第10章 MC56F825X硬件最小系統(tǒng)及工程組織

1、數(shù)字信號(hào)控制器原理與實(shí)踐MC56F8257第10章 MC56F825X硬件最小系統(tǒng)及工程組織目錄天津工業(yè)大學(xué)210.1 DSC概述10. 2 MC56F8257功能及存儲(chǔ)器映像10.3 MC56F8257的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)10.4 MC56F8257的GPIO模塊10. 5CodeWarrior開發(fā)環(huán)境10.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架第一個(gè)C語(yǔ)言工程：控制小燈閃爍10.1 DSC概述1. 相關(guān)概念DSC包含能同時(shí)完成微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器功能的內(nèi)核的專門微處理器；特征：為高級(jí)算法提供MIPS(32-120MIPS，Millions of Instruction Per Sec

2、ond，每秒執(zhí)行的百萬條指令)的MCU/DSP性能。為快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)功能提供高速性能，如600ns/12位ADC。高速?gòu)?fù)雜的（60MHz-96MHz）定時(shí)器模塊。阻止災(zāi)難性錯(cuò)誤（錯(cuò)誤輸入、時(shí)鐘丟失）的安全特征。天津工業(yè)大學(xué)310.1 DSC概述天津工業(yè)大學(xué)4天津工業(yè)大學(xué)510.1 DSC概述2. MC56F82xx系列DSC在2000年左右，推出DSP56F800系列和DSP56F820系列DSP，采用DSP56800Harvard V1內(nèi)核，是飛思卡爾DSP產(chǎn)品中的低價(jià)位系列。DSP56850系列、MC56F8300系列、MC56F8100系列、MC56F8000系列及MC56F8200系列。

3、這些系列都基于DSP56800E內(nèi)核。MC56F82x系列DSC的主要資源和封裝。10.1 DSC概述天津工業(yè)大學(xué)6天津工業(yè)大學(xué)710.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像MC56F8257的功能天津工業(yè)大學(xué)8內(nèi)核 10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像天津工業(yè)大學(xué)9外設(shè)10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像天津工業(yè)大學(xué)102. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)MC56F825X/MC56F824X基于DSP56800E內(nèi)核，使用雙哈弗結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)和程序使用獨(dú)立的存儲(chǔ)空間。片內(nèi)RAM由數(shù)據(jù)和程序空間共享，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器僅被程序使用，具體配置見表2-2。10.2 MC56

4、F8257 功能及存儲(chǔ)器映像2. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)（1）程序地址空間映射天津工業(yè)大學(xué)1110.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像天津工業(yè)大學(xué)122. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)（1）程序地址空間映射地址空間映射：MC56F825x/MC56F824x系列提供最多64KB的片上Flash存儲(chǔ)空間，主要通過程序存儲(chǔ)器總線（PAB、PDB）訪問。PAB用來選擇程序存儲(chǔ)器地址， PDB用來獲取指令。向量表的位置由向量基地址寄存器（VBA）決定。這個(gè)寄存器的值為中斷向量VAB20:0的高14位，低7位由最高優(yōu)先級(jí)中斷決定，被附加到VBA之后，作為完整的VAB送給內(nèi)核。

5、MC56F8257的起始地址在0 x00 0000處，VBA的復(fù)位值為0 x0000，代表相應(yīng)的地址0 x00 0000。10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像天津工業(yè)大學(xué)132. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)（2）數(shù)據(jù)地址空間映射地址空間映射：MC56F825X/MC56F824X系列包含雙訪問存儲(chǔ)器，可以通過內(nèi)核主數(shù)據(jù)總線（XAB1、CDBW、CDBR）和次數(shù)據(jù)總線（XAB2、XDB2）訪問。XAB1和XAB2總線選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址。字節(jié)、字和長(zhǎng)字?jǐn)?shù)據(jù)通過32位CDBR和CDBW總線訪問。10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器

6、映像天津工業(yè)大學(xué)14天津工業(yè)大學(xué)152. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)（2）數(shù)據(jù)地址空間映射片上RAM也映射到P:0 x00 8000開始的程序空間。10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像天津工業(yè)大學(xué)162. MC56F8257的存儲(chǔ)器映像及特點(diǎn)（2）數(shù)據(jù)地址空間映射外設(shè)存儲(chǔ)器映射：所有的外設(shè)寄存器只能按字讀/寫。10.2 MC56F8257 功能及存儲(chǔ)器映像1. MC56F8257的引腳功能天津工業(yè)大學(xué)1710.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)181. MC56F8257的引腳功能10.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)1

7、91. MC56F8257的引腳功能10.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)201. MC56F8257的引腳功能10.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)212. MC56F8257硬件最小系統(tǒng)硬件最小系統(tǒng)是指可以使內(nèi)部程序運(yùn)行所必須的外圍電路，也可以包括寫入器接口電路。使用一個(gè)芯片，必須完全理解其硬件最小系統(tǒng)。MC56F8257芯片的硬件最小系統(tǒng)包括電源及其濾波電路、復(fù)位電路、晶振電路、寫入器接口電路。10.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)2210.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)天津工業(yè)大學(xué)23

8、3. MC56F8257硬件評(píng)估板與測(cè)試步驟（1）焊接電源及其濾波電路、復(fù)位電路、晶振電路、PLL濾波電路以及寫入器接口電路。（2）在確保電源和地未短路的情況下接通電源，測(cè)量電壓是否正常。（3）將寫入器與電路板連接，啟動(dòng)開發(fā)環(huán)境，對(duì)目標(biāo)MC56F8257進(jìn)行擦除，如果成功則說明最小系統(tǒng)工作正常。（4）將第一個(gè)樣例程序編譯、鏈接生成elf文件，并下載到Flash中，觀察小燈閃爍情況。（5）硬件最小系統(tǒng)測(cè)試通過，可以進(jìn)行其他模塊焊接。10.3 MC56F8257 的引腳功能及硬件最小系統(tǒng)10.4 MC56F8257的GPIO模塊1. GPIO寄存器64引腳的MC56F8257有6個(gè)通用I/O口，分

9、別是A口(8)、B口(8) 、C口(16) 、D口(5) 、E口(8) 、F口(9) 。引腳具有功能復(fù)用。通用I/O口，都有12個(gè)寄存器，分別是：上拉使能寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)方向寄存器、外設(shè)使能寄存器、中斷觸發(fā)寄存器、中斷使能寄存器、中斷極性寄存器、中斷掛起寄存器、中斷邊沿敏感寄存器、推挽模式寄存器、原始數(shù)據(jù)寄存器、驅(qū)動(dòng)能力控制寄存器。天津工業(yè)大學(xué)24（1）上拉使能寄存器（GPIOx_PUR）引腳上拉的作用是給該引腳作為輸入時(shí)一個(gè)初始電位。如果某引腳配置成輸出引腳，則該寄存器無效。天津工業(yè)大學(xué)2510.4 MC56F8257的GPIO模塊（2）數(shù)據(jù)寄存器（GPIOx_DR）如果某引腳配置為

10、輸出引腳，通過寫數(shù)據(jù)寄存器可以控制該引腳的狀態(tài)；如果引腳配置為輸入引腳，通過讀數(shù)據(jù)寄存器可以知道該引腳的狀態(tài)。天津工業(yè)大學(xué)2610.4 MC56F8257的GPIO模塊（3）數(shù)據(jù)方向寄存器（GPIOx_DDR）天津工業(yè)大學(xué)2710.4 MC56F8257的GPIO模塊（4）外設(shè)使能寄存器（GPIOx_PER）天津工業(yè)大學(xué)2810.4 MC56F8257的GPIO模塊（5）中斷觸發(fā)寄存器（GPIOx_IAR）天津工業(yè)大學(xué)2910.4 MC56F8257的GPIO模塊（6）中斷使能寄存器（GPIOx_IENR）天津工業(yè)大學(xué)3010.4 MC56F8257的GPIO模塊（7）中斷極性寄存器（GPIO

11、x_IPOLR）天津工業(yè)大學(xué)3110.4 MC56F8257的GPIO模塊2. GPIO的工作方式（1）輸入MC56F8257的通用I/O口通過數(shù)據(jù)方向寄存器GPIOx_DDR配置為輸入方式。當(dāng)作為輸入口時(shí)，需要通過上拉使能寄存器GPIOx_PUR使其輸入引腳上拉一個(gè)電阻。這個(gè)電阻是內(nèi)部集成的，不需要外接。天津工業(yè)大學(xué)3210.4 MC56F8257的GPIO模塊（2）輸出通用I/O口通過數(shù)據(jù)方向寄存器GPIOx_DDR配置為輸出方式。當(dāng)作為輸出口時(shí)，需要通過推挽模式寄存器GPIOx_PPMODE設(shè)定其輸出為推挽模式或者開漏模式。（3）外設(shè)通用I/O口通過外設(shè)使能寄存器GPIOx_PER配置為

12、外設(shè)方式，與MC56F8257內(nèi)部外設(shè)部分結(jié)合使用。如將MC56F8257通用I/O口的一個(gè)引腳通過系統(tǒng)集成模塊外設(shè)選擇寄存器SIM_GPSn配置為模擬量輸入引腳，則其輸出及上拉電阻設(shè)置無效。天津工業(yè)大學(xué)3310.4 MC56F8257的GPIO模塊天津工業(yè)大學(xué)3410.4 MC56F8257的GPIO模塊3. GPIO的基本編程方法（1）置位與清位的編程方法 置位、清0及獲取狀態(tài)3個(gè)宏定義：（2）開關(guān)量輸出的編程方法 首先初始化端口引腳的數(shù)據(jù)方向?yàn)檩敵?，然后運(yùn)用該引腳的數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。如：使A口的第4引腳輸出高電平。天津工業(yè)大學(xué)3510.4 MC56F8257的GPIO模塊天津工業(yè)大

13、學(xué)3610.4 MC56F8257的GPIO模塊首先初始化引腳的數(shù)據(jù)方向?yàn)檩斎?，其次設(shè)置上拉使能寄存器，然后通過該引腳將外界數(shù)據(jù)輸入到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器中。如：獲取A口第3引腳的輸入數(shù)據(jù)。10.5 CodeWarrior開發(fā)環(huán)境軟件集成開發(fā)平臺(tái)件平臺(tái)是：飛思卡爾公司的集成開發(fā)環(huán)境（以下簡(jiǎn)稱）。硬件平臺(tái)是：天津工業(yè)大學(xué)飛思卡爾嵌入式中心設(shè)計(jì)的TJPU-MC56F8257-EVB。的簡(jiǎn)介基于Eclipse開放集成開發(fā)環(huán)境，有適用于Windows版和Linux版兩個(gè)平臺(tái)的版本。本書中使用Windows平臺(tái)下的。有兩種默認(rèn)的授權(quán)版本，試用版和特別版（64KB）。天津工業(yè)大學(xué)37天津工業(yè)大學(xué)3810.5 C

14、odeWarrior開發(fā)環(huán)境10.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架1. 工程文件的組織結(jié)構(gòu)以控制小燈閃爍工程為例天津工業(yè)大學(xué)39天津工業(yè)大學(xué)4010.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架天津工業(yè)大學(xué)4110.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架2. 系統(tǒng)啟動(dòng)及初始化相關(guān)文件系統(tǒng)啟動(dòng)及初始化相關(guān)文件主要指鏈接文件、啟動(dòng)文件及芯片映像寄存器頭文件。（1）鏈接文件文件主要定義DSC芯片的RAM和ROM、初始化RAM中的變量、堆棧的大小、定義復(fù)位向量，即應(yīng)用程序的默認(rèn)入口，還包含啟動(dòng)代碼，即硬件復(fù)位后的函數(shù)入口。天津工業(yè)大學(xué)4210.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架（2）啟動(dòng)文件CodeWar

15、rior啟動(dòng)模塊程序?qū)崿F(xiàn)步驟主要如下：設(shè)置堆棧指針，將其映射到RAM空間。初始化RAM，復(fù)制初始數(shù)據(jù)。將初始化數(shù)據(jù)從ROM復(fù)制到RAM。跳轉(zhuǎn)到主函數(shù)main()執(zhí)行。（3）映像寄存器頭文件中定義了編程時(shí)需要訪問的外設(shè)寄存器，不需修改該文件。天津工業(yè)大學(xué)4310.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架3. 芯片初始化、主程序、中斷程序及其他文件（1）系統(tǒng)初始化構(gòu)件（與）系統(tǒng)初始化操作是由來實(shí)現(xiàn)的。所包含的頭文件中，給出了開關(guān)總中斷的宏定義，以便中斷程序、主程序或其他程序中使用。天津工業(yè)大學(xué)4410.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架（2）總頭文件和主程序文件文件包含主函數(shù)（main）文件中用到的

16、頭文件、外部函數(shù)或變量引用、有關(guān)常量和全局變量定義以及內(nèi)部函數(shù)聲明。文件是工程任務(wù)的核心文件，里面包含了一個(gè)主循環(huán)，對(duì)具體事務(wù)過程的操作幾乎都是添加在該主循環(huán)中。天津工業(yè)大學(xué)4510.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架（3）中斷處理程序文件天津工業(yè)大學(xué)4610.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架（4）DSC芯片無關(guān)文件類型定義文件在C工程中有一個(gè)“”文件，用于給C語(yǔ)言中的類型起別名，目的是使程序中的類型名更簡(jiǎn)潔清晰，同時(shí)，也便于程序移植到不同的DSC中。天津工業(yè)大學(xué)4710.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架天津工業(yè)大學(xué)4810.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架2）通用函數(shù)文件和在C

17、工程中，“”文件中可以定義經(jīng)常使用的一些函數(shù)和宏，如延時(shí)函數(shù)。另外，如果需要頻繁地操作寄存器某位，比如置位、清零等，也可設(shè)置對(duì)寄存器位操作的宏定義。用戶可以修改該文件，添加一些經(jīng)常使用的函數(shù)和宏。則用于定義具體的通用函數(shù)。（5）工程說明文件該文件用于記錄或給出工程實(shí)例的說明信息。天津工業(yè)大學(xué)4910.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架4. .lst文件與.map文件（1）.lst文件天津工業(yè)大學(xué)5010.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架（2）.map文件在目錄“01_LightFLASH”下，可以看到“”文件，通常稱之為工程的“映像文件”。功能：通過這個(gè)文件，知道源代碼被編譯鏈接后的機(jī)器

18、碼，到底被下載到DSC存儲(chǔ)器中的什么地方。天津工業(yè)大學(xué)5110.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架5. 如何在CW環(huán)境下新建一個(gè)DSC工程新建工程有兩種方法：使用工程模板；使用已存在的工程復(fù)制一份繼續(xù)進(jìn)行新的工程編程。天津工業(yè)大學(xué)5210.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架工程模板法：另一種方法：天津工業(yè)大學(xué)5310.6 CW環(huán)境C語(yǔ)言工程文件的組織框架10.7 第一個(gè)C語(yǔ)言工程：控制小燈閃爍DSC控制多個(gè)發(fā)光二極管指示燈程序中使用了GPIO構(gòu)件來編寫指示燈程序。燈的負(fù)端引腳接DSC的普通I/O口，正端引腳過電阻接地。在I/O引腳上輸出低或高電平時(shí)，指示燈就會(huì)亮或暗?？刂菩糸W爍的實(shí)例編程中使用了構(gòu)件化的思想，目的：復(fù)用代碼，提高編程效率和增強(qiáng)代碼的可移植性天津工業(yè)大學(xué)5