式系統(tǒng)CPU 單片微型計(jì)算機(jī) SingleChipMicrocomputer 簡稱單片機(jī) ARM AdvancedRISCMachines DSP Digitalsignalprocessing FPGA FieldProgrammableGateArray 即現(xiàn)場可編程門陣列 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的前景 一類是學(xué)電子工程 通信工程等偏硬件專業(yè)出身的人 他們主要是搞硬件設(shè)計(jì) 有時(shí)要開發(fā)一些與硬件關(guān)系最密切的最底層軟件 如BootLoader BoardSupportPackage 像PC的BIOS一樣 往下驅(qū)動硬件 往上支持操作系統(tǒng) 另一類是學(xué)軟件 計(jì)算機(jī)專業(yè)出身的人 主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā) 嵌入式硬件設(shè)計(jì)完后 各種功能就全靠軟件來實(shí)現(xiàn)了 嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè) 通信類 手機(jī) 可視電話 基站 交換機(jī) 路由器等 消費(fèi)電子類 VCD DVD MP3Player 數(shù)字相機(jī) DC 數(shù)字?jǐn)z像機(jī) DV 機(jī)頂盒 SetTopBox 高清電視 HDTV 游戲機(jī)等 醫(yī)療電子類 醫(yī)療檢測裝置 醫(yī)療監(jiān)護(hù)裝置等 機(jī)械控制類 數(shù)控設(shè)備或儀表 汽車電子 家電控制系統(tǒng) 能源轉(zhuǎn)化等 C2000系列DSP概述 德德州儀器 TexasInstruments 簡稱TI 是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司 為現(xiàn)實(shí)世界的信號處理提供創(chuàng)新的數(shù)字信號處理 DSP 及模擬器件技術(shù) 居全球數(shù)位訊號處理器 DSP 及類比技術(shù)領(lǐng)先地位 DSP的特點(diǎn) 改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu) Havard 結(jié)構(gòu)采用多級的流水線采用硬件乘法器特殊的DSP指令快速的指令周期 哈佛結(jié)構(gòu) 哈佛結(jié)構(gòu) DSP的程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間分開 即每個(gè)存儲器空間獨(dú)立編址 獨(dú)立訪問 并具有獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線 取指和執(zhí)行能完全重疊進(jìn)行 允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中 并被算術(shù)指令運(yùn)算指令直接使用 哈佛結(jié)構(gòu) 流水線操作 經(jīng)典的數(shù)字信號處理方法 時(shí)域 信號濾波FIR IIR頻域 頻譜分析FFT數(shù)字信號處理的特點(diǎn) Ai Xi高速實(shí)時(shí)數(shù)字信號處理器 DigitalSignalProcessor 結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化 更適宜完成乘加累積運(yùn)算主頻足夠快 能實(shí)時(shí)完成各種數(shù)字信號處理DSP 特指數(shù)字信號處理器 DSP硬件 多總線 片內(nèi)多條數(shù)據(jù) 地址和控制總線流水線執(zhí)行 多個(gè)控制和運(yùn)算部件并行工作硬件乘法器特殊指令 MAC 連乘加指令 單周期同時(shí)完成乘法和加法運(yùn)算 RPTS和RPTB 硬件判斷循環(huán)邊界條件 避免破壞流水線 特殊尋址方式 位倒序?qū)ぶ?實(shí)現(xiàn)FFT快速倒序 循環(huán)尋址特殊片上外設(shè) 軟件插等待電路或EMIF控制寄存器 便于與各類存儲器設(shè)備接口 數(shù)字鎖相電路PLL 有利系統(tǒng)穩(wěn)定 DMA EDMA控制器 加速數(shù)據(jù)傳輸 HPI接口 PCI接口 方便實(shí)現(xiàn)多處理器系統(tǒng) VideoPort McASP等應(yīng)用專用的接口 方便與視頻 音頻器件無縫連接 豐富片上存儲器類型 RAM ROM Flash等豐富片上外設(shè) Timer 串口 異步 同步 CAN總線 A D PWM和通用I O口等 DSP的主要指標(biāo) 主頻 決定處理器機(jī)器時(shí)鐘周期的長短 數(shù)據(jù)寬度 主要為16位和32位 決定一次能和CPU交換的數(shù)據(jù)的最大寬度 數(shù)據(jù)類型 浮點(diǎn)和定點(diǎn) 浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)以指數(shù)的形式表示 定點(diǎn)型數(shù)據(jù)以整數(shù)的形式表示 MIPS MillionInstructionsPerSecond MFLOPS Millionfloating pointoperationspersecond 每秒能執(zhí)行定點(diǎn) 浮點(diǎn)運(yùn)算的次數(shù) 片上存儲器大小 片上外設(shè)接口等 C2000DSP概述 RenewableEnergyGeneration AutomotiveRadar ElectricPowerSteering PowerLineCommunications TelecomDigitalPower ACDrives Industrial ConsumerMotorControl Consumer AutomotiveDigitalPower LEDLighting C2000ControllersApplications C2000系列DSP C2xx子系列 16位定點(diǎn)DSP 20MIPS代表器件 TMS320F206PZC24x子系列 16位定點(diǎn)DSP 20MIPS代表器件 TMS320F240LF240 x子系列 16位定點(diǎn)DSP 40MIPS代表器件 TMS320LF2407F28x子系列 32位定點(diǎn)DSP 150MIPS代表器件 TMS320F281x TMS320F280 xF2833x系列 32位浮點(diǎn)DSP 150MFLOPS代表器件 TMS320F2833x Performance Future Development Sampling Production Device F2812 C R2812 F2811 C R2811 F2810 C2810 C281xTM150MIPS128 256KB12 5MSPSADC C280 xTM100MIPS32 256KB150psPWMpin compatibledevices F2801 F2808 C24xTM40MIPS16 64KB10 bitADC 10DevicesLF C240 xA3DevicesF24x C2801 C2802 F2802 F2806 F28xxx F28015 F28016 F2809 F28044 C28xxx LowerCost C2000系列DSP DSP實(shí)現(xiàn)的功能 DSP處理器 模擬信號 AD轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)輸入通道 數(shù)據(jù)輸出通道 DA 模擬信號 HPIEMACPWMGPIOUARTCAN 控制 通信 F2812 片內(nèi)資源 事件管理器 模塊組成 事件管理器 EV 模塊為控制系統(tǒng) 運(yùn)動控制和電機(jī)控制 的開發(fā)提供了強(qiáng)大功能 F2812包括兩個(gè)事件管理器模塊 EVA和EVB 每個(gè)事件管理器模塊包括 2個(gè)16 位定時(shí)器 3個(gè)全比較器 3個(gè)事件捕捉器 1個(gè)正交編碼脈沖通道 產(chǎn)生8個(gè)PWM波輸出 PWM控制的基本思想 重要理論基礎(chǔ) 面積等效原理 沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí) 其效果基本相同 PWM的生成過程 DSP的實(shí)現(xiàn)原理 計(jì)數(shù)寄存器連續(xù)不斷地進(jìn)行增減計(jì)數(shù) 就可以模擬連續(xù)的波形 比較寄存器中存放的幅度值與計(jì)數(shù)寄存器中的值不斷進(jìn)行比較 得到PWM波形 以輸出正弦PWM波為例 由經(jīng)過采樣的正弦波與三角波相交 由交點(diǎn)得出脈沖寬度 其載波頻率要求足夠高 EVA結(jié)構(gòu)圖 定時(shí)間器 定時(shí)器 一個(gè)可讀寫的16位雙向計(jì)數(shù)器的寄存器TxCNT 它存儲了計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值 并根據(jù)計(jì)數(shù)方向進(jìn)行增計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù) 一個(gè)可讀寫的16位定時(shí)器比較寄存器TxCMPR 一個(gè)可讀寫的16位定時(shí)器周期寄存器TxPR 一個(gè)可讀寫的16位定時(shí)器控制寄存器TxCON 一個(gè)GP定時(shí)器比較輸出引腳 TxCMP 控制和中斷邏輯 其他全局控制寄存器 定時(shí)器的計(jì)數(shù)模式 GP定時(shí)器有四種可選的操作模式 停止 保持模式連續(xù)遞增計(jì)數(shù)模式定向增 減計(jì)數(shù)模式連續(xù)增 減計(jì)數(shù)模式相應(yīng)的定時(shí)器控制寄存器TxCON中的位模式?jīng)Q定了通用定器的操作模式 停止 保持模式 通用定時(shí)器的操作停止并保持其當(dāng)前狀態(tài) 定時(shí)器的計(jì)數(shù)器 比較輸出和預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器都保持不變 連續(xù)遞增計(jì)數(shù)模式 定向的增 減計(jì)數(shù)模式 定時(shí)器將根據(jù)TDIRA B引腳的輸入 對定標(biāo)的時(shí)鐘進(jìn)行遞增或遞減計(jì)數(shù) 連續(xù)增 減計(jì)數(shù)模式 定時(shí)器的計(jì)數(shù)方向僅在定時(shí)器的值達(dá)到周期寄存器的值時(shí) 才改變計(jì)數(shù)方式 定時(shí)器的PWM輸出 為了設(shè)置通用定時(shí)器以產(chǎn)生PWM輸出 需做以下工作 根據(jù)預(yù)定的PWM 載波 周期設(shè)置TxPR 設(shè)置控制寄存器TxCON以確定計(jì)數(shù)模式和時(shí)鐘源 并啟動PWM輸出操作 將對應(yīng)于PWM脈沖的在線計(jì)算寬度 占空比 的值加載到TxCMPR寄存器中 PWM的產(chǎn)生 定時(shí)器比較單元產(chǎn)生的PWM TxPWM 比較單元的PWM輸出 三個(gè)比較單元中的每一個(gè)都可與事件管理器的GP定時(shí)器用于產(chǎn)生一對可編程死區(qū)和輸出極性的PWM輸出 對于每個(gè)EV模塊中的三個(gè)比較單元 共六個(gè)輸出PWM引腳可用來控制三相交流感應(yīng)電機(jī)或無刷直流電機(jī) 根據(jù)上下橋臂功率管導(dǎo)通順序的不同以及導(dǎo)通時(shí)間的長短不同 即可達(dá)到對電機(jī)的變頻調(diào)速 功能單元 比較單元PWM輸出 PWM信號產(chǎn)生 用一定時(shí)器重復(fù)產(chǎn)生與PWM周期相同的計(jì)數(shù)周期 一個(gè)比較寄存器保持著調(diào)制值 在相應(yīng)的輸出上進(jìn)行匹配 死區(qū) 在許多的運(yùn)動 電機(jī)控制和功率電子應(yīng)用場合中 兩個(gè)功率器件 上級和下級 被串聯(lián)在一個(gè)功率支路中 為避免擊穿失效 兩個(gè)器件的打開的周期不能重疊 所以通常加入死區(qū)保護(hù) 寄存器操作 用比較單元和相應(yīng)的電路產(chǎn)生所有三種PWM波形均需要對相同的EV寄存器進(jìn)行配置 配置過程需要以下步驟 設(shè)置和裝載ACTRx 比較動作控制寄存器 如需死區(qū) 則設(shè)置和裝載DBTCONx寄存器初始化CMPRx寄存器設(shè)置和裝載COMCONx 比較控制寄存器 設(shè)置和裝載T1CON或T3CON寄存器 來啟動比較操做更新CMPRx寄存器的值 PWM的產(chǎn)生 可編程死區(qū)控制的比較單元產(chǎn)生的PWM 對稱 通過改變PWM載波頻率來改變PWM頻率可根據(jù)需要改變PWM的占空比可改變PWM輸出的極性 如高 低 強(qiáng)制高和強(qiáng)制低可設(shè)置死區(qū)的大小 無論對于大多交流電機(jī) 其實(shí)質(zhì)就是根據(jù)實(shí)際情況來實(shí)時(shí)調(diào)整這3對PWM的輸出 如輸出極性 周期和輸出占空比等 來對電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速 以達(dá)到很好的效果 可以采用PID控制 模糊控制等 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成 對于電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng) 通常有3部分組成 控制部分 驅(qū)動部分和電機(jī)三部分組成 其中 控制部分作為系統(tǒng)的CPU 主要是數(shù)據(jù)處理以及根據(jù)一些反饋信號等產(chǎn)生合適的輸出信號 如PWM等 驅(qū)動部分主要是根據(jù)控制部分的輸出信號將電源電壓逆變?yōu)殡姍C(jī)供電 控制電機(jī)的通電順序和通電時(shí)間的長短等 這樣就可以達(dá)到對電機(jī)的調(diào)速 對于三相直流無刷電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng) 板卡SEED DEC2812相當(dāng)于控制部分 SEED BLDC相當(dāng)于驅(qū)動部分 逆變電路由功率開關(guān)管V1 V6等組成 可以為功率晶體管GTR 功率場效應(yīng)管MOSFET 絕緣柵極管IGBT 可關(guān)斷晶閘管GTO等功率電子器件 晶閘管適用于較大功率電機(jī) 晶體管適用于中小功率電動機(jī) 有3種方法 采用驅(qū)動芯片 IGBT的形式 適用于大功率電機(jī)采用智能功率模塊 IPM 本身具有過壓 欠壓 過流和溫度過高的保護(hù)功能采用驅(qū)動芯片 MOSFET的形式 適用于中小電機(jī) 驅(qū)動部分的設(shè)計(jì) SEED BLDC介紹 SEED BLDC專門針對三相直流無刷電機(jī) 可以與SEED DEC2812和SEED DEC2407相連來達(dá)到對電機(jī)的實(shí)時(shí)控制 可以與12V 36V電機(jī)相連 電機(jī)額定電流不超過4A過壓過流檢測 顯示和保護(hù)可以與有位置傳感器和無位置傳感器的無刷電機(jī)相連可以與編碼器相連進(jìn)行準(zhǔn)確位置控制速度檢測和電流檢測 可以進(jìn)行閉環(huán)控制可以進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制驅(qū)動電路和控制電路完全隔離 避免驅(qū)動部分給控制部分帶來干擾 開發(fā)板 SEED DEC2812 SEED BLDC KIT 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ADC ADC模塊的特性 帶有內(nèi)部采樣 保持電路12bitADC模塊 80ns的轉(zhuǎn)換時(shí)間 采樣率為12 5M 16個(gè)模擬輸入通道 每8個(gè)通過一個(gè)8選1的模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān) 對16路模擬量進(jìn)行 自動排序 兩個(gè)獨(dú)立的8狀態(tài)排序器 SEQ1和SEQ2 可以獨(dú)立工作在雙排序器模式 或級聯(lián)為16個(gè)狀態(tài)排序器模式 SEQ一級聯(lián)模式 16個(gè)存放結(jié)果的寄存器 RESULT0 RESULT15 有多個(gè)啟動ADC轉(zhuǎn)換的觸發(fā)源 ADC模塊寄存器 寄存器名稱ADCCTRL1 3ADC控制寄存器1 3MAXCONV最大轉(zhuǎn)換通道寄存器CHSELSEQ1 4通道選擇排序控制寄存器1 4AUTO SEQ SR自動排序狀態(tài)寄存器RESULT0 RESULT15轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器1 15CALIBRATION校準(zhǔn)寄存器 自動排序器的工作原理 2個(gè)8狀態(tài)排序器SEQ1和SEQ2 也可級聯(lián)成一個(gè)16狀態(tài)排序器SEQ 狀態(tài) 排序器可以執(zhí)行的自動轉(zhuǎn)換數(shù)目 ADC模塊能對一序列轉(zhuǎn)換自動排序 轉(zhuǎn)換結(jié)束后 結(jié)果依次保存在RESULT0 RESULT1 中 用戶也可對同一通道進(jìn)行多次采樣 即 過采樣 得到的采樣結(jié)果比傳統(tǒng)的單采樣結(jié)果分辨率高 單排序器級聯(lián)模式 雙排序器并連模式 要完成7個(gè)通道的轉(zhuǎn)換 通道2 3 2 3 6 7和12經(jīng)過自動排序后轉(zhuǎn)換 則MAXCONV1的值應(yīng)該設(shè)置為6 且CHSELSEQn寄存器的設(shè)置如下 位15 12位11 8位7 4位3 070A3h3232CHSELSEQ170A4hx1276CHSELSEQ270A5hxxxxCHSELSEQ370A6hxxxxCHSELSEQ4 流程圖 MCBSP 多通道緩沖型串口 McBSP 什么是McBSP是MultichannelBufferedSerialPort的縮寫 即多通道緩沖型串行接口 是一種多功能的同步串行接口McBSP特點(diǎn)提供很強(qiáng)的可編程能力 可以配置為多種同步串口標(biāo)準(zhǔn) 直接與各種器件高速接口T1 E1標(biāo)準(zhǔn) 通信器件MVIP和ST BUS標(biāo)準(zhǔn) 通信器件IOM 2標(biāo)準(zhǔn) ISDN器件AC97標(biāo)準(zhǔn) PCAudioCodec器件IIS標(biāo)準(zhǔn) Codec器件SPI 串行A D D A 串行存儲器等器件特殊配置 軟件配合 可與特殊器件接口IIC 將McBSP引腳配置為通用I O引腳 用軟件實(shí)現(xiàn)IIC標(biāo)準(zhǔn)UART 將McBSP引腳進(jìn)行特殊連接 結(jié)合DMA與軟件編程 方便實(shí)現(xiàn)UART功能 McBSP引腳與信號 CLKX 串行發(fā)送器位 時(shí)鐘引腳FSX 串行發(fā)送器幀同步引腳DX 串行發(fā)送器數(shù)據(jù)引腳CLKR 串行接收器位 時(shí)鐘引腳FSR 串行接收器幀同步引腳DR 串行接收器數(shù)據(jù)引腳CLKS 外部位 時(shí)鐘輸入引腳 McBSP結(jié)構(gòu)與原理 RSR 接收移位寄存器RBR 接收緩沖寄存器Expand A律 律擴(kuò)展DDR 數(shù)據(jù)接收寄存器DXR 數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器Compress A律 律壓縮XSR 發(fā)送移位寄存器 McBSP可編程的能力 McBSP可編程的能力引腳信號功能可編程引腳信號極性可編程引腳信號方向可編程串行通信的位 時(shí)鐘來源和速率可編程串行通信的起始條件 即幀同步來源和形式可編程串行通信的結(jié)束條件可編程串行數(shù)據(jù)位流中的數(shù)據(jù)元的數(shù)據(jù)位長度可編程串行數(shù)據(jù)位流中的數(shù)據(jù)幀中包含的數(shù)據(jù)元個(gè)數(shù)可編程串行數(shù)據(jù)位流中的數(shù)據(jù)相個(gè)數(shù)可編程 McBSP控制寄存器 引腳控制寄存器PCR配置引腳的功能配置引腳的極性配置引腳的方向串口控制寄存器SPCR配置McBSP串行收 發(fā)器的狀態(tài)和中斷采樣率發(fā)生器寄存器SRGR配置內(nèi)部產(chǎn)生的位 時(shí)鐘配置內(nèi)部產(chǎn)生的幀 同步時(shí)鐘接收 發(fā)送控制寄存器RCR XCR配置接收 發(fā)送的數(shù)據(jù)相個(gè)數(shù)配置接收 發(fā)送的數(shù)據(jù)元個(gè)數(shù)配置接收 發(fā)送的數(shù)據(jù)元位數(shù) McBSP特殊用途 McBSP的6個(gè)外部引腳配置為通用的I O引腳IIC總線標(biāo)準(zhǔn) SDA SCL用McBSP的6個(gè)外部引腳中可以配置為雙向的2個(gè)引腳作為SDA和SCL由軟件實(shí)現(xiàn)IIC總線標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)序要求IIC常被用作視頻器件的控制接口 也采用IIC接口McBSP用作通用異步串口UART很多串行存儲器硬件連接UART的Tx與McBSP的DR與FSR相連UART的Rx與McBSP的DX相連McBSP的位 時(shí)鐘由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生 為UART波特率 16軟件配置McBSP的16位代表UART的1位發(fā)送時(shí) 軟件將UART的每1位擴(kuò)展為16位 再由McBSP發(fā)送接收時(shí) 軟件將McBSP接收的16位壓縮為UART的1位 并進(jìn)行合并軟件還應(yīng)負(fù)責(zé)處理UART的起始位 奇偶校驗(yàn)位和停止位 串行通信接口SCI SCI模塊結(jié)構(gòu) 發(fā)送器 TX SCITXBUF 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器 存發(fā)送數(shù)據(jù) TXSHF 發(fā)送移位寄存器 每次1位送到SCITXD引腳 接收器 RX RXSHF 接收移位寄存器 每次1位將SCITXD引腳上的數(shù)據(jù)移入 SCIRXBUF 接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器 存RXSHF接收到數(shù)據(jù) 一個(gè)可編程的波特率發(fā)生器控制和狀態(tài)寄存器 映射在數(shù)據(jù)存儲器區(qū) 模塊結(jié)構(gòu) 傳輸模式 SCI有兩種多處理器通信協(xié)議 空閑線多處理器模式和地址位多處理器模式 這些協(xié)議允許在多個(gè)處理器之間傳送有效數(shù)據(jù) SCI提供了通用的異步接受器 發(fā)送器通信模式 以便與許多普通的外設(shè)相互通信 異步模式需要兩條線與許多標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備 如RS 232 C格式的終端和打印機(jī)等 連接 可編程的數(shù)據(jù)格式 SCI包括接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)是NRZ數(shù)據(jù)格式 1個(gè)起始位 1 8個(gè)數(shù)據(jù)位 1個(gè)偶 奇 非線性位 1 2個(gè)結(jié)束位 1個(gè)用于區(qū)別數(shù)據(jù)和地址的特殊位 只用于地址位模式 為了對數(shù)據(jù)格式編程 要使用SCICR寄存器 SCI多處理器通信 多處理器通信格式允許一個(gè)處理器在同一串行線上有效地向其他處理器發(fā)送數(shù)據(jù)塊 地址字節(jié) AddressByte 發(fā)送信息塊的第一個(gè)字節(jié)包含一個(gè)地址位 所有接收端都要讀這個(gè)地址位 只有具有正確地址的接受端才可以接收數(shù)據(jù) 休眠位 SLEEP 串行線上的處理器將SLEEP置1 處于睡眠狀態(tài) 當(dāng)處理器對地址塊進(jìn)行讀操作時(shí) 程序必須對休眠位SLEEP清0 以使能SCI 兩種多處理器模式 空閑線多處理器模式地址位多處理器模式 空閑線多處理器模式 空閑線多處理模式 ADDR IDLEMODEbit 0 塊與塊之間有一段空閑時(shí)間 這段時(shí)間比塊中的幀間距離長 如果一幀之后有一個(gè)大于10位的空閑時(shí)間 就表明一個(gè)新塊的開始 地址位多處理器模式 地址位多處理器模式 ADDR IDLEMODEbit 0 在地址位協(xié)議中有一個(gè)特別的位 地址位 在每一塊數(shù)據(jù)的第一幀 地址位置1 在其他幀中 該位清0 用做數(shù)據(jù)傳輸 SCI波特率計(jì)算 內(nèi)部產(chǎn)生的串行時(shí)鐘是通過低速的外部時(shí)鐘LSPCLK和波特率選擇寄存器決定的 計(jì)算公式為 其中BRR為寄存器SCIBaud SelectRegisters里的值 此寄存器為16位 可實(shí)現(xiàn)65000種不同的波特率 硬件設(shè)計(jì)實(shí)例 DSP在電機(jī)控制中的應(yīng)用 需求分析 電機(jī)控制的需求 控制輸出 PWM輸出位置 速度測量 4相正交編碼輸入電壓 電流測量 模擬量輸入故障保護(hù) 數(shù)字量輸入 輸出波形輸出 儀表指示 模擬輸出外部通信的需求 基本通信 UART RS232 RS422 RS485 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) CAN總線PC通信 USB工業(yè)控制基本要求 實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC 程序代碼加密系統(tǒng)擴(kuò)展 總線擴(kuò)展 存儲總線擴(kuò)展 系統(tǒng)信號擴(kuò)展 復(fù)位 中斷 時(shí)鐘等 系統(tǒng)構(gòu)成 TMS320F2812電機(jī)控制接口根據(jù)電機(jī)控制特點(diǎn)對信號進(jìn)行分組對信號進(jìn)行驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)換串口驅(qū)動SCI驅(qū)動CAN驅(qū)動板內(nèi)擴(kuò)展 SRAMRTC EEPROMUSB2 0接口4通道D A總線擴(kuò)展 電源 需要電源種類TMS320F2812V核 1 9V 230mAVI O 3 3V 125mA先VI O上電后V核上電DAC7724數(shù)字電源 5V模擬電源 15VSN74CBTD3384 5V其余器件 3 3V輸入電源 5V 15V用LDO產(chǎn)生 1 9V和 3 3VTPS76801 1 9V 1ATPS75733 3 3V 3A 時(shí)鐘 需要時(shí)鐘輸入的器件TMS320F2812CPU主時(shí)鐘 150MHzADC 事件管理器 看門狗等片上外設(shè)TMS320F2812時(shí)鐘選項(xiàng)片上有OSC片上有PLL 最高可5倍頻輸入時(shí)鐘信號電平不能超過核電源電壓 1 9V片上外設(shè)所需的時(shí)鐘由CPU主時(shí)鐘分頻產(chǎn)生USBCY68001 24MHz時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)TMS320F2812 采用30MHz晶體 2個(gè)負(fù)載電容 5PLL實(shí)現(xiàn)CY68001 采用24MHz晶振 存儲空間分配 1 TMS320F2812存儲空間映射哈佛結(jié)構(gòu) 但程序 數(shù)據(jù)空間統(tǒng)一為4M 16 位物理空間外部存儲接口只支持異步存儲器接口19 位地址總線 XA 18 0 16 位數(shù)據(jù)總線 XD 15 0 5個(gè)存儲區(qū)間3個(gè)片選信號 XZCS0 1 XZCS2 XZCS6 7 3個(gè)讀 寫控制信號 XRD XWE XR W 訪問時(shí)序控制信號 XRDY 總線仲裁控制信號 XHOLD XHOLDAZone0 8K 16 位 0 x002000 0 x003FFFZone1 8K 16 位 0 x004000 0 x005FFFZone2 512K 16 位 0 x080000 0 x0FFFFFZone6 512K 16 位 0 x100000 0 x17FFFFZone7 16K 16 位 0 x3FC000 0 x3FFFFF MP MC 1BootROM 4K 16 位 0 x3FF000 0 x3FFFFF MP MC 0復(fù)位后 程序從0 x3FFFC0處開始執(zhí)行 存儲空間分配 2 占用存儲空間的外擴(kuò)資源SRAM 512K 16 位Ts 0 Tw 12ns Th 0擴(kuò)展總線 4 1M 16 位4個(gè)1M 16 位存儲空間USB 8 16 位Ts 10ns Tw 50ns Th 70nsD A 5 16 位Ts 0 Tw 50ns Th 0板上寄存器 若干Ts 0 Tw 2 5ns Th 7 5ns存儲空間的分配 SRAM 占用Zone6 7 在MP MC 1時(shí) 代替BootROM 方便調(diào)試64K 16 位 CY7C1021V33 12ZC 0 x100000 0 x10FFFF和0 x3FC000 0 x3FFFFF256K 16 位 CY7C1041V33 12ZC 0 x100000 0 x13FFFF和0 x3FC000 0 x3FFFFF擴(kuò)展總線 占用Zone2 0 x080000 0 x0FFFFF用分頁擴(kuò)展技術(shù) 板上擴(kuò)展3 位頁地址寄存器PA 21 19 與XA 18 0 構(gòu)成4 1M 16 位存儲空間USB 占用Zone0 0 x002000 0 x002007D A 占用Zone1 0 x004050 0 x004053 0 x004058板上寄存器 Zone1 0 x004000 0 x004048 電機(jī)控制接口 電機(jī)控制信號PWM輸出 PWM1 6PWM7 12定時(shí)器信號 T1 2PWM T1 2CTRIPT3 4PWM T1 2CTRIPTDIRA TCLKINATDIRB TCLKINB故障保護(hù) C1TRIP C3TRIPC4TRIP C6TRIP模擬輸入 ADCINA 7 0 ADCINB 7 0 4相正交編碼 QEP1 QEP2 QEPI1QEP3 QEP4 QEPI2電機(jī)控制信號分成2組 每組又分為2個(gè)接口功率驅(qū)動接口 PWM輸出 故障保護(hù) 模擬輸入編碼盤接口 4相正交編碼輸入控制信號驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)換12個(gè)PWM輸出和6個(gè)4相正交編碼輸入 方向確定 而且PWM輸出需要一定的電流驅(qū)動能力 所以采用SN74LVTH16245進(jìn)行驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)換定時(shí)器和故障保護(hù)信號則視應(yīng)用情況配置 方向不確定 為了兼容3 3V 5V電平 所以采用SN74CBTD3384進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 D A輸出 與F2812接口數(shù)據(jù)線 直接連接XD 11 0 地址線 直接連接XA 1 0 讀 寫控制 直接連接XR W片選信號CS XZCS0 1 地址線和XWE譯碼 只寫LDAC XZCS0 1 地址線和XWE譯碼 只寫電平匹配 D A接口電平為 5V 但均為輸入信號 所以無需電平轉(zhuǎn)換輸出電壓范圍配置 5V VREFH 5V VREFL 5V 10V VREFH 10V VREFL 10V0 5V VREFH 5V VREFL 0V0 10V VREFH 10V VREFL 0V USB 與F2812接口數(shù)據(jù)線 直接連接XD 15 0 地址線 直接連接XA 2 0 讀 寫控制 SLOE和SLRD直接連接XRDSLWR和SLRD直接連接XWE片選信號CS XZCS0 1 地址線和XWE譯碼中斷信號 直接連接XINT1狀態(tài)信號 FLAGA FLAGB FLAGC READY通過CPLD中的狀態(tài)寄存器 由F2812讀取 總線擴(kuò)展 哪些信號需要擴(kuò)展存儲器總線數(shù)據(jù) XD 15 0 地址 XA 18 0 頁地址擴(kuò)展PA19讀寫控制 XRD XWE片選信號 CE0 CE3 由XZCS2和PA 21 20 譯碼產(chǎn)生 片上外設(shè)McBSP SPI系統(tǒng)信號時(shí)鐘 復(fù)位 中斷等電源 3 3V 5V 15V GND信號驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)換 要求延遲短 外部電平兼容3 3V 5V總線驅(qū)動 SN74LVTH16245總線開關(guān) SN74CBTD3384 產(chǎn)品圖片 CCS開發(fā)環(huán)境 開發(fā)過程 不僅僅是代碼生成工具具備基本調(diào)試功能 還具備實(shí)時(shí)分析的能力支持整個(gè)軟件開發(fā)過程 設(shè)計(jì) 代碼生成 調(diào)試 實(shí)時(shí)分析 CCS代碼生成流程圖 公共目標(biāo)文件格式COFF 匯編器和鏈接器所創(chuàng)建的目標(biāo)文件都采用公共目標(biāo)文件格式COFF格式是基于代碼塊和數(shù)據(jù)塊編程5個(gè)SECTION偽指令 text通常包含可執(zhí)行代碼 data通常包含已初始化的數(shù)據(jù) bss通常為未初始化的數(shù)據(jù)保留空間 sect sectionname symbol usect sectionname sizeinword初試化段和未初試化段 bss和 usect為未初試化段 用于為變量 堆棧等保留一塊存儲空間 text data和 sect為初試化段 用于存放代碼塊或有初值的數(shù)據(jù)塊 DSP匯編語言 匯編器對 段 的處理 匯編器第一次遇到新 段 時(shí) 將該 段 的段程序計(jì)數(shù)器 SPC 置為0 并將隨后的程序代碼或數(shù)據(jù)順序編譯進(jìn)該 段 中 匯編器遇到同名 段 時(shí) 將它們合并 然后將隨后的程序代碼或數(shù)據(jù)順序編譯進(jìn)該 段 中當(dāng)匯編器遇到 text data和 sect偽指令時(shí) 匯編器停止將隨后的程序代碼或數(shù)據(jù)順序編譯進(jìn)當(dāng)前 段 中 而是順序編譯進(jìn)遇到的 段 中當(dāng)匯編器遇到 bss和 usect偽指令時(shí) 匯編器并不結(jié)束當(dāng)前 段 而只是簡單地暫時(shí)脫離當(dāng)前 段 隨后的程序代碼或數(shù)據(jù)仍將順序編譯進(jìn)當(dāng)前 段 中 bss和 usect偽指令 可以出現(xiàn)在 text data或 sect 段 中的任何位置 它們不會影響這些 段 的內(nèi)容 DSP匯編語言 鏈接器對 段 的處理 鏈接器對 段 的處理有2個(gè)方面 將輸入 段 組合產(chǎn)生輸出 段 將多個(gè) obj文件中的同名 段 合并一個(gè)輸出 段 也可將不同名的 段 合并產(chǎn)生一個(gè)輸出 段 將輸出 段 定位到實(shí)際的存儲空間中MEMORY命令 用于描述系統(tǒng)實(shí)際的硬件資源SECTIONS命令 用于描述程序中定義了哪些 段 這些 段 是否需要合并 如何合并 合并產(chǎn)生的輸出 段 定位到實(shí)際硬件資源的何處 鏈