DSP數(shù)字時鐘設(shè)計說明

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 程 設(shè) 計 報 告設(shè)計名稱專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師完成時間：DSP原理及應(yīng)用課程設(shè)計 ： 自動化1242 ： 潘成 ： ： 鐘菲 徐航 ： 2016年3月24日 成 績 評 定考核容平時表現(xiàn)設(shè)計報告設(shè)計成果和答辯綜合評定成績成績長 春 工 程 學(xué) 院專心-專注-專業(yè)紀(jì)律要求和成績考核辦法（紀(jì)律要求和成績考核辦法打印在封皮背面）1不允許在實(shí)驗(yàn)室吸煙、吃零食、玩手機(jī)，累計警告三次者，考核成績降為及格，屢教不改者成績不及格；不準(zhǔn)帶無關(guān)人員到實(shí)驗(yàn)室活動，否則扣平時表現(xiàn)分。2參加本次課程設(shè)計時間不足三分之二或曠課3天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。 3病事假必

2、須有請假條，需經(jīng)班主任或有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，否則按曠課處理。4過程考核和綜合成績在教師手冊中要有記載。5課程設(shè)計的考核由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生平時表現(xiàn)（出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、工作進(jìn)展、遵守紀(jì)律情況等）、設(shè)計成果（完成情況）、設(shè)計報告是否規(guī)、答辯等幾個方面，結(jié)合考核綱要規(guī)定的各項成績權(quán)重，綜合后給出課程設(shè)計總成績。6成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格和不及格。7課程設(shè)計結(jié)束一周，指導(dǎo)教師提交課程設(shè)計成績和課程設(shè)計總結(jié)?；贒SP的數(shù)字時鐘設(shè)計1、 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及功能概述（一）硬件電路設(shè)計，包括TMS320LF2407基本電路、數(shù)碼顯示電路和基本按鍵，需要用altium designer軟件完成原理圖；（二）

3、軟件設(shè)計，主要指應(yīng)用片上定時器作為時鐘源編寫數(shù)字鐘程序，數(shù)字電子鐘功能要求能調(diào)小時、分鐘、秒鐘，還有隨時暫停的功能等，在實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)行調(diào)試成功并能用數(shù)碼管顯示；（三）課程設(shè)計報告，包括總體設(shè)計方案、硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計的具體說明。2、 設(shè)計方案論證(一）數(shù)字時鐘方案數(shù)字時鐘是本設(shè)計的最主要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。方案一：本方案采用Dallas公司的專用時鐘芯片DS12887A。該芯片部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片部

4、包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時提供正確的時間。方案二：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機(jī)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1；若時值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡單的特點(diǎn)。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)DSP芯片不上電，程序不執(zhí)行時，時鐘將不工作?；谟布娐返目紤]，本設(shè)計采用

5、方案二完成數(shù)字時鐘的功能。（二）數(shù)碼管顯示方案方案一：靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。該方式每一位都需要一個8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費(fèi)。方案二：動態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I

6、/O口，降低了能耗。從節(jié)省I/O口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計采用方案二。（三）秒時間顯示方式選擇方案本次設(shè)計的延時可以采用部定時器與軟件結(jié)合的1秒延時，也可以直接編寫一個延時程序，實(shí)現(xiàn)1秒延時。方案一：本方案采用部定時器實(shí)現(xiàn)1秒延時。原理為：在單片機(jī)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器相應(yīng)的秒值加1；若秒達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分加1；若分達(dá)到60，則清零分，并將時加1；若值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。方案二：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)1秒延時。原理為:編寫一個延時函數(shù)DELAY，用for語句實(shí)現(xiàn)秒值循環(huán)從0加到60，秒每加1

7、，調(diào)用一次延時函數(shù)，當(dāng)秒值大于60，則將分加1，當(dāng)分加到60，則將分賦0值，并將時加1，當(dāng)時加到24，將時賦0值。本方案采用的延時方法編程簡單，容易理解。結(jié)論：根據(jù)兩種方案的比較，第二種方案編寫程序簡單易懂，所以采用第二種方案。3、 硬件設(shè)計（一）總體思路DSP2407最小系統(tǒng)是整個芯片能正常運(yùn)行的最基本要求，首先由 DSP最小系統(tǒng)的設(shè)計包括電源轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路等組成。然后利用TMS320LF2407芯片制作簡易電子時鐘，利用芯片上的定時器編寫的時間子程序，繼而寫出主函數(shù)程序?？偟哪K由6個LED數(shù)碼管顯示、四個按鍵調(diào)試時間、數(shù)碼管驅(qū)動模塊74HC273及數(shù)碼管位選模塊74HC138構(gòu)成。圖

8、1 系統(tǒng)框圖 （二）組件介紹1.TMS320LF2407芯片(1). 高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3.3V，指令周期為33ns(2)片有高達(dá)32K字的FLASH程序存儲器(3)2KB SARAM，544字DARAM，外擴(kuò)64千字的程序ROM，64千字的數(shù)據(jù)RAM(4)兩個事件管理器EVA和EVB(5)可擴(kuò)展外部存儲器總共192K字空間：64K程序存儲空間，64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲器空間，64K字I/O尋址空間(6)0看門狗定時模塊(7)10位A/D轉(zhuǎn)換器(8)控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊(9)串行通信接口SCI模塊(10)16位串行外設(shè)SPI接口模塊(11)基于鎖相環(huán)PLL的時鐘發(fā)生器(12)高達(dá)40

9、個可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用I/O引腳(13)5個外部中斷(14)電源管理包括3種低功耗模式，能獨(dú)立地將外設(shè)器件轉(zhuǎn)入低功耗工作模式圖2 TMS320LF24072. 位選芯片74HC13874HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC138可充當(dāng)一個8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。74HC138與74HC238邏輯功能一致，只不過74HC138為反相輸出。74HC138譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A, B和C），并當(dāng)使能時，提供8個互斥的低有效輸出（Y0至Y7）。74HC138特有3

10、個使能輸入端：兩個低有效（-S2和-S3）和一個高有效（S1）。除非S2和S3置低且S1置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需1片74HC138芯片即可輕松實(shí)現(xiàn)6個數(shù)碼管的選擇導(dǎo)通。如圖3所示： 圖3 74HC138譯碼器3.驅(qū)動芯片74HC27374HC273是一款高速CMOS器件，74HC273引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC273具有八路邊沿觸發(fā)，D 型觸發(fā)器，帶獨(dú)立的D輸入和Q輸出。74HC273的公共時鐘（CLK）和主復(fù)位（-CLR）端可同時讀取和復(fù)位（清零）所有觸發(fā)器。每個D輸入的狀態(tài)將在時鐘脈沖上升沿之前的一段就緒時間被傳輸?shù)?/p>

11、觸發(fā)器對應(yīng)的輸出（Qn）上。一旦CLR輸入電平為低，則所有輸出將被強(qiáng)制置為低，而不依賴于時鐘或者數(shù)據(jù)輸入。74HC273適用于要求原碼輸出或者所有存儲元件共用時鐘和主復(fù)位的應(yīng)用,如下圖4所示： 圖4 74HC2734.數(shù)碼管顯示 下圖為共陰極數(shù)碼管的引腳圖，每位的段碼線（a,b,c,d,e,f,g,dp）分別與1個8位的鎖存器輸出相連，由DSP控制器控制組合09十個數(shù)據(jù)，如令其顯示1則b,c引腳（即2，3引腳）送高電平，此時數(shù)碼管顯示1。由于各位的段碼線并聯(lián)，8位I/O口輸出段碼對各個顯示位來說都是相同的，如下圖5所示：圖5 LED 數(shù)碼管5.外部時鐘電路DSP2407A最小系統(tǒng)時鐘硬件設(shè)計有

12、兩種工作方法。一種是利用鎖相環(huán)時鐘模塊PLL中提供的部振蕩電路，在DSP芯片的引腳XTAL1/CLKIN與XTAL2之間連接一晶振，啟動部振蕩器。另一種方法是不使用片的振蕩電路，完全由外部有源晶體振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，直接接入XTAL1/CLKIN引腳，此時，XTAL2腳懸空。這種方法稱為晶振方式。但著一方式仍是用片的PLL倍頻電路來對這一來自片外的時鐘進(jìn)行倍頻，以產(chǎn)生所需的時鐘。在此次設(shè)計中我是用第二種方式電路圖如下圖6所示：圖6 外部時鐘電路圖6. 電源電路2407本設(shè)計不需要用到1.8V的電壓所以選擇使用TI公司的TPS76333作為DC/DC轉(zhuǎn)換芯片。它是一個 LDO電壓調(diào)節(jié)器

13、, 0.15A, 3.3 V輸出 ±3%, 2.7 10 V輸入，可輸出一路+3.3V固定電壓。電源電路原理圖如下圖所示。+3.3V輸出電壓供LF2407A使用。其原理圖如圖7所示：圖7 電源電路電路圖7. 按鍵電路設(shè)計采用五個按鍵的設(shè)計。都實(shí)現(xiàn)以下的五個功能調(diào)時、調(diào)分、啟動、停止、4個功能，外加復(fù)位系統(tǒng)一個按鍵，基本滿足了設(shè)計需求，采用獨(dú)立按鍵的設(shè)計方便簡單，制造難度小，但同時如要拓展則會占用其他端口，但設(shè)計并沒考慮功能拓展設(shè)計所以不再考慮。其電路圖如圖8所示：圖8 按鍵電路原理圖4、 軟件設(shè)計（一）程序流程圖圖9 電子時鐘程序流程圖（二）程序清單程序編寫如下：#include &

14、quot;F2407REGS_c.h"unsigned int sec,min,hour,i;unsigned char table=0xFF3F,0xFF06,0xFF5B,0xFF4F,0xFF66, 0xFF6D,0xFF7D, 0xFF07,0xFF7F, 0xFF6F; /程序初始化unsigned char tablewe=0xFF00,0xFF01,0xFF02,0xFF03,0xFF04,0xFF05,0xFF06;void delay(unsigned int j);void main() /主程序 DSP2407_Initialing(); Ioport_Init

15、ialing(); asm("CLRC INTM"); EVAIMRA= EVAIMRA|0x0080; /僅允許定時器1的周期中斷 EVAIMRA=EVAIMRA&0x0080; /清除定時器1的周期中斷 T1CON=0x170C; /timer1為連續(xù)增計數(shù)模式，預(yù)分頻值為128，使用部時鐘 T1PER=0xF424; /timer1的周期寄存器值設(shè)為200ms T1CNT=0x00; /timer1的計數(shù)器清0 sec=0;min=0;hour=0;i=0; While(1) PCDATDIR=0x00FF; if(i=5) /i等于5為1秒 i=0; sec

16、+; /秒加1 PBDATDIR=tablewe0; /選通秒的個位 PFDATDIR=0xFF01; /選通74HC273 PADATDIR=tabalesec%10; /秒個位顯示 PFDATDIE=0xFF00; /關(guān)斷74HC273 PBDATDIR=table1; /選通秒的十位 PFDATDIR=0xFF01; /選通74HC273 PADATDIR=tablesec/10; /秒十位顯示 PFDATDIR=0xFF00; /關(guān)斷74HC273 if(sec=60) sec=0; min+; /分鐘的顯示 PBDATDIR=table2; PFDATDIR=0xFF01; PADA

17、TRDIR=tablemin%10; PFADATDIR=0xFF00; PBDATDIR=tablewe3; PFDATDIR=0xff01; PADATDIR=tablemin/10; PFDATAIR=0xFF00; if(min=60) min=0; hour+; /小時的顯示 PBDATDIR=tablewe4; PFDATDIR=0xFF01; PADATDIR=tablehour%10; PFDATDIR=0xFF00; PBDATDIR=tablewe5; PFDATDIR=0xFF01; PADATDIR=tablehour/10; PFDATDIR=0xFF00; if(h

18、our=24) hour=0; if(PCDATDIR=0x00FE) /按鍵T1，時、分、秒復(fù)位為0 delay(100); /調(diào)用延時程序 PCDATDIR=0x00FE; min=0; sec=0; hour=0; if(PCDATDIR=0x00FD) /按鍵T2，時鐘停止計時 delay(100); PCDATDIR=0x00FD; PFDATDIR=0xFF00; if(PCDATDIR=0x00FB) /按鍵T3，時鐘開始計時 delay(100); PCDATDIR=0x00FB; PFDATDIR=0xFF01;if(PCDATDIR=0x00F7) /按鍵Tm,調(diào)分 del

19、ay(100);PCDATDIR=0x00F7;min+；if(PCDATDIR=0x00EF) /按鍵Th,調(diào)時 delay(100);PCDATDIR=0x00EF;hour+； void interrupt INT2() /定時器中斷程序 swith(PIVR) /有外設(shè)中斷向量寄存器PIVR判斷 case 0x0027: i+; T1CNT=0x00; EVAIFRA=EVAIFRA&0x0080; break; default; break; void delay(unsigned int j) /延時程序 unsigned k,m; for(m=0;m<j;j+) f

20、or(k=0;k<50;k+) 5、 調(diào)試結(jié)果（1） 實(shí)驗(yàn)過程1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1) 連接設(shè)備：關(guān)閉計算機(jī)和實(shí)驗(yàn)箱電源；關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱上的三個開關(guān)。(2) 開啟設(shè)備：打開計算機(jī)電源；打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān)，打開ICETEK-LF2407-A 板上電源開關(guān)。如使用USB 型仿真器用附帶的USB 電纜連接計算機(jī)和仿真器相應(yīng)接口，注意仿真器上兩個指示燈均亮。設(shè)置Code Composer Studio 為Emulator 方式。2.啟動Code Composer Studio:啟動Code Composer Studio 3.3。(1) 點(diǎn)擊菜單項DebugConnect確認(rèn)CCS軟件和仿真器連接在一起。

21、(2) 創(chuàng)建新工程。選擇Project->New。(3) 在Project Name框里輸入工程名：LED。點(diǎn)擊Finish，CCS創(chuàng)建一個叫做LED.prj的工程文件。(4) 選擇Project->Add files to Project，把文件加到工程里。你也可以在左邊的工程視圖窗口里右擊工程，選擇 Add files to Project。(5) 從你所創(chuàng)建的文件夾里添加 main.c, DoLoop.c, 和lnk.c(映射存的連接命令文件)。3. 編譯工程:單擊“Project”菜單，“Rebuild all”項，編譯工程中的文件，生成Timer.out文件。4. 下載程序:單擊“File”菜單，“Load program”項，選擇F:2407ALab3-Timer目錄中的Timer.out 文件，通過仿真器將其下載到2407A DSP 上。5. 運(yùn)行程序觀察結(jié)果:單擊“Debug”菜單，“Run”項，運(yùn)行程序,查看結(jié)果。單擊“Debug”菜單，“Halt”項，停止程序運(yùn)行（2） 調(diào)試結(jié)果基本完成了設(shè)計要求。實(shí)現(xiàn)了調(diào)小時、分鐘、秒鐘，還有隨時暫停的功能等，在實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)行調(diào)試成功并能用數(shù)碼管顯示，所以設(shè)計是成功的。6、 總結(jié)這次的課程設(shè)計是十分有意義的，而且是十