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文檔簡介
DSP原理及應(yīng)用機械工業(yè)出版社數(shù)字信號處理器1.2DSP系統(tǒng)1.3數(shù)字信號處理概述1.1第一章緒論數(shù)字信號處理理論〔DigitalSignalProcessing〕頻譜分析、數(shù)字濾波器設(shè)計、自適應(yīng)信號處理、信號壓縮、信號建?!瓟?shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor)專門針對數(shù)字信號的數(shù)學(xué)運算需要而設(shè)計開發(fā)的一類集成電路芯片數(shù)字信號處理概述1.1、DSP芯片的主要結(jié)構(gòu)特點〔1〕哈佛結(jié)構(gòu)〔2〕專用的硬件乘法器〔3〕流水線操作〔4〕特殊的DSP指令〔5〕快速的指令周期數(shù)字信號處理器1.2中央處理器的體系架構(gòu)可以分為:
馮?諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)
。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu),是一種將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起的存儲器結(jié)構(gòu)。由于取指令和存取數(shù)據(jù)要從同一個存儲空間存取,經(jīng)由同一總線傳輸,因而它們無法重疊執(zhí)行,只有一個完成后再進行下一個。
哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)??梢詼p輕程序運行時的訪存瓶頸。指令流的定時關(guān)系四級流水線操作時鐘指令n-1取指譯碼取操作數(shù)執(zhí)行指令n取指譯碼取操作數(shù)執(zhí)行流水線操作:執(zhí)行指令的幾個階段在程序執(zhí)行過程中是重疊的,即幾條不同的指令同時處于激活狀態(tài),每條指令處于不同的階段。
、DSP芯片的開展美國AMI公司在1978年發(fā)布第一個單片DSP芯片;美國德州儀器公司〔TexasInstruments,簡稱TI〕的DSP芯片包含三大系列:TMS320C2000系列、TMS320C5000系列、TMS320C6000系列。、DSP芯片的分類及主要技術(shù)指標根據(jù)DSP芯片根底特性分類:靜態(tài)DSP芯片、一致性的DSP芯片根據(jù)DSP芯片數(shù)據(jù)格式分類:定點DSP芯片、浮點DSP芯片根據(jù)DSP芯片用途分類:通用型DSP芯片、專用型DSP芯片根據(jù)DSP芯片處理數(shù)據(jù)位數(shù)分類:16位DSP芯片、32位DSP芯片1.2.5DSP芯片的選擇運算速度:指令周期、MIPS、FFT執(zhí)行時間……價格:性能與價格相關(guān),考慮系統(tǒng)本錢。片內(nèi)硬件資源:片內(nèi)包含的外設(shè)模塊,有助于提高系統(tǒng)可靠性,降低本錢,加快產(chǎn)品研發(fā)速度。開發(fā)工具:包括硬件仿真器、軟件開發(fā)環(huán)境及相關(guān)技術(shù)資料。功耗:以嵌入式、小型化和便攜式為產(chǎn)品開展方向。1.3.1DSP系統(tǒng)的構(gòu)成DSP系統(tǒng)1.3數(shù)字信號處理與模擬信號處理方式的比較模擬信號處理數(shù)字信號處理修改設(shè)計的靈活性修改硬件設(shè)計,或調(diào)整硬件參數(shù)改變軟件設(shè)置精度元器件精度A/D的位數(shù)和計算機字長,算法可靠性和可重復(fù)性受環(huán)境溫度、濕度、噪聲、電磁場等的干擾和影響大不受這些因素的影響大規(guī)模集成盡管已有一些模擬集成電路,但品種較少、集成度不高、價格較高DSP器件體積小、功能強、功耗小、一致性好、使用方便、性能/價格比高實時性除開電路引入的延時外,處理是實時的由計算機的處理速度決定高頻信號的處理可以處理包括微波毫米波乃至光波信號按照奈準則的要求,受S/H、A/D和處理速度的限制1.3.2DSP系統(tǒng)的設(shè)計過程外部引腳及功能2.2‘28x的基本結(jié)構(gòu)和特性2.1第二章緒論存儲器及其擴展接口2.5‘28x的中央處理器2.4內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)2.3‘28x的基本結(jié)構(gòu)和特性2.1‘28xDSP內(nèi)
部
結(jié)
構(gòu)TMS320F2812芯片的封裝方式有兩大類:179引腳的GHH球形網(wǎng)格陣列BGA封裝〔BallGridArray〕;176引腳的LQFP封裝〔Low-profileQuad〕。外部引腳及功能2.2所有輸入引腳的電平均與TTL兼容,但輸入不能夠承受5V電壓;所有輸出引腳均為3.3VCMOS電平。上拉電流/下拉電流均為100μA;所有輸出引腳的輸出緩沖器驅(qū)動能力典型值是4mA。
內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)2.3任意時刻同時發(fā)生的兩種操作不能使用同一條總線,因此,程序空間不能同時執(zhí)行讀寫操作。注意:DSP外部總線:即DSP芯片與外擴存儲器的總線接口,包括19根地址線和16根數(shù)據(jù)線。
上述數(shù)據(jù)總線和地址總線均為DSP芯片內(nèi)部總線,不是用于訪問外擴存儲器的總線。DSP內(nèi)部總線分為:地址總線和數(shù)據(jù)總線TMS320F28xDSP處理器有兩個獨立的存儲空間,即片內(nèi)存儲器和外部存儲器,存儲器的各個區(qū)塊都統(tǒng)一映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間,并且劃分為如下幾局部:1〕程序/數(shù)據(jù)存儲器:SARAM、ROM、Flash2〕CPU的中斷向量:保存了64個地址作為CPU的32個中斷向量;3〕保存區(qū):某些地址被保存作為CPU的仿真存放器使用。存儲器及其擴展接口2.5內(nèi)部存儲空間包括:外部接口分為5個區(qū)域:
XINTF區(qū)域0、1、2、6和7。當片內(nèi)存儲資源部夠時,
外部存儲器可以通過外部接口XINTF來擴展
XINTF接口信號XD(15:0)——16位外部數(shù)據(jù)總線;XA(18:0)——19位外部地址總線;片選信號——
、、
——外部存儲器寫有效選通信號;
——外部存儲器讀有效選通信號;XR/——低電平時表示處于寫周期,高電平時表示處于讀周期;XREADY——數(shù)據(jù)準備輸入信號;XMP/——微處理器/微計算機模式選擇信號,通常是MC模式;
——外部DMA保持請求信號;
——外部DMA保持確認信號;XCLKOUT——源于SYSCLKOUT的時鐘輸出信號。XINTF存放器寄存器名稱地址大小(x16位)描述XTIMING00x0000?0B202XINTF時序寄存器,區(qū)0XTIMING10x0000?0B222XINTF時序寄存器,區(qū)1XTIMING20x0000?0B242XINTF時序寄存器,區(qū)2XTIMING60x0000?0B2C2XINTF時序寄存器,區(qū)6XTIMING70x0000?0B2E2XINTF時序寄存器,區(qū)7XINTCNF20x0000?0B342XINTF配置寄存器XBANK0x0000?0B381XINTF控制寄存器時序存放器XTIMINGx主要用于設(shè)置讀寫時序參數(shù)配置存放器XINTCNF2主要完成選擇時鐘,設(shè)置輸入引腳狀態(tài)及寫緩沖器深度等控制存放器XBANK用于設(shè)置可增加周期的特定區(qū),以及設(shè)置增加的周期數(shù)CMD文件
命令文件即CMD〔Command〕是DSP運行程序必不可少的文件,用于指定DSP存儲器分配。CMD文件主要由兩個偽指令構(gòu)成,即MEMORY和SECTIONS。MEMORY指令定義目標存儲器的配置,SECTIONS指令規(guī)定程序中各個段及其在存儲器中的位置。MEMORY指令MEMORY{PAGE0:name1[attr]:origin=constant,length=constant;PAGEn:namen[attr]:origin=constant,length=constant;}1〕PAGE0為程序存儲器,PAGE1以后為數(shù)據(jù)存儲器;假設(shè)不規(guī)定,那么視為PAGE0。2〕不同PAGE上的存儲區(qū)間可以取同樣名字,相同PAGE上的名字不能相同;地址不許重疊。attr為任選項,有四個屬性可以選擇,分別是R〔可讀〕、W〔可寫〕、X〔可裝入可執(zhí)行代碼〕和I〔可對存儲器初始化〕3〕origin規(guī)定存儲區(qū)的起始地址,length規(guī)定存儲區(qū)的長度CPU定時器3.2‘28x系列DSP中斷3.3‘28x的時鐘和系統(tǒng)控制3.1第三章系統(tǒng)時鐘與中斷‘28x系列DSP時鐘和系統(tǒng)控制電路包括振蕩器、鎖相環(huán)、看門狗和工作模式選擇等;鎖相環(huán)和振蕩器的作用是為DSP芯片中的CPU及相關(guān)外設(shè)提供可編程的時鐘;芯片內(nèi)部的外設(shè)分為高速外設(shè)和低速外設(shè),可以設(shè)置不同的工作頻率;
看門狗模塊用于監(jiān)控程序的運行狀態(tài),它是提高系統(tǒng)可靠性的重要環(huán)節(jié)。
‘28x的時鐘和系統(tǒng)控制3.1鎖相環(huán)單元PLL
鎖相環(huán)Phase-LockedLoop〔PLL〕;通過軟件程序?qū)崟r地配置CPU系統(tǒng)時鐘和片內(nèi)外設(shè)時鐘;PLL禁止,系統(tǒng)時鐘等于XCLKIN;PLL旁路〔上電時默認配置,PLLCR存放器為零〕,系統(tǒng)時鐘等于XCLKIN/2PLL使能〔PLLCR存放器中有一個非零值n〕,系統(tǒng)時鐘等于XCLKIN的〔n/2〕倍‘28xDSP片上晶振電路模塊允許采用內(nèi)部振蕩器或外部時鐘源為CPU內(nèi)核提供時鐘;在使用片上晶振模塊的內(nèi)部振蕩器時,應(yīng)當在X1/XCLKIN和X2兩個引腳之間連上一個石英晶振,典型的晶振頻率是30MHz。采用外部時鐘應(yīng)把時鐘信號直接接到X1/XCLKIN引腳,X2引腳那么必須懸空??撮T狗單元,又稱為看門狗定時器WatchDogTimer〔WDT〕,其本質(zhì)是一個定時器電路;假設(shè)使能看門狗單元,那么在系統(tǒng)運行時,看門狗定時器自動計數(shù);如果不能定時去除看門狗計數(shù)器〔俗稱“喂狗”,或“踢狗”KickDog〕,那么看門狗定時器就會溢出從而引起看門狗中斷,強行系統(tǒng)復(fù)位??撮T狗單元可以防止系統(tǒng)程序發(fā)生死循環(huán)〔俗稱“程序跑飛”〕,監(jiān)測軟件和硬件的運行狀態(tài),從而提高系統(tǒng)的可靠性??撮T狗單元28XDSP芯片的看門狗計數(shù)器WDCNTR為8位,計數(shù)器到達最大值28-1=255時,看門狗模塊輸出一個DSP系統(tǒng)復(fù)位脈沖。喂狗操作:在看門狗計數(shù)器到達最大值之前向看門狗復(fù)位密鑰存放器WDKEY先后寫入0x55和0xAA,那么看門狗計數(shù)器清零,并自動開始下一輪的遞增計數(shù);寫入其他任何數(shù)據(jù)都會引起DSP系統(tǒng)復(fù)位。CPU定時器用于精確定時控制。TMS320F2812內(nèi)部有3個CPU定時器;均為32位的遞減計數(shù)器;定時器以系統(tǒng)時鐘SYSCLKOUT作為定時時鐘;CPU-Timer0可以在用戶程序中使用;CPU-Timer1和CPU-Timer2留給實時操作系統(tǒng)使用
。CPU定時器3.2定時器結(jié)構(gòu)框圖CPU定時器的中斷周期值Ttimer=SYSCLKOUT*(TDDRH:TDDR+1)
*(PRDH:PRD)中斷〔Interrupt〕是硬件和軟件驅(qū)動的事件。中斷信號使得CPU暫停目前執(zhí)行的主程序,轉(zhuǎn)而去執(zhí)行一個中斷效勞子程序?!?8x系列DSP的中斷可以由軟件觸發(fā)或硬件觸發(fā);DSP處理器內(nèi)核共有16根中斷線,包括和NMI兩個不可屏蔽中斷和INT1至INT14等14個可屏蔽中斷〔均為低電平有效〕‘28x系列DSP中斷3.3‘28x中
斷
源
PIE中斷擴展
‘28x系列DSP的PIE中斷系統(tǒng)共分12組,每組有8個中斷復(fù)用1個CPU中斷。F2812的PIE中斷系統(tǒng)采用三級中斷機制:PIE中斷工作原理〔以外設(shè)中斷為例〕1〕當某外設(shè)產(chǎn)生中斷時,該外設(shè)中斷標志存放器(IF)的相應(yīng)位被置1;如果外設(shè)中斷使能(IE)存放器相應(yīng)的使能位也被置1,那么外設(shè)生成中斷請求發(fā)送到PIE控制器。〔外設(shè)中斷標志存放器內(nèi)的中斷標志位必須用軟件進行去除?!?〕相應(yīng)的中斷標志PIEIFRx.y被置1;假設(shè)PIEIERx.y被使能,且PIE中斷確認位PIEACKx被清零,那么那么PIE控制器生成中斷請求發(fā)送到CPU?!睵IE中斷確認位PIEACKx那么需要手工去除〕3〕一旦向CPU發(fā)出了中斷請求,CPU級中斷標志存放器(IFR)中對應(yīng)INTx的位將被置1;CPU級中斷使能存放器(IER)和全局中斷屏蔽位(INTM)都被使能時,CPU響應(yīng)該中斷請求。PIE級中斷軟件開發(fā)流程和工具4.1第四章TMS320X28X軟件開發(fā)流程和調(diào)試環(huán)境CCS集成開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用
4.3軟件開發(fā)流程和工具4.1DSP開發(fā)平臺:硬件平臺和軟件平臺;硬件平臺:目標板+仿真器+計算機;軟件平臺:CCS(CodeComposerStudio)。DSP軟件開發(fā)語言:匯編語言、C/C++編輯、匯編和鏈接過程1)工程工程的創(chuàng)立2)工程工程的編譯和構(gòu)建3)工程工程的調(diào)試CCS集成開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用
4.31)工程工程的創(chuàng)立創(chuàng)立新的工程工程:主菜單“Project→New”,用戶自定義的路徑里不能出現(xiàn)中文字符。向工程工程添加文件:首先復(fù)制頭文件〔.h〕庫文件〔.lib〕、命令文件(d)和源文件(.c或.asm)四種文件到工程文件夾;然后,選擇“AddFilestoProject”向工程工程添加庫文件〔.lib〕、命令文件(d)和源文件(.c或.asm),選擇主菜單“Project→ScanAllFileDependencies”,系統(tǒng)自動將“*.h”文件添加到Include文件夾中每個工程應(yīng)該有一個源文件中包含main()函數(shù);從工程工程中刪除文件:選擇“RemovefromProject”.2)工程工程的編譯和構(gòu)建編譯文件:主菜單“Project→CompileFile”構(gòu)建工程工程分為增加性構(gòu)建和全部重新構(gòu)建設(shè)置工程工程選項可以設(shè)置編譯器和鏈接器的參數(shù)3)工程工程的調(diào)試裝載可執(zhí)行文件:主菜單“File→LoadProgram”,裝載擴展名為.out的輸出文件程序調(diào)試:運用多種程序調(diào)試手段,如設(shè)置斷點、單步執(zhí)行、全程運行、對CPU復(fù)位等,在程序運行過程中可以查看內(nèi)存表和存放器。用戶可以通過選擇主菜單“Debug”下的子菜單進行調(diào)試,也可以通過調(diào)試工具條的不同按鈕來進行調(diào)試。GPIO寄存器5.2輸入/輸出端口概述
5.1第五章通用輸入/輸出端口〔GPIO〕
GPIO應(yīng)用舉例
5.3‘28xDSP的通用輸入輸出引腳GPIO多為復(fù)用引腳,由復(fù)用功能選擇存放器GPxMUX選擇具體功能,可以將引腳設(shè)定為外設(shè)IO,也可以設(shè)定為通用輸入輸出引腳〔數(shù)字量IO〕;功能控制存放器:GPxMUX、GPxDIR、GPxQUAL數(shù)據(jù)存放器〔對數(shù)字量I/O進行操作〕:GPxSET存放器設(shè)置每個引腳為高電平;GPxCLEAR去除每個引腳信號;GPxTOGGLE反轉(zhuǎn)觸發(fā)每個引腳信號;GPxDAT讀寫每個引腳信號。
輸入/輸出端口概述
5.1復(fù)用功能選擇存放器GPxMUX設(shè)置GPIO為數(shù)字量IO〔某位=0〕或外設(shè)IO〔某位=1〕,復(fù)位時所有GPIO配置為數(shù)字量IO〔所有位被置為0〕;方向存放器GPxDIR配置數(shù)字量IO的輸入/輸出方向,當某一位為0時,相應(yīng)的引腳設(shè)定為輸入,當某一位為1時,相應(yīng)的引腳設(shè)定為輸出,復(fù)位時所有GPIO引腳均設(shè)置為輸入;數(shù)據(jù)存放器GPxDAT是可讀/可寫存放器。讀此存放器將返回相應(yīng)引腳上限定后的輸入信號值,寫此存放器將把值從相應(yīng)的IO引腳輸出;
GPIO寄存器5.2端口設(shè)置voidGpio_select(void){Uint16var1;Uint16var2;Uint16var3;var1=0x0000; //setsGPIOMuxsasI/Osvar2=0xFFFF; //setsGPIODIRasoutputsvar3=0x0000; //setstheInputqualifiervaluesEALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=var1;//將GPIO端口設(shè)置成數(shù)字量I/OGpioMuxRegs.GPADIR.all=var2;//將GPIO端口設(shè)置為輸出GpioMuxRegs.GPAQUAL.all=var3;//設(shè)置GPIO輸入限定值
EDIS;}
6.2通用定時器6.1事件管理器概述第六章事件管理器(EV)6.4PWM電路6.3比較單元6.7
事件管理器中斷
事件管理器概述
6.1‘28x系列DSP芯片內(nèi)包含兩個事件管理器。每個事件管理器包含通用定時器、全比較PWM單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路〔QEP〕全比較PWM單元產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號可以控制直流電機或步進電機的轉(zhuǎn)速;捕獲單元對光電編碼器的輸出信號進行測量可以計算電機的轉(zhuǎn)速;正交編碼脈沖電路根據(jù)增量編碼器信號計算電機的旋轉(zhuǎn)方向等信息。事件管理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線
通用定時器6.2輸入信號:時鐘信號,計數(shù)方向〔增/減計數(shù)模式時〕輸出信號:4路比較輸出,啟動A/D轉(zhuǎn)換信號,下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號,計數(shù)方向指示通用定時器的存放器控制存放器TxCON:決定通用定時器的操作模式,例如選擇計數(shù)模式、時鐘、預(yù)分頻系數(shù)、比較存放器的重裝載條件全局控制存放器GPTCONA/B:規(guī)定了通用定時器針對不同事件采取的動作,讀取計數(shù)方向,定義ADC的啟動信號比較存放器TxCMPR:與通用定時器的計數(shù)值不斷比較,匹配時,相應(yīng)引腳跳變,請求中斷;周期存放器TxPR:決定定時器的計數(shù)周期;比較存放器和周期存放器是雙緩沖的,任意時刻,都可以修改映像存放器通用定時器的中斷
上溢中斷TxOFINT:當通用定時器的計數(shù)值到達FFFFH時,發(fā)生上溢事件;下溢中斷TxUFINT:當計數(shù)值到達0000H時,發(fā)生下溢事件;比較匹配TxCINT:當計數(shù)值與比較存放器中的值相等時,發(fā)生比較匹配事件;周期匹配TxPINT:當計數(shù)值與周期存放器中的值相等時,發(fā)生周期匹配事件;發(fā)生以上事件會將相應(yīng)中斷標志置位,如果外設(shè)中斷未被屏蔽,那么會產(chǎn)生一個外設(shè)中斷請求通用定時器的計數(shù)模式對TxCON存放器中的TMODE1~TMODE0位進行設(shè)置,選擇不同的計數(shù)模式;每個通用定時器都支持4種計數(shù)模式:停止/保持模式、連續(xù)遞增計數(shù)模式、定向遞增/遞減計數(shù)模式和連續(xù)遞增/遞減計數(shù)模式。設(shè)置TxCON.6即TENABLE位可以使能或禁止定時器的計數(shù)操作;
停止/保持計數(shù)模式:定時器停止操作,并保持當前狀態(tài),定時器的計數(shù)器、比較輸出和預(yù)分頻計數(shù)器中的值都保持不變。下例中TxCON.3-2=00,初始TxPR=3,后來TxPR=2定時器的周期為〔TxPR+1〕連續(xù)增計數(shù)模式連續(xù)遞增/遞減計數(shù)模式TxCON.3-2=01,初始TxPR=3,后來TxPR=2定時器的周期為〔2*TxPR〕用通用定時器產(chǎn)生PWM輸出
使用通用定時器產(chǎn)生PWM波形的步驟如下:〔1〕根據(jù)PWM載波周期設(shè)置TxPR的值;〔2〕設(shè)置TxCON,選擇計數(shù)模式、計數(shù)時鐘源并啟動操作;〔3〕將在線計算得到的PWM脈沖寬度〔占空比〕裝載入TxCMPR。在連續(xù)遞增計數(shù)模式下,將期望的PWM周期除以通用定時器時鐘周期,并減去1,得到的結(jié)果裝入TxPR;在連續(xù)遞增/遞減計數(shù)模式下,將期望的PWM周期除以2倍的定時器時鐘周期,得到的值裝入TxPR。在運行期間,比較存放器的值不斷更新,新的比較值決定新的占空比。每個EV模塊各有3個全比較器,每個比較器對應(yīng)兩路PWM輸出;EVA模塊中,全比較器的時鐘由通用定時器1提供,EVB模塊中,全比較器的時鐘由通用定時器3提供;每個比較單元包括3個比較存放器CMPRx,各帶一個映像存放器;1個比較控制存放器COMCONA;1個動作控制存放器ACTRA;6路帶三態(tài)輸出的PWM引腳以及控制和中斷邏輯;較單元的輸入包括來自控制存放器的控制信號,通用定時器1的時鐘信號及下溢信號、周期匹配信號和復(fù)位信號。比較單元的輸出信號是一個比較匹配信號,如果比較操作被使能的話,比較匹配信號將中斷標志置位,并在對應(yīng)的PWM引腳上產(chǎn)生跳變。比較單元6.3比較單元結(jié)構(gòu)T1CONT1PRDBTCONA比較單元的工作過程通用定時器1的計數(shù)值不斷地與比較存放器的值進行比較,當發(fā)生匹配時,該比較單元的兩個輸出引腳發(fā)生跳變;ACTRA存放器定義在發(fā)生比較匹配時每個輸出引腳為高有效電平或低有效電平;PWM單元由對稱/不對稱波形發(fā)生器、可編程死區(qū)單元DBU、PWM輸出邏輯和空間向量SVPWM狀態(tài)機組成;對稱/不對稱波形發(fā)生器與通用定時器中的波形發(fā)生器是相同的;PWM電路6.4用比較單元和PWM電路產(chǎn)生PWM波形設(shè)置和裝載ACTRx;假設(shè)要使能死區(qū)功能,需要設(shè)置和裝載DBTCONx;初始化CMPRx;設(shè)置和裝載COMCONx;設(shè)置和裝載T1CON〔對EVA〕/T3CON〔對EVB〕、T1PR,啟動操作;用在線計算得到的新值裝載CMPRx。當EV模塊中有中斷產(chǎn)生時,EV中斷標志存放器相應(yīng)事件的中斷標志位置為1;如果標志位未被屏蔽,那么外設(shè)中斷擴展控制器PIE將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷申請;當CPU響應(yīng)外設(shè)中斷申請時,所有被置位且使能的中斷中具有最高優(yōu)先級的外設(shè)中斷向量將被裝載入PIVR外設(shè)存放器中的中斷標志必須在中斷效勞子程序中用軟件寫“1”將其去除。如果不能夠成功地去除該位,將不能響應(yīng)當前外設(shè)的下一個中斷。
事件管理器中斷6.7中斷包括比較中斷、周期中斷、上溢中斷、下溢中斷ADC模塊的工作原理7.2第七章模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)
ADC時鐘預(yù)定標器7.3
ADC電源操作
7.4
ADC應(yīng)用舉例7.6ADC排序器有兩個獨立的8狀態(tài)排序器(SEQl和SEQ2),它們可以組成雙排序器,也可以級聯(lián)成一個16狀態(tài)的單排序器(SEQ),即級聯(lián)模式,將一系列的轉(zhuǎn)換請求自動排序;每次收到啟動轉(zhuǎn)換信號〔SOC〕時,通過多路選擇器選擇任意一個通道進行轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果被存儲到對應(yīng)的結(jié)果存放器內(nèi),第一個轉(zhuǎn)換結(jié)果儲存在ADCRESULT0內(nèi),第二個轉(zhuǎn)換結(jié)果儲存在ADCRESULT1內(nèi)……可以對同一個通道進行屢次采樣,即“重復(fù)采樣”,或“過采樣”?!斑^采樣”得到的結(jié)果比單次采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果分辨率高;在雙排序器順序采樣模式下,新的SOC信號只能在當前排序命令完成后才能得到響應(yīng)。如果SEQ1和SEQ2啟動轉(zhuǎn)換命令同時發(fā)生,那么SEQ1啟動轉(zhuǎn)換命令擁有優(yōu)先執(zhí)行權(quán)。
ADC模塊的工作原理7.2ADC模塊的結(jié)構(gòu)ADC模塊特點12位模數(shù)轉(zhuǎn)換內(nèi)核,內(nèi)置雙采樣/保持器;順序采樣模式或并行采樣模式;模擬輸入電壓范圍:0V~3V;快速的轉(zhuǎn)換時間,最高采樣率12.5MSPS;16通道模擬信號輸入;自動排序功能支持16通道自動轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換通道由軟件編程選擇;排序器可以工作在啟動/停止模式,允許AD轉(zhuǎn)換與多個按時間排序的觸發(fā)源同步;雙排序器模式下,EVA和EVB觸發(fā)源可獨立觸發(fā)轉(zhuǎn)換;采樣保持器的時間窗口有獨立的預(yù)分頻控制;……
雙排序器SEQ1指向CONV00~CONV07;SEQ2指向CONV08~CONVl5級聯(lián)排序SEQ指向CONV00~CONVl5;16位的輸入通道選擇序列控制存放器ADCCHSELSEQx〔x=1,2,3,4〕,被分成了4組功能位CONVxx,定了要進行采樣的引腳;雙排序和級聯(lián)排序例7-1:假設(shè)SEQ1要完成7個通道的A/D轉(zhuǎn)換〔通道2,3,2,3,6,7,12經(jīng)過自動排序后轉(zhuǎn)換〕。那么MAXCONV1的值應(yīng)設(shè)為6,ADCCHSELSEQn存放器的設(shè)置如下:順序采樣就是按照順序一個通道一個通道的進行采樣,例如ADCINA0,ADCINA1……ADCINA7,ADCINB0,ADCINB1……ADCINB7;并行采樣,是一對通道一對通道地進行采樣,即ADCINA0和ADCINB0同時采樣,ADCINA1和ADCINB1同時采樣,……ADCINA7和ADCINB7同時采樣。順序采樣和并行采樣順序采樣時,CONVxx的4位均用來定義輸入引腳,最高位為0說明采樣的是A組,1說明采樣的是B組。低3位定義偏移量,決定了某一組內(nèi)的特定引腳。例如,CONVxx的數(shù)值0101b說明選擇的輸入通道是ADCINA5引腳。CONVxx的數(shù)值1011b,說明選擇的輸入通道是ADCINB3引腳;并行采樣時,CONVxx的最高位被舍棄,只有低3位的數(shù)據(jù)有效,例如CONVxx的數(shù)值0101b,那么對ADCINA5和ADCINB5同時進行采樣,轉(zhuǎn)換的結(jié)果被儲存在相鄰的兩個結(jié)果儲存器中。并行采樣雙排序器模式初始化AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1;//設(shè)置并行采樣模式AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0;
//設(shè)置雙排序器模式AdcRegs.ADCMAXCONV.a(chǎn)ll=0x0033;
//每個排序器最大采樣通道數(shù)為4,共8個序列,16路AdcRegs.ADCCHSELSEQl.bit.CONV00=0x0;
//采樣ADCINA0和ADCINB0……AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV11=0x7;
//采樣ADCINA7和ADCINB7并行采樣級聯(lián)排序模式初始化AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1;//設(shè)置并行采樣模式AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1;
//設(shè)置級聯(lián)排序模式AdcRegs.ADCMAXCONV.a(chǎn)ll=0x0007;
//每個排序器最大采樣通道數(shù)為8,16路AdcRegs.ADCCHSELSEQl.bit.CONV00=0x0;
//采樣ADCINA0和ADCINB0……AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV11=0x7;
//采樣ADCINA7和ADCINB7順序采樣雙排序器模式初始化AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=0;//設(shè)置順序采樣模式AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0;
//設(shè)置雙排序器模式AdcRegs.ADCMAXCONV.a(chǎn)ll=0x0077;
//每個排序器最大采樣通道數(shù)為8,共16路AdcRegs.ADCCHSELSEQl.bit.CONV00=0x0;
//采樣ADCINA0……AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV11=0xF;
//采樣ADCINB7并行采樣雙排序器模式初始化AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=0;//設(shè)置順序采樣模式AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1;
//設(shè)置級聯(lián)排序模式AdcRegs.ADCMAXCONV.a(chǎn)ll=0x000F;
//排序器最大采樣通道數(shù)為16,16路AdcRegs.ADCCHSELSEQl.bit.CONV00=0x0;
//采樣ADCINA0……AdcRegs.ADCCHSELSEQ3.bit.CONV11=0xF;
//采樣ADCINB7ADC的排序器(SEQ1、SEQ2或SEQ)可以工作連續(xù)模式和啟動/停止模式;〔ADCTRL1中的CONT_RUN〕連續(xù)模式下,必須通過中斷效勞程序?qū)/D相關(guān)存放器的內(nèi)容〔如SEQCNTRn、SEQ1等〕進行復(fù)位操作后,才能使排序器再次啟動轉(zhuǎn)換;在啟動/停止模式,當排序器完成第一個序列轉(zhuǎn)換后,可以在沒有復(fù)位到初始狀態(tài)的情況下,由SOC觸發(fā)源再次啟動轉(zhuǎn)換。ADC工作模式當排序器接收到啟動轉(zhuǎn)換信號SOC時,MAXCONV1的值裝入SEQCNTRn,SEQ1指向CONV00。根據(jù)存放器ADCCHSELSEQn預(yù)定的順序?qū)χ付ǖ耐ǖ肋M行轉(zhuǎn)換〔CONV00為2,CONV01為3,……CONV06為12〕,每執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換,SEQCNTRn的值自動減一,直到減為零。此時,假設(shè)CONT_RUN=1,那么轉(zhuǎn)換排序自動再次啟動〔SEQCNTRn重新裝載,SEQ1重新指向CONV00〕;假設(shè)CONT_RUN=0,那么排序停留在當前狀態(tài)〔SEQCNTRn依舊為0,SEQ1依舊指向CONV06〕。排序器有兩種中斷模式,中斷方式0在每個序列結(jié)束時都發(fā)生中斷請求,中斷方式1每隔一個序列結(jié)束時發(fā)生中斷請求。中斷方式由存放器ADCTRL2中的中斷模式使能控制位決定。序列轉(zhuǎn)換的中斷操作
ADC時鐘預(yù)定標器7.3不要把ADC的采樣頻率與轉(zhuǎn)換時間混淆!采樣頻率取決于啟動AD轉(zhuǎn)換的頻率。例如1ms啟動一次,那么采樣頻率為1KHz;轉(zhuǎn)換時間取決于AD時鐘頻率,與采樣頻率無關(guān)。ADC模塊支持3種供電模式,通過控制存放器ADCTRL3進行設(shè)置:ADC上電模式、ADC掉電模式和ADC關(guān)閉模式。
ADC電源操作
7.4供電模式ADCRFDNADCBGDNADCPWDNADC上電模式111ADC掉電模式110ADC關(guān)閉模式000保留10X保留01X為了可靠地執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換操作,必須保證準確的上電順序!ADC模塊上電順序:〔1〕先給參考電源上電?!?〕給ADC內(nèi)部參考電源電路供電至少5ms后,再給ADC模塊的其他模擬電路供電?!?〕ADC模塊完全供電后,必須再等待20μs之后,才能執(zhí)行第一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。對ADC模塊斷電時,可以同時去除控制存放器ADCTRL3中的ADCRFDN、ADCBGDN和ADCPWDN位。ADC的供電模式必須通過軟件控制,且獨立于器件的電源模式。ADC應(yīng)用舉例7.6‘28xDSP的輸入信號電壓不能高于3.3V,模擬信號需經(jīng)過調(diào)理后進入DSP的AD轉(zhuǎn)換輸入端口,未使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入引腳,都要連接模擬地,否那么會帶來噪聲信號。DSP基本電路設(shè)計
10.1第十章TMS320X28XDSP根本硬件電路設(shè)計典型的TMS320F28X系統(tǒng)構(gòu)成DSP基本電路設(shè)計
10.1內(nèi)部時鐘電路XCLKOUT引腳不用時,一定不要把它接地??梢酝ㄟ^將XINTF存放器的XCLKOFF位置“1”來關(guān)斷。1〕時鐘電路設(shè)計2〕上電復(fù)位和手動復(fù)位電路設(shè)計3〕電源管理電路設(shè)計多電源正確連接:內(nèi)核電源VDD,I/O電源VDDIO,ADC模擬電源VDDA2,VDDAIO,F(xiàn)LASH編程電源VDD3VFL,電源地VSS,VSSIO,ADC模擬地VSSA2,VSSAIO…不允許有電源引腳懸空;為了減少電源噪聲和相互干擾,數(shù)字電路和模擬電路一般要單獨供電,數(shù)字地和模擬地也要分開,并最終通過一個磁珠在單點連接。第十一章TMS320x28x的軟件設(shè)計根底C語言程序框架11.4
C語言編程
11.3√√DSP編程語言的特點C語言程序代碼的特點:具有很好的可讀性和可移植性,開發(fā)效率高,通常用C語言構(gòu)成程序主框架;匯編語言程序代碼的特點:具有很高的運行效率,常用于對時間要求比較苛刻的地方,比方中斷效勞子程序等。11.3.2頭文件〔擴展名.h〕〔了解〕頭文件〔擴展名為.h〕的本質(zhì):頭文件本身不含程序代碼,只是起描述性作用,是一種包含功能函數(shù)、數(shù)據(jù)接口聲明的載體文件;頭文件的內(nèi)容:TI公司提供的頭文件中定義了DSP系統(tǒng)用到的存放器映射地址,存放器位定義和存放器結(jié)構(gòu)等內(nèi)容;‘28x頭文件主要包含DSP28-Device.h和各個外設(shè)頭文件。頭文件的作用:是C語言不可缺少的組成局部,是用戶程序和函數(shù)庫之間的紐帶;頭文件的使用:用戶程序只要按照頭文件中的接口聲明來調(diào)用庫功能,編譯器就會從庫中提取相應(yīng)的代碼;C語言編程
11.3externcregistervolatileunsignedintIFR;externcregistervolatileunsignedintIER;#defineEINTasm(“clrcINTM")#defineDINTasm(“setcINTM")#defineERTMasm(“clrcDBGM")#defineDRTMasm(“setcDBGM")#defineEALLOWasm(“EALLOW")#defineEDISasm(“EDIS")#defineESTOP0asm(“ESTOP0")DSP28-Device.h定義中斷標志/使能存放器和匯編指令TI公司提供了C語言軟件開發(fā)的源程序框架,其中包含有存放器結(jié)構(gòu)定義文件、外設(shè)頭文件、器件的宏與類型定義等各種文件,用戶通過使用外設(shè)頭文件,可以很容易控制片內(nèi)外設(shè)。
用戶也可以在TI公司提供的程序范例中選擇有用的函數(shù),刪除
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