1、 DSP DSP原原理理及及應應用用機械工業出版社機械工業出版社數字信號處理器數字信號處理器DSP DSP 系系 統統數字信號處理概述數字信號處理概述第一章第一章 緒論緒論數字信號處理理論（數字信號處理理論（Digital Signal ProcessingDigital Signal Processing） 頻譜分析頻譜分析 、數字濾波器設計、數字濾波器設計 、自適應信號處、自適應信號處理理 、信號壓縮、信號壓縮 、信號建模、信號建模 數字信號處理器數字信號處理器 (Digital Signal Processor) (Digital Signal Processor) 專門針對數字信號的數

2、學運算需要而設計開發專門針對數字信號的數學運算需要而設計開發的一類集成電路芯片的一類集成電路芯片數字信號處理概述數字信號處理概述1.2.11.2.1、 DSP DSP芯片的主要結構特點芯片的主要結構特點（1 1）哈佛結構）哈佛結構（2 2）專用的硬件乘法器）專用的硬件乘法器（3 3）流水線操作）流水線操作（4 4）特殊的）特殊的DSPDSP指令指令（5 5）快速的指令周期）快速的指令周期數字信號處理數字信號處理器器中央處理器的體系架構可以分為：中央處理器的體系架構可以分為：馮馮諾依曼諾依曼結構和結構和哈佛哈佛結構結構。馮馮諾依曼結構諾依曼結構也稱也稱普林斯頓結構普林斯頓結構，是一種將，是一種將

3、程程序指令存儲器序指令存儲器和和數據存儲器數據存儲器合并在一起的存儲器合并在一起的存儲器結構。由于取指令和存取數據要從同一個存儲空結構。由于取指令和存取數據要從同一個存儲空間存取，經由同一總線傳輸，因而它們無法重疊間存取，經由同一總線傳輸，因而它們無法重疊執行，只有一個完成后再進行下一個。執行，只有一個完成后再進行下一個。 哈佛結構哈佛結構是一種將是一種將程序指令程序指令存儲和存儲和數據數據存儲分開存儲分開的存儲器結構。可以減輕程序運行時的的存儲器結構。可以減輕程序運行時的訪存瓶頸訪存瓶頸。指令流的定時關系指令流的定時關系NN+1N+2N+3N-1NN+1N+2N-2N-3N-1N-2NN+1

4、N-1N時鐘取指譯碼取操作數執行四級流水線操作四級流水線操作 時鐘時鐘指令指令n-1取指取指譯碼譯碼取操作數取操作數執行執行指令指令n取指取指譯碼譯碼取操作數取操作數執行執行流水線操作：流水線操作：執行指令的執行指令的幾個階段在程序執行過程中是重疊的幾個階段在程序執行過程中是重疊的 ，即，即幾條不同的指令同時處于激活狀態，每條指令處于不同的階段。幾條不同的指令同時處于激活狀態，每條指令處于不同的階段。 1.2.21.2.2、 DSP DSP芯片的發展芯片的發展美國美國AMIAMI公司在公司在19781978年年發布第一個單片發布第一個單片DSPDSP芯片芯片 ；美國德州儀器公司（美國德州儀器公

5、司（Texas InstrumentsTexas Instruments，簡稱，簡稱TITI）的的DSPDSP芯片包含三大系列：芯片包含三大系列：TMS320C2000TMS320C2000系列、系列、TMS320C5000TMS320C5000系列、系列、TMS320C6000TMS320C6000系列。系列。1.2.31.2.3、 DSP DSP芯片的分類及主要技術指標芯片的分類及主要技術指標根據根據DSPDSP芯片芯片基礎特性基礎特性分類：分類：靜態靜態DSPDSP芯片芯片 、一一致性的致性的DSPDSP芯片芯片 根據根據DSPDSP芯片芯片數據格式數據格式分類：分類：定點定點DSPDS

6、P芯片芯片 、浮浮點點DSPDSP芯片芯片 根據根據DSPDSP芯片芯片用途用途分類：分類：通用型通用型DSPDSP芯片芯片 、專用專用型型DSPDSP芯片芯片 根據根據DSPDSP芯片芯片處理數據位數處理數據位數分類：分類：1616位位DSPDSP芯片芯片 、3232位位DSPDSP芯片芯片 1.2.5 DSP1.2.5 DSP芯片的選擇芯片的選擇運算速度運算速度 ：指令周期指令周期 、MIPS MIPS 、FFTFFT執行時間執行時間 價格價格 ：性能與價格相關，考慮系統成本。：性能與價格相關，考慮系統成本。片內硬件資源片內硬件資源 ：片內包含的外設模塊，有助于提：片內包含的外設模塊，有助

7、于提高系統可靠性，降低成本，加快產品研發速度。高系統可靠性，降低成本，加快產品研發速度。開發工具開發工具 ：包括硬件仿真器、軟件開發環境及相：包括硬件仿真器、軟件開發環境及相關技術資料關技術資料 。功耗功耗 ：以嵌入式、小型化和便攜式為產品發展方：以嵌入式、小型化和便攜式為產品發展方向。向。1.3.1 DSP1.3.1 DSP系統的構成系統的構成DSP DSP 系系 統統數字信號處理與模擬信號處理方式的比較數字信號處理與模擬信號處理方式的比較模擬信號處理模擬信號處理 數字信號處理數字信號處理修改設計的修改設計的靈活性靈活性 修改硬件設計，或調整硬件修改硬件設計，或調整硬件參數參數 改變軟件設置

8、改變軟件設置 精度精度 元器件精度元器件精度 A/DA/D的位數和計算機字長，的位數和計算機字長，算法算法 可靠性和可可靠性和可重復性重復性 受環境溫度、濕度、噪聲、受環境溫度、濕度、噪聲、電磁場等的干擾和影響大電磁場等的干擾和影響大 不受這些因素的影響不受這些因素的影響 大規模集成大規模集成 盡管已有一些模擬集成電路，盡管已有一些模擬集成電路，但品種較少、集成度不高、但品種較少、集成度不高、價格較高價格較高 DSPDSP器件體積小、功能強、器件體積小、功能強、功耗小、一致性好、使用方功耗小、一致性好、使用方便、性能便、性能/ /價格比高價格比高 實時性實時性 除開電路引入的延時外，處除開電路

9、引入的延時外，處理是實時的理是實時的 由計算機的處理速度決定由計算機的處理速度決定 高頻信號的高頻信號的處理處理 可以處理包括微波毫米波乃可以處理包括微波毫米波乃至光波信號至光波信號 按照奈準則的要求，受按照奈準則的要求，受S/HS/H、A/DA/D和處理速度的限制和處理速度的限制 1.3.2 DSP1.3.2 DSP系統的設計過程系統的設計過程外部引腳及功能外部引腳及功能28x28x的基本結構和特性的基本結構和特性第二章第二章 緒論緒論存儲器及其擴展接口存儲器及其擴展接口28x28x的中央處理器的中央處理器內部總線結構內部總線結構28x28x的基本結構和特性的基本結構和特性28x 28x D

10、SPDSP內內部部結結構構 TMS320F2812芯片的封裝方式有兩大類：179引腳的GHH球形網格陣列BGA封裝（Ball Grid Array）；176引腳的LQFP封裝（Low-profile Quad）。外部引腳及功能外部引腳及功能所有所有輸入引腳輸入引腳的電平均與的電平均與TTLTTL兼容，但輸入不能夠承受兼容，但輸入不能夠承受5V5V電壓；電壓；所有所有輸出引腳輸出引腳均為均為3.3V CMOS3.3V CMOS電平。電平。上拉電流上拉電流/ /下拉電流均為下拉電流均為100A100A；所有輸出引腳的輸出緩沖器驅動能力典型值是所有輸出引腳的輸出緩沖器驅動能力典型值是4mA4mA。

11、內部總線結構內部總線結構任意時刻同時發生的兩種操作不能使用同一條任意時刻同時發生的兩種操作不能使用同一條總線，因此，總線，因此，程序空間程序空間不能同時執行讀寫操作。不能同時執行讀寫操作。注意：注意：DSPDSP外部總線：即外部總線：即DSPDSP芯片與外擴存儲器的芯片與外擴存儲器的總線接口，包括總線接口，包括1919根地址線和根地址線和1616根數據線根數據線。 上述數據總線和地址總線均為上述數據總線和地址總線均為DSPDSP芯片內部總線，芯片內部總線，不是用于訪問外擴存儲器的總線。不是用于訪問外擴存儲器的總線。DSPDSP內部總線分為：內部總線分為：地址總線和數據總線地址總線和數據總線TM

12、S320F28x DSPTMS320F28x DSP處理器有兩個獨立的存儲空間處理器有兩個獨立的存儲空間，即，即片內存儲器和外部存儲器片內存儲器和外部存儲器，存儲器的各個區，存儲器的各個區塊都塊都統一映射到程序空間和數據空間統一映射到程序空間和數據空間，并且劃分，并且劃分為如下幾部分為如下幾部分 : :1 1）程序程序/ /數據存儲器數據存儲器:SARAM:SARAM、ROMROM、Flash Flash 2 2）CPUCPU的中斷向量的中斷向量：保留了保留了6464個地址作為個地址作為CPUCPU的的3232個個中斷向量；中斷向量； 3 3）保留區保留區：某些地址被保留作為：某些地址被保留作

13、為CPUCPU的仿真寄存的仿真寄存器使用。器使用。 存儲器及其擴展接口存儲器及其擴展接口內部存儲空間包括：內部存儲空間包括：外部接口分為外部接口分為5 5個區域：個區域： XINTFXINTF區域區域0 0、1 1、2 2、6 6和和7 7。當片內存儲資源部夠時，當片內存儲資源部夠時，外部存儲器可以外部存儲器可以通過外部接口通過外部接口XINTFXINTF來擴展來擴展XINTFXINTF接口信號接口信號XD(15:0)XD(15:0)1616位外部數據總線；位外部數據總線；XA(18:0)XA(18:0)1919位外部地址總線；位外部地址總線；片選信號片選信號 、 、 外部存儲器寫有效選通信號

14、；外部存儲器寫有效選通信號； 外部存儲器讀有效選通信號；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數據準備輸入信號；XMP/ XMP/ 微處理器微處理器/ /微計算機模式選擇信號微計算機模式選擇信號, ,通常是通常是MCMC模式模式； 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。2XZCS10ANDXZCS76ANDXZCSXWEXRDWMCXHOLDXHOLDAXINTF寄存器寄存器 寄存器名稱寄存器名稱地址地址大小大小(x16(x16位位) ) 描述描述XTIMING0XTIMIN

15、G00 x00000 x00000B20 0B20 2 2 XINTFXINTF時序寄存器時序寄存器, ,區區 0 0XTIMING1 XTIMING1 0 x00000 x00000B22 0B22 2 2 XINTFXINTF時序寄存器時序寄存器, ,區區 1 1XTIMING2XTIMING20 x00000 x00000B24 0B24 2 2 XINTFXINTF時序寄存器時序寄存器, ,區區 2 2XTIMING6 XTIMING6 0 x00000 x00000B2C 0B2C 2 2 XINTFXINTF時序寄存器時序寄存器, ,區區 6 6XTIMING7 XTIMING7

16、0 x00000 x00000B2E 0B2E 2 2 XINTFXINTF時序寄存器時序寄存器, ,區區 7 7XINTCNF2XINTCNF20 x00000 x00000B34 0B34 2 2 XINTF XINTF 配置寄存器配置寄存器XBANK XBANK 0 x00000 x00000B38 0B38 1 1 XINTF XINTF 控制寄存器控制寄存器時序寄存器時序寄存器XTIMINGxXTIMINGx主要用于設置讀寫時序參數主要用于設置讀寫時序參數 配置寄存器配置寄存器XINTCNF2XINTCNF2主要完成選擇時鐘，設置輸入引主要完成選擇時鐘，設置輸入引腳狀態及寫緩沖器深度

17、等腳狀態及寫緩沖器深度等 控制寄存器控制寄存器XBANKXBANK用于設置可增加周期的特定區，以及用于設置可增加周期的特定區，以及設置增加的周期數設置增加的周期數 CMD文件文件 命令文件即命令文件即CMDCMD（CommandCommand）是）是DSPDSP運行程序運行程序必不可少的文件，用于必不可少的文件，用于指定指定DSPDSP存儲器分配存儲器分配。 CMDCMD文件主要由兩個偽指令構成，即文件主要由兩個偽指令構成，即MEMORYMEMORY和和SECTIONSSECTIONS。 MEMORYMEMORY指令指令定義定義目標存儲器的配置目標存儲器的配置，SECTIONSSECTIONS

18、指令指令規定規定程序中各個段及其在存儲器程序中各個段及其在存儲器中的位置中的位置。MEMORY指令指令MEMORYPAGE0：name1attr：origin=constant，length=constant；PAGEn：namenattr：origin=constant，length=constant；1 1）PAGE 0PAGE 0為程序存儲器，為程序存儲器，PAGE 1PAGE 1以后為數據存儲器；若不規定，則視為以后為數據存儲器；若不規定，則視為PAGE 0 PAGE 0 。2 2）不同）不同PAGEPAGE上的存儲區間可以取同樣名字，相同上的存儲區間可以取同樣名字，相同PAGEPAG

19、E上的名字不能相上的名字不能相同；地址不許重疊同；地址不許重疊 。attrattr為任選項，有四個屬性可以選擇，分別是為任選項，有四個屬性可以選擇，分別是R R（可讀）、（可讀）、WW（可寫）、（可寫）、X X（可裝入可執行代碼）和（可裝入可執行代碼）和I I（可對存儲器初始化）（可對存儲器初始化） 3 3）originorigin規定存儲區的起始地址，規定存儲區的起始地址，lengthlength規定存儲區的長度規定存儲區的長度 CPUCPU定時器定時器28x28x系列系列DSPDSP中斷中斷28x28x的時鐘和系統控制的時鐘和系統控制第三章第三章 系統時鐘與中斷系統時鐘與中斷28x28x系

20、列系列DSPDSP時鐘和系統控制電路包括時鐘和系統控制電路包括振振蕩器、鎖相環、看門狗和工作模式選擇蕩器、鎖相環、看門狗和工作模式選擇等；等；鎖相環和振蕩器的作用是為鎖相環和振蕩器的作用是為DSPDSP芯片中的芯片中的CPUCPU及相關外設及相關外設提供可編程的時鐘提供可編程的時鐘 ；芯片內部的外設分為芯片內部的外設分為高速外設和低速外設高速外設和低速外設，可以設置不同的工作頻率；可以設置不同的工作頻率； 看門狗模塊用于看門狗模塊用于監控程序監控程序的運行狀態，它是的運行狀態，它是提高系統可靠性的重要環節提高系統可靠性的重要環節 。 28x28x的時鐘和系統控制的時鐘和系統控制鎖相環單元鎖相環

21、單元PLLPLL 鎖相環鎖相環Phase-Locked LoopPhase-Locked Loop（PLLPLL）；）； 通過軟件程序實時地配置通過軟件程序實時地配置CPUCPU系統時系統時鐘和片內外設時鐘；鐘和片內外設時鐘；PLLPLL禁止禁止，系統時鐘等于，系統時鐘等于XCLKINXCLKIN； PLLPLL旁路旁路（上電時默認配置，（上電時默認配置， PLLCRPLLCR寄存器為零），寄存器為零）， 系統系統 時鐘等于時鐘等于XCLKIN/2XCLKIN/2PLLPLL使能使能（PLLCRPLLCR寄存器中有一個非零值寄存器中有一個非零值n n），系統時鐘），系統時鐘 等于等于XCLKI

22、NXCLKIN的（的（n/2n/2）倍）倍 28x DSP28x DSP片上晶振電路模塊允許采用片上晶振電路模塊允許采用內部內部振蕩器振蕩器或或外部時鐘源外部時鐘源為為CPUCPU內核提供時鐘內核提供時鐘; ; 在使用片上晶振模塊的內部振蕩器時，應當在在使用片上晶振模塊的內部振蕩器時，應當在X1/XCLKINX1/XCLKIN和和X2X2兩個引腳之間連上一個石英晶振，兩個引腳之間連上一個石英晶振，典型典型的晶振頻率是的晶振頻率是30MHz30MHz。 采用外部時鐘應把時鐘信號采用外部時鐘應把時鐘信號直接接到直接接到X1/XCLKINX1/XCLKIN引腳引腳，X2X2引腳則必須懸空引腳則必須懸

23、空。看門狗單元，又稱為看門狗單元，又稱為看門狗定時器看門狗定時器WatchDogWatchDog Timer Timer（WDTWDT），其本質是一個定時器電路；），其本質是一個定時器電路；若使能看門狗單元，則在系統運行時，看門狗定時器自若使能看門狗單元，則在系統運行時，看門狗定時器自動計數；如果不能定時清除看門狗計數器（俗稱動計數；如果不能定時清除看門狗計數器（俗稱“喂狗喂狗”，或，或“踢狗踢狗”Kick DogKick Dog），那么看門狗定時器就會溢），那么看門狗定時器就會溢出從而引起看門狗中斷，出從而引起看門狗中斷，強行系統復位強行系統復位。看門狗單元可以防止系統程序發生死循環（俗稱看

24、門狗單元可以防止系統程序發生死循環（俗稱“程序程序跑飛跑飛”），），監測軟件和硬件的運行狀態，從而提高系統監測軟件和硬件的運行狀態，從而提高系統的可靠性的可靠性。看門狗單元看門狗單元28XDSP28XDSP芯片的看門狗計數器芯片的看門狗計數器WDCNTRWDCNTR為為8 8位，計位，計數器達到最大值數器達到最大值2 28 8-1=255 -1=255 時，看門狗模塊輸時，看門狗模塊輸出一個出一個DSPDSP系統復位脈沖系統復位脈沖 。喂狗操作：喂狗操作：在看門狗計數器達到最大值之前在看門狗計數器達到最大值之前向看門狗復位密鑰寄存器向看門狗復位密鑰寄存器WDKEYWDKEY先后寫入先后寫入0

25、x550 x55和和0 xAA0 xAA，則看門狗計數器清零，并自動開始，則看門狗計數器清零，并自動開始下一輪的遞增計數；下一輪的遞增計數；寫入其他任何數據都會寫入其他任何數據都會引起引起DSPDSP系統復位。系統復位。 CPUCPU定時器用于精確定時控制。定時器用于精確定時控制。TMS320F2812TMS320F2812內部有內部有3 3個個CPUCPU定時器；定時器；均為均為3232位的遞減計數器位的遞減計數器；定時器以系統時鐘定時器以系統時鐘SYSCLKOUTSYSCLKOUT作為定時時作為定時時鐘；鐘；CPU-Timer 0CPU-Timer 0可以在用戶程序中使用可以在用戶程序中使

26、用； CPU-Timer 1 CPU-Timer 1 和和CPU-Timer2CPU-Timer2留給實時操作留給實時操作系統使用系統使用 。 CPUCPU定時器定時器定時器結構框圖定時器結構框圖 CPUCPU定時器的中斷周期值定時器的中斷周期值T Ttimertimer = SYSCLKOUT = SYSCLKOUT * * ( TDDRH ( TDDRH：TDDR+1 )TDDR+1 ) * * ( PRDH ( PRDH：PRD )PRD )中斷（中斷（Interrupt）是硬件和軟件驅動的事）是硬件和軟件驅動的事件。件。中斷信號使得中斷信號使得CPU暫停目前執行的主程序暫停目前執行的主

27、程序，轉而去執行一個中斷服務子程序。，轉而去執行一個中斷服務子程序。28x系列系列DSP的中斷可以由的中斷可以由軟件觸發軟件觸發或或硬硬件觸發件觸發；DSP處理器內核共有處理器內核共有16根中斷線，包括根中斷線，包括 和和NMI兩個兩個不可屏蔽中斷不可屏蔽中斷和和INT1至至INT14等等14個個可屏蔽中斷可屏蔽中斷（均為低電平有效）（均為低電平有效） 28x28x系列系列DSPDSP中斷中斷2 28x8x中中斷斷源源 PIE中斷擴展中斷擴展 28x28x系列系列DSPDSP的的PIEPIE中斷系統共分中斷系統共分1212組組，每組，每組有有8 8個中斷個中斷復用復用1 1個個CPUCPU中斷

28、。中斷。F2812F2812的的PIEPIE中斷系統采用三級中斷機制：中斷系統采用三級中斷機制： PIE中斷工作原理中斷工作原理（以外設中斷為例）（以外設中斷為例） 1）當某外設產生中斷時，該）當某外設產生中斷時，該外設中斷標志寄存器外設中斷標志寄存器(IF)的的相應位被置相應位被置1；如果；如果外設中斷使能外設中斷使能(IE)寄存器寄存器相應的使相應的使能位也被置能位也被置1，則外設生成中斷請求發送到，則外設生成中斷請求發送到PIE控制器。控制器。（外設中斷標志寄存器內的中斷標志位必須用軟件進行外設中斷標志寄存器內的中斷標志位必須用軟件進行清除。）清除。） 2）相應的）相應的中斷標志中斷標志

29、PIEIFRx.y被置被置1；若若PIEIERx.y被被使能，且使能，且PIE中斷確認位中斷確認位PIEACKx被清零，則則被清零，則則PIE控控制器生成中斷請求發送到制器生成中斷請求發送到CPU。（。（PIE中斷確認位中斷確認位PIEACKx則需要手工清除則需要手工清除） 3）一旦向）一旦向CPU發出了中斷請求，發出了中斷請求，CPU級中斷標志寄存級中斷標志寄存器器(IFR)中對應中對應INTx的位將被置的位將被置1 ；CPU級中斷使能寄級中斷使能寄存器存器(IER)和和全局中斷屏蔽位全局中斷屏蔽位(INTM)都被使能時，都被使能時，CPU響應該中斷請求。響應該中斷請求。PIE級中斷級中斷軟

30、件開發流程和工具軟件開發流程和工具第四章第四章 TMS320X28XTMS320X28X軟件開發軟件開發流程和調試環境流程和調試環境 CCS集成開發環境的應用集成開發環境的應用 軟件開發流程和工具軟件開發流程和工具DSPDSP開發平臺開發平臺: :硬件平臺硬件平臺和和軟件平臺軟件平臺 ；硬件平臺硬件平臺: :目標板目標板+ +仿真器仿真器+ +計算機計算機；軟件平臺軟件平臺: :CCS(CodeComposerStudio) 。D S P 軟 件 開 發 語 言 ：軟 件 開 發 語 言 ： 匯 編 語 言匯 編 語 言 、C/C+編輯、匯編和鏈接過程編輯、匯編和鏈接過程 1 )工程項目的創建

31、工程項目的創建 2 ) 工程項目的編譯和構建工程項目的編譯和構建 3 ) 工程項目的調試工程項目的調試 CCSCCS集成開發環境的應用集成開發環境的應用 1)工程項目的創建工程項目的創建創建新的工程項目創建新的工程項目 ：主菜單“ProjectNew” ，用戶自定義的路徑里不能出現中文字符 。向工程項目添加文件向工程項目添加文件 ：首先復制頭文件（.h）庫文件（.lib）、命令文件(.cmd)和源文件(.c或.asm)四種文件到工程文件夾；然后，選擇“Add Files to Project”向工程項目添加庫文件（.lib）、命令文件(.cmd)和源文件(.c或.asm) ，選擇主菜單“Pro

32、jectScan All File Dependencies”，系統自動將“*.h”文件添加到Include文件夾中 每個工程應該有一個源文件中包含main()函數 ；從工程項目中刪除文件從工程項目中刪除文件 ：選擇“Remove from Project” .2)工程項目的編譯和構建工程項目的編譯和構建編譯文件編譯文件：主菜單“ProjectCompile File”構建工程項目構建工程項目分為增加性構建和全部重新構建 設置工程項目選項設置工程項目選項可以設置編譯器和鏈接器的參數 3)工程項目的調試工程項目的調試裝載可執行文件：裝載可執行文件：主菜單“FileLoad Program” ，裝

33、載擴展名為.out的輸出文件 程序調試程序調試 ：運用多種程序調試手段，如設置斷點、單步執行、全程運行、對CPU復位等，在程序運行過程中可以查看內存表和寄存器。用戶可以通過選擇主菜單“Debug”下的子菜單進行調試，也可以通過調試工具條的不同按鈕來進行調試。 GPIO GPIO寄存器寄存器 輸入輸入/ /輸出端口概述輸出端口概述 第五章第五章 通用輸入通用輸入/ /輸出端口（輸出端口（GPIOGPIO） GPIOGPIO應用舉例應用舉例 u28xDSP的通用輸入輸出引腳的通用輸入輸出引腳GPIO 多為復用多為復用引腳，由引腳，由復用功能選擇寄存器復用功能選擇寄存器GPxMUX選擇具選擇具體功能

34、，可以將引腳設定為體功能，可以將引腳設定為外設外設IO ，也可以設，也可以設定為通用輸入輸出引腳（定為通用輸入輸出引腳（數字量數字量IO）；）；u功能控制寄存器功能控制寄存器： GPxMUX、 GPxDIR、GPxQUALu數據寄存器（對數字量數據寄存器（對數字量I/O進行操作）進行操作）： GPxSET寄存器設置每個引腳為高電平；寄存器設置每個引腳為高電平； GPxCLEAR清除每個引腳信號；清除每個引腳信號； GPxTOGGLE反轉觸發每個引腳信號；反轉觸發每個引腳信號； GPxDAT讀寫每個引腳信號讀寫每個引腳信號 。 輸入輸入/ /輸出端口概述輸出端口概述 復用功能選擇寄存器復用功能選

35、擇寄存器GPxMUX設置設置GPIO為數字為數字量量IO（某位（某位=0）或外設）或外設IO （某位（某位=1） ，復位時，復位時所有所有GPIO配置為數字量配置為數字量IO （所有位被置為（所有位被置為0）; 方向寄存器方向寄存器GPxDIR配置數字量配置數字量IO的輸入的輸入/輸出方輸出方向，當某一位為向，當某一位為0時，相應的引腳設定為輸入，時，相應的引腳設定為輸入，當某一位為當某一位為1時，相應的引腳設定為輸出時，相應的引腳設定為輸出，復位，復位時所有時所有GPIO引腳均設置為輸入引腳均設置為輸入 ； 數據寄存器數據寄存器GPxDAT是可讀是可讀/可寫寄存器。讀此可寫寄存器。讀此寄存器

36、將返回相應引腳上限定后的輸入信號值，寄存器將返回相應引腳上限定后的輸入信號值，寫此寄存器將把值從相應的寫此寄存器將把值從相應的IO引腳輸出引腳輸出 ； GPIOGPIO寄存器寄存器端口設置端口設置voidGpio_select(void)Uint16var1;Uint16var2;Uint16var3;var1=0 x0000;/setsGPIOMuxsasI/Osvar2=0 xFFFF;/setsGPIODIRasoutputsvar3=0 x0000;/setstheInputqualifiervaluesEALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=var1;/將將GPI

37、O端口設置成數字量端口設置成數字量I/OGpioMuxRegs.GPADIR.all=var2;/將將GPIO端口設置為輸出端口設置為輸出GpioMuxRegs.GPAQUAL.all=var3;/設置設置GPIO輸入限定值輸入限定值EDIS; 通用定時器通用定時器 6.16.1事件管理器概述事件管理器概述 第六章 事件管理器(EV) PWM PWM電路電路 比較單元比較單元 事件管理器中斷事件管理器中斷 事件管理器概述 28x系列DSP芯片內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單元產生脈寬調制信號可以控制直流電

38、機或步進電機的轉速；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速；正交編碼脈沖電路根據增量編碼器信號計算電機的旋轉方向等信息。事件管理器內部結構事件管理器內部結構 數據總線 通用定時器輸入信號:時鐘信號,計數方向（增/減計數模式時） 輸出信號:4路比較輸出,啟動A/D轉換信號，下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號 ，計數方向指示 通用定時器的寄存器通用定時器的寄存器控制寄存器控制寄存器TxCONTxCON ：決定通用定時器的操作模：決定通用定時器的操作模式，例如式，例如選擇計數模式選擇計數模式、時鐘時鐘、預分頻系數預分頻系數、比比較寄存器的重裝載條件較寄存器的重裝載條件全局控制寄存器

39、全局控制寄存器GPTCONA/BGPTCONA/B：規定了：規定了通用定時通用定時器針對不同事件采取的動作器針對不同事件采取的動作，讀取計數方向，讀取計數方向 ，定義定義ADCADC的啟動信號的啟動信號比較寄存器比較寄存器TxCMPRTxCMPR ：與：與通用定時器的計數值不通用定時器的計數值不斷比較斷比較 ，匹配時，相應引腳跳變，請求中斷，匹配時，相應引腳跳變，請求中斷；周期寄存器周期寄存器TxPRTxPR: :決定定時器的計數周期決定定時器的計數周期 ；比較寄存器和周期寄存器是雙緩沖的比較寄存器和周期寄存器是雙緩沖的 ，任意時，任意時刻，都可以修改映像寄存器刻，都可以修改映像寄存器 通用定

40、時器的中斷通用定時器的中斷 u上溢中斷上溢中斷TxOFINTTxOFINT：當通用定時器的計數值：當通用定時器的計數值達到達到FFFFHFFFFH時，發生上溢事件時，發生上溢事件 ；u下溢中斷下溢中斷TxUFINTTxUFINT：當計數值達到：當計數值達到0000H0000H時時 ，發生下溢事件；，發生下溢事件； u比較匹配比較匹配TxCINTTxCINT：當計數值與比較寄存器中：當計數值與比較寄存器中的值相等時，發生比較匹配事件；的值相等時，發生比較匹配事件； u周期匹配周期匹配TxPINTTxPINT：當計數值與周期寄存器中：當計數值與周期寄存器中的值相等時，發生周期匹配事件的值相等時，發

41、生周期匹配事件 ；u發生以上事件會將相應中斷標志置位，如果發生以上事件會將相應中斷標志置位，如果外設中斷未被屏蔽，則會產生一個外設中斷外設中斷未被屏蔽，則會產生一個外設中斷請求請求 通用定時器的計數模式通用定時器的計數模式 u對對TxCON寄存器中的寄存器中的TMODE1TMODE0位進位進行設置，選擇不同的計數模式行設置，選擇不同的計數模式；u每個每個通用定時器都支持通用定時器都支持4種計數模式：種計數模式：停止停止/保持保持模式模式、連續遞增計數模式連續遞增計數模式、定向遞增定向遞增/遞減計數遞減計數模式模式和和連續遞增連續遞增/遞減計數模式遞減計數模式。u設置設置TxCON.6即即TEN

42、ABLE位位可以使能或禁止定可以使能或禁止定時器的計數操作時器的計數操作 ； 停止/保持計數模式：定時器停止操作，并保持當前狀態，定時器的計數器、比較輸出和預分頻計數器中的值都保持不變 。 連續增計數模式連續增計數模式連續遞增/遞減計數模式 用通用定時器產生用通用定時器產生PWMPWM輸出輸出 u使用通用定時器產生使用通用定時器產生PWMPWM波形的步驟如下：波形的步驟如下：（1 1）根據）根據PWMPWM載波周期設置載波周期設置TxPRTxPR的值；的值；（2 2）設置）設置TxCONTxCON，選擇計數模式、計數時鐘源并啟動操，選擇計數模式、計數時鐘源并啟動操作；作；（3 3）將在線計算得

43、到的）將在線計算得到的PWMPWM脈沖寬度（占空比）裝載入脈沖寬度（占空比）裝載入TxCMPRTxCMPR。u在連續遞增計數模式下，將期望的在連續遞增計數模式下，將期望的PWMPWM周期除以通用周期除以通用定時器時鐘周期，并減去定時器時鐘周期，并減去1 1，得到的結果裝入，得到的結果裝入TxPRTxPR；在；在連續遞增連續遞增/ /遞減計數模式下，將期望的遞減計數模式下，將期望的PWMPWM周期除以周期除以2 2倍的定時器時鐘周期，得到的值裝入倍的定時器時鐘周期，得到的值裝入TxPRTxPR。u在運行期間，比較寄存器的值不斷更新，新的比較值決在運行期間，比較寄存器的值不斷更新，新的比較值決定新

44、的占空比定新的占空比。u每個每個EVEV模塊各有模塊各有3 3個全比較器，每個比較器對應兩路個全比較器，每個比較器對應兩路PWMPWM輸出；輸出；uEVAEVA模塊中，全比較器的時鐘由通用定時器模塊中，全比較器的時鐘由通用定時器1 1提供提供 ，EVBEVB模塊中，全比較器的時鐘由通用定時器模塊中，全比較器的時鐘由通用定時器3 3提供提供 ；u每個比較單元包括每個比較單元包括3 3個個比較寄存器比較寄存器CMPRxCMPRx，各帶一個映，各帶一個映像寄存器；像寄存器；1 1個個比較控制寄存器比較控制寄存器COMCONACOMCONA；1 1個個動作動作控制寄存器控制寄存器ACTRAACTRA；

45、6 6路帶三態輸出的路帶三態輸出的PWMPWM引腳引腳以及以及控制和中斷邏輯控制和中斷邏輯 ；u較單元的較單元的輸入輸入包括來自包括來自控制寄存器控制寄存器的控制信號，通用定的控制信號，通用定時器時器1 1的的時鐘信號及下溢信號、周期匹配信號和復位信時鐘信號及下溢信號、周期匹配信號和復位信號號。比較單元的。比較單元的輸出信號輸出信號是一個是一個比較匹配信號比較匹配信號，如果比，如果比較操作被使能的話，比較匹配信號將較操作被使能的話，比較匹配信號將中斷標志中斷標志置位，并置位，并在對應的在對應的PWMPWM引腳上產生跳變引腳上產生跳變 。比較單元比較單元結構比較單元結構 T1CONT1CONT1

46、PRT1PRDBTCONADBTCONA比較單元的工作過程比較單元的工作過程u通用定時器通用定時器1 1的計數值不斷地與比較寄存器的的計數值不斷地與比較寄存器的值進行比較，當發生匹配時，該比較單元的值進行比較，當發生匹配時，該比較單元的兩個輸出引腳發生跳變；兩個輸出引腳發生跳變；uACTRAACTRA寄存器定義在發生比較匹配時每個輸寄存器定義在發生比較匹配時每個輸出引腳為高有效電平或低有效電平；出引腳為高有效電平或低有效電平；PWMPWM單元由對稱單元由對稱/ /不對稱波形發生器、可編程死不對稱波形發生器、可編程死區單元區單元DBUDBU、PWMPWM輸出邏輯和空間向量輸出邏輯和空間向量SVP

47、WMSVPWM狀態機組成；狀態機組成；對稱對稱/ /不對稱波形發生器與通用定時器中的波形不對稱波形發生器與通用定時器中的波形發生器是相同的；發生器是相同的； PWM電路用比較單元和用比較單元和PWMPWM電路產生電路產生PWMPWM波形波形 u設置和裝載設置和裝載ACTRxACTRx；u若要使能死區功能，需要設置和裝載若要使能死區功能，需要設置和裝載DBTCONxDBTCONx；u初始化初始化CMPRxCMPRx；u設置和裝載設置和裝載COMCONxCOMCONx；u設置和裝載設置和裝載T1CONT1CON（對（對EVAEVA）/T3CON/T3CON（對對EVBEVB）、）、T1PRT1PR

48、，啟動操作；，啟動操作；u用在線計算得到的新值裝載用在線計算得到的新值裝載CMPRxCMPRx。當當EVEV模塊中有中斷產生時，模塊中有中斷產生時，EVEV中斷標志寄存器中斷標志寄存器相應事件的中斷標志位置為相應事件的中斷標志位置為1 1；如果標志位未被屏蔽，則外設中斷擴展控制器如果標志位未被屏蔽，則外設中斷擴展控制器PIEPIE將產生一個外設中斷申請；將產生一個外設中斷申請；當當CPUCPU響應外設中斷申請時，所有被置位且使能響應外設中斷申請時，所有被置位且使能的中斷中具有最高優先級的外設中斷向量將被裝的中斷中具有最高優先級的外設中斷向量將被裝載入載入PIVRPIVR外設寄存器中的中斷標志必

49、須在中斷服務子程序外設寄存器中的中斷標志必須在中斷服務子程序中用軟件寫中用軟件寫“1 1”將其清除。如果不能夠成功地清將其清除。如果不能夠成功地清除該位，將不能響應當前外設的下一個中斷。除該位，將不能響應當前外設的下一個中斷。 事件管理器中斷中斷包括比較中斷、周期中斷、上溢中斷、下溢中斷 ADC ADC模塊的工作原理模塊的工作原理第七章模數轉換器第七章模數轉換器(ADC)(ADC) ADCADC時鐘預定標器時鐘預定標器 ADCADC電源操作電源操作 ADCADC應用舉例應用舉例u ADCADC排序器有兩個獨立的排序器有兩個獨立的8 8狀態排序器狀態排序器(SEQl(SEQl和和SEQ2)SEQ

50、2)，它們，它們可以組成雙排序器可以組成雙排序器 , ,也可以級聯成一個也可以級聯成一個1616狀態的單排序器狀態的單排序器(SEQ)(SEQ)，即級聯模式，即級聯模式 ，將一系列的轉換請求自動排序；，將一系列的轉換請求自動排序；u每次收到啟動轉換信號（每次收到啟動轉換信號（SOCSOC）時，通過多路選擇器選擇任）時，通過多路選擇器選擇任意一個通道進行轉換。模數轉換結果被存儲到對應的結果寄意一個通道進行轉換。模數轉換結果被存儲到對應的結果寄存器內，第一個轉換結果儲存在存器內，第一個轉換結果儲存在ADCRESULT0ADCRESULT0內，第二個轉內，第二個轉換結果儲存在換結果儲存在ADCRES

51、ULT1ADCRESULT1內內u可以對同一個通道進行多次采樣，即可以對同一個通道進行多次采樣，即“重復采樣重復采樣”，或，或“過過采樣采樣”。“過采樣過采樣”得到的結果比單次采樣轉換結果分辨率得到的結果比單次采樣轉換結果分辨率高；高；u在雙排序器順序采樣模式下，新的在雙排序器順序采樣模式下，新的SOCSOC信號只能在當前排序信號只能在當前排序命令完成后才能得到響應。命令完成后才能得到響應。u如果如果SEQ1SEQ1和和SEQ2SEQ2啟動轉換命令同時發生，那么啟動轉換命令同時發生，那么SEQ1SEQ1啟動轉啟動轉換命令擁有優先執行權。換命令擁有優先執行權。 ADCADC模塊的工作原理模塊的工

52、作原理ADCADC模塊的結構模塊的結構 ADC模塊特點模塊特點u1212位模數轉換內核位模數轉換內核，內置雙采樣，內置雙采樣/ /保持器；保持器； u順序采樣模式或并行采樣模式；順序采樣模式或并行采樣模式；u模擬輸入電壓范圍：模擬輸入電壓范圍：0V0V3V3V；u快速的轉換時間，快速的轉換時間，最高采樣率最高采樣率12.5MSPS12.5MSPS；u1616通道模擬信號輸入；通道模擬信號輸入；u自動排序功能支持自動排序功能支持1616通道自動轉換，轉換通道由軟件編通道自動轉換，轉換通道由軟件編程選擇程選擇 ；u排序器可以工作在啟動排序器可以工作在啟動/ /停止模式，允許停止模式，允許ADAD轉

53、換與多個轉換與多個按時間排序的觸發源同步；按時間排序的觸發源同步；u雙排序器模式下，雙排序器模式下，EVAEVA和和EVBEVB觸發源可獨立觸發轉換；觸發源可獨立觸發轉換；u采樣保持器的時間窗口有獨立的預分頻控制；采樣保持器的時間窗口有獨立的預分頻控制；u 雙排序器雙排序器SEQ1SEQ1指向指向CONV00 CONV00 CONV07 ;CONV07 ;SEQ2SEQ2指向指向 CONV08 CONV08 CONVl5 CONVl5 級聯排序級聯排序SEQSEQ指向指向CONV00 CONV00 CONVl5;CONVl5;1616位的位的輸入通道選擇序列控制寄存輸入通道選擇序列控制寄存器器

54、ADCCHSELSEQxADCCHSELSEQx（x=1,2,3,4x=1,2,3,4），被分成了，被分成了4 4組功能位組功能位CONVxxCONVxx，定了要進行采樣的引腳；定了要進行采樣的引腳；雙排序和級聯排序雙排序和級聯排序例例7-17-1：假設假設SEQ1SEQ1要完成要完成7 7個通道的個通道的A/DA/D轉換轉換（通道（通道2 2，3 3，2 2，3 3，6 6，7 7，1212經過自動排序經過自動排序后轉換）。后轉換）。則則MAXCONV1MAXCONV1的值應設為的值應設為6 6，ADCCHSELSEQnADCCHSELSEQn寄存器的設置如下：寄存器的設置如下：順序采樣就是

55、按照順序一個通道一個順序采樣就是按照順序一個通道一個通道的進行采樣，通道的進行采樣，例如例如ADCINA0ADCINA0，ADCINA1ADCINA1ADCINA7ADCINA7，ADCINB0ADCINB0，ADCINB1ADCINB1ADCINB7ADCINB7；并行采樣，是一對通道一對通道地進并行采樣，是一對通道一對通道地進行采樣行采樣，即，即ADCINA0ADCINA0和和ADCINB0ADCINB0同時同時采樣，采樣，ADCINA1ADCINA1和和ADCINB1ADCINB1同時采樣同時采樣，ADCINA7ADCINA7和和ADCINB7ADCINB7同時采樣同時采樣。順序采樣和并

56、行采樣順序采樣和并行采樣 順序順序采樣時采樣時，CONVxxCONVxx的的4 4位均用來定義輸入引位均用來定義輸入引腳，最高位為腳，最高位為0 0說明采樣的是說明采樣的是A A組，組，1 1說明采樣的說明采樣的是是B B組。低組。低3 3位定義偏移量，決定了某一組內的特位定義偏移量，決定了某一組內的特定引腳。例如，定引腳。例如，CONVxxCONVxx的數值的數值0101b0101b說明選擇說明選擇的輸入通道是的輸入通道是ADCINA5ADCINA5引腳。引腳。CONVxxCONVxx的數值的數值1011b1011b，說明選擇的輸入通道是，說明選擇的輸入通道是ADCINB3ADCINB3引腳

57、引腳； 并行采樣時并行采樣時，CONVxxCONVxx的最高位被舍棄，只有低的最高位被舍棄，只有低3 3位的數據有效，例如位的數據有效，例如CONVxxCONVxx的數值的數值01010101b b，則，則對對ADCINADCINA5A5和和ADCINADCINB5B5同時進行采樣同時進行采樣 ，轉換的，轉換的結果被儲存在結果被儲存在相鄰相鄰的兩個結果儲存器中的兩個結果儲存器中 。并行采樣雙排序器模式初始化 AdcRegsAdcRegsADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1； / /設置并行采樣模式設置并行采樣模式AdcRegs. ADCT

58、RL1.bit.SEQ_CASC=0AdcRegs. ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0； / /設置雙排序器模式設置雙排序器模式 AdcRegsAdcRegsADCMAXCONVADCMAXCONVall=0 x0033all=0 x0033； / /每個排序器最大采樣通道數為每個排序器最大采樣通道數為4 4，共，共8 8個序列，個序列，1616路路AdcRegsAdcRegsADCCHSELSEQlADCCHSELSEQlbitbitCONV00=0 x0CONV00=0 x0； / /采樣采樣ADCINA0ADCINA0和和ADCINB0ADCINB0AdcRegsAdcReg

59、sADCCHSELSEQ3ADCCHSELSEQ3bitbitCONV11=0 x7CONV11=0 x7； / /采樣采樣 ADCINA7ADCINA7和和ADCINB7ADCINB7并行采樣級聯排序模式初始化 AdcRegsAdcRegsADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1； / /設置并行采樣模式設置并行采樣模式AdcRegs. ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1AdcRegs. ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1； / /設置級聯排序模式設置級聯排序模式 AdcRegsAdcRegsADCMAXCONVADCM

60、AXCONVall=0 x0007all=0 x0007； / /每個排序器最大采樣通道數為每個排序器最大采樣通道數為8 8，1616路路AdcRegsAdcRegsADCCHSELSEQlADCCHSELSEQlbitbitCONV00=0 x0CONV00=0 x0； / /采樣采樣ADCINA0ADCINA0和和ADCINB0ADCINB0AdcRegsAdcRegsADCCHSELSEQ3ADCCHSELSEQ3bitbitCONV11=0 x7CONV11=0 x7； / /采樣采樣 ADCINA7ADCINA7和和ADCINB7ADCINB7順序采樣雙排序器模式初始化 AdcReg