基于DSP定時器的LED控制系統(tǒng)設計

1、DSP系統(tǒng)設計與應用課程設計報告書題 目 名 稱：基于DSP定時器的LED控制系統(tǒng)設計學 院：機電工程學院專 業(yè)：專電氣工程及其自動化班 級：2013級2班學 號 名:指 導 教 師:2016年12月課程設計報告書設計目的DSP課程設計是深化和提高課程理論知識的重要途徑之一。以DSP綜合集成與應用的基本理論為基礎,研究了DSP最小系統(tǒng)設計的基本方法,并學習了用C語言編寫DSP編程與使用測試箱及DSP系統(tǒng)的相關軟件。培養(yǎng)獨立思考能力;培訓分析、總結和撰寫技術報告能力,本次課程設計目的在于:（1）學習用DSP來控制LED燈的閃亮。（2)學習DSP程序的調(diào)試與編寫，利用觀察

2、變量查看程序運行。（3)學習測試箱的使用方法。設計內(nèi)容及功能說明設計內(nèi)容：本次設計內(nèi)容為基于DSP定時器的LED控制系統(tǒng)設計 ，具體要求如下：（1）給定電源12V，設計供電電路.(2)給定外部晶振30M,系統(tǒng)時鐘工作在150M，給出寄存器如何配置。（3）利用定時器定時1秒,實現(xiàn)四個LED燈的秒閃。（4)自主完成發(fā)揮功能。（5)撰寫設計報告.功能說明:本設計利用F28335DSP芯片來控制模擬基本的LED閃爍,給予系統(tǒng)額定電壓來保證系統(tǒng)的正常工作，用中斷的方式定時控制LED燈的集體閃爍頻率。設計步驟設計步驟設計步驟設計步驟設計步驟步驟一：DSP最小系統(tǒng)分析1。DSP最小系統(tǒng)能夠用于基本的數(shù)字信號

3、處理，運行一些簡單的程序。此部分主要包括電源電路、復位電路、時鐘電路等。2.晶振電路DSP的時鐘可以有兩種連接方式，即外部振蕩器方式和諧振器方式。如果使用內(nèi)部振蕩器，則必須在X1/XCLKIN和X2兩個引腳之間連接一個石英晶體.如果采用外部時鐘，可將輸入時鐘信號直接連到X1/CI。KIN引腳上，X2懸空。本設計采用外部晶振，直接選擇一個3。3V供電的30MHz晶振實現(xiàn)。系統(tǒng)工作是通過編程選擇5倍頻的PLL功能，可實現(xiàn)最高工作頻率(150MHz)。如圖1所示：圖1 晶振電路圖3。復位電路對于實際的DSP應用系統(tǒng),特別是產(chǎn)品化的DSP系統(tǒng),其可靠性是一個不容忽視的問題。由于DSP系統(tǒng)的時鐘頻率較高

4、，在運行時極有可能發(fā)生干擾和被干擾的現(xiàn)象，嚴重的系統(tǒng)問題可能出現(xiàn)死機現(xiàn)象。為了克服這些情況，除了在軟件上做一些保護措施外硬件上必須做相應的處理。硬件上最有效的保護措施是采用具有看門狗(Watchdog）功能的自動復位電路相結合的方式。TMS320F28335的復位輸入引腳XRS為處理器提供了一種硬件初始化的方法,它是一種不可屏蔽的外中斷,可在任何時候?qū)MS320F28335進行復位.本設計采用了簡單的RC復位電路，復位電路如圖所示2：圖2 復位電路圖4.電源電路F28335DSP采用了雙電源供電機制，以獲得更好的電源性能,其工作電壓為3。3V和1。8V.其中，1。8V主要為該器件的內(nèi)部邏輯提

5、供電壓,包括CPU和其他所有的外設邏輯。與3。3V供電相比,1。8V供電大大降低功耗.外部接口引腳仍然采用3.3V電壓，便于直接與外部低壓器件接口,而無需額外的電平變換電路。在本設計里我用TI公司的TPS7301單輸出可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器作為主器件的電源電路，將12V轉(zhuǎn)換為3.3V和1。9V供給DSP，使系統(tǒng)正常工作.電源電路如圖3所示：圖3 電源電路圖步驟二：本次設計硬件電路分析1。定時器中斷的實現(xiàn)為了實現(xiàn)定時器的精確走時功能，系統(tǒng)利用定時器0、PIE模塊和CPU中斷共同作用產(chǎn)生定時器中斷.首先為定時器0設置定時初值，并開啟定時器使其計數(shù)。當定時器計數(shù)器寄存器遞減到零時，定時器會產(chǎn)生一個中斷TIN

6、T并將其傳送給PIE外設中斷模塊，當PIE中的中斷時能位PIEIER被時能后,PIE會將這個中斷傳送給CPU，如果CPU的中斷使能位和INTM被使能，則CPU會相應定時器0中斷，轉(zhuǎn)而執(zhí)行定時器0的中斷服務子程序.2。LED顯示電路在定時結束后LED要不停地閃亮,提醒用戶定時結束。在本次設計中,將一個發(fā)光二極管的輸入段與電源相連接,輸出與DSP芯片的GPIO4端口相連接,當GPIO端口為低電平時，LED點亮。步驟三：CMD文件介紹.text段：存放C程序代碼;.cinit:存放C程序中的變量初值和常量；.stack：為C程序系統(tǒng)堆棧保留存儲空間、用于保存返回地址、函數(shù)間的參數(shù)傳遞、存儲局部變量和

7、保存中間結果；。bss:為C程序中的全局和靜態(tài)變量保留存儲空間；。const：存放C程序中的字符常量、浮點常量和用。const聲明的常量;.sysmem：用于C程序中的malloc、calloc和realloc函數(shù)動態(tài)分配存儲空間;.far：為C程序中用far聲明的全局和靜態(tài)變量保留空間。MEMORY用于定義目標存儲器的映射，描述了目標系統(tǒng)可以使用的物理存儲地址范圍及其類型。PAGE 0 為程序存儲空間,起始地址為0x000000包含BEGIN 、BOOT_RSVD、RAMM0 、RAML0、RAML1、ZONE7A 存儲區(qū).PAGE 1為數(shù)據(jù)存儲空間，起始地址為0x000400包含了RAMM

8、1、RAML4、RAML5、RAML6、RAML7、ZONE7B存儲區(qū)。SECTIONS用于指示連接器怎樣組合輸入端,以及如何將輸出段定位到存儲器中,用于將COFF目標文件中的各個段定位置MEMORY偽指令定義的存儲區(qū)域。步驟四：流程圖及軟件設計1。系統(tǒng)時鐘的詳細配置如下PLLSTSOSCOFF=0；PLLSTSPLLOFF=0；PLLCRDIV=1010；PLLSTSDIVSEL=2;PLLKCR0的ADCENCLK=0。2。PLL模塊的寄存器鎖相環(huán)模塊的寄存器包括鎖相環(huán)控制寄存器PLLCR和鎖相環(huán)狀態(tài)寄存器PLLSTS,以及外部時鐘輸出控制寄存器XINTCNF2。其中XINTCNF2用于配

9、置XCLKOUT與SYSCLKOUT的關系。PLLCR和PLLSTS用于振蕩器和鎖相環(huán)模塊的配置，以產(chǎn)生CPU時鐘輸入CLKIN,其位分布如下: 15 4 0 保留 DIV PLLCRR0 R/W-0保留 DIVSEL15 9 8PLLSTSR-0 R/W-07 6 5 4 3 2 1 0DIVSEL MCLKOFF OSCOFF MCLKCLR MCLKSTS PLLOFF 保留 PLLOCKSR/W0 R/W-0 R/W0 R/W0 R0 R/W-0 R0 R/W0OSCOFF和PLLSTS分別用于振蕩器時鐘和鎖相環(huán)時鐘的允許；PLLOCKS為鎖相環(huán)鎖定狀態(tài)標志；MCLKOFF、MCLKC

10、LR、和MCLKSTS用于輸入時鐘失效檢測。3。流程圖開始中斷結束DSP初始化時鐘初始化中斷向量初始化定時器執(zhí)行程序等待中斷發(fā)生改變LED燈狀態(tài)YN圖4程序流程圖步驟五：系統(tǒng)調(diào)試及設計結果分析按下電源按鈕,寫入程序，剛開始，4個LED燈全滅，等待一秒鐘，4個LED等全亮，如此循環(huán)。測試結果成功完課程題目的。效果圖如圖5所示： 圖5 效果圖設計小結通過這次DSP課程設計，我覺得學到了很多東西。它讓我懂得了什么是課程設計，為我們以后的畢業(yè)設計打下了一些基礎。更重要的是通過這次課程設計,我多少清楚了在以后的工作中我們這個專業(yè)能做些什么，也為我們以后的工作積累了一些經(jīng)驗,很有意義.在本次課程設計過程中

11、出現(xiàn)了一些不該出現(xiàn)的失誤。一是不會使用CCS軟件，在同學的幫助下使用并編寫程序.其二是不能DSP程序燒入試驗箱的問題，但是在老師的指導下成功將程序燒入試驗箱;之后又遇到DSP程序燒入試驗箱后試驗箱無反應,同樣在老師的幫助下完成實驗,并在試驗箱上得到想要的實驗結果。通過這次課程報告,使我更深入的掌握了DSP的許多知識,學會了如何讓配置寄存器、系統(tǒng)時鐘,如何設計電源等等很多知識，不僅復習了以前所學過的知識,而且還接觸并學到了很多書本上沒有的知識。使我解決問題時更加冷靜和熟練,遇到不會知識的積極查閱相關資料，并做好筆記。經(jīng)過仔細調(diào)查確定問題的原因和解決問題的能力有了很大提高.最后，感謝劉老師的幫忙以

12、及同學之間的相互幫助,使我能順利完成這次課程設計。評分標準（一）系統(tǒng)設計部分（50分,分三檔，達不到最低檔的小組需重新設計上交)1。完成規(guī)定的全部功能，硬件電路設計正確，程序簡潔、可讀性、邏輯性強，較好的演示了全部功能。(50分）2。完成規(guī)定的全部功能,硬件電路設計正確，程序較簡潔、可讀性、邏輯性較強,基本演示了全部功能。（45分）3。完成規(guī)定的部分功能，硬件電路設計無明顯錯誤，程序設計無明顯錯誤，能夠完成部分功能的演示。（40分）（二)設計報告撰寫情況（45分)1。態(tài)度認真,報告內(nèi)容充實、撰寫規(guī)范.(20分）2.對所做設計進行了詳細的介紹,語言組織精煉，測試數(shù)據(jù)記錄準確。（25分)（三)發(fā)揮

13、部分（5分）在完成規(guī)定功能的基礎上，有創(chuàng)新性功能設計個人，獲得此項成績.總分任課教師簽字審核人簽字附錄:附錄A：實物圖圖A 圖B附錄B：CMD文件MEMORYPAGE 0 ： BEGIN : origin = 0x000000， length = 0x000002 BOOT_RSVD ： origin = 0x000002， length = 0x00004E RAMM0 ： origin = 0x000050， length = 0x0003B0 RAML0 ： origin = 0x008000, length = 0x001000 RAML1 : origin = 0x009000， l

14、ength = 0x002000 ZONE7A : origin = 0x200000， length = 0x00FC00 CSM_RSVD : origin = 0x33FF80， length = 0x000076 CSM_PWL ： origin = 0x33FFF8， length = 0x000008 ADC_CAL ： origin = 0x380080, length = 0x000009 RESET ： origin = 0x3FFFC0， length = 0x000002 IQTABLES ： origin = 0x3FE000， length = 0x000b50 IQ

15、TABLES2 ： origin = 0x3FEB50， length = 0x00008c FPUTABLES : origin = 0x3FEBDC， length = 0x0006A0 BOOTROM ： origin = 0x3FF27C, length = 0x000D44 PAGE 1 ： RAMM1 ： origin = 0x000400， length = 0x000400 RAML4 ： origin = 0x00B000, length = 0x002000 RAML5 : origin = 0x00D000， length = 0x001000 RAML6 ： origi

16、n = 0x00E000， length = 0x001000 RAML7 : origin = 0x00F000， length = 0x001000 ZONE7B ： origin = 0x20FC00， length = 0x00040SECTIONS codestart ： > BEGIN, PAGE = 0 ramfuncs : RAML0， PAGE = 0 。text ： RAML1， PAGE = 0 。cinit ： > RAML0， PAGE = 0 。pinit ： RAML0, PAGE = 0 。switch : > RAML0， PAGE = 0

17、。stack : > RAMM1， PAGE = 1 .ebss ： RAML4， PAGE = 1 。econst ： RAML5， PAGE = 1 。esysmem ： > RAMM1, PAGE = 1 IQmath ： RAML1， PAGE = 0 IQmathTables : > IQTABLES, PAGE = 0, TYPE = NOLOAD IQmathTables2 ： > IQTABLES2， PAGE = 0, TYPE = NOLOAD FPUmathTables ： FPUTABLES， PAGE = 0, TYPE = NOLOAD DM

18、ARAML4 ： RAML4, PAGE = 1 DMARAML5 ： RAML5, PAGE = 1 DMARAML6 ： RAML6， PAGE = 1 DMARAML7 ： RAML7, PAGE = 1 ZONE7DATA ： > ZONE7B， PAGE = 1 .reset ： RESET， PAGE = 0， TYPE = DSECT csm_rsvd ： CSM_RSVD PAGE = 0， TYPE = DSECT csmpasswds : CSM_PWL PAGE = 0， TYPE = DSECT .adc_cal ： load = ADC_CAL, PAGE = 0， TYPE = NOLOAD附錄C：源程序include "DSP2833x_Device.h” include ”DSP2833x_Examples。h" interrupt void zz(void）;define LED （(unsigned short int )0x180000）#define SRAM_Base_Adress0x100000void main（void） InitSysCtrl（）； InitXintf16Gpio(）； DINT； InitPieCtrl（）； InitPieVectTable(）； E