基于dsp2812的實驗開發(fā)板設(shè)計

1、<p>　　基于DSP2812的實驗開發(fā)板設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計是DSP（2812）最小系統(tǒng)設(shè)計,DSP是一門涉及許多學科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學科。DSP指的是數(shù)字信號處理器。數(shù)字信號處理器是一種適合完成數(shù)字信號處理運算的處理器。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，DSP技

2、術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　數(shù)字信號處理是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進行采集，變換，濾波，固執(zhí)，增強，壓縮，識別等處理，已得到符合人們需要的信號形式。數(shù)字信號處理是以眾多科學為理論基礎(chǔ)的，它所涉及的范圍及其廣泛。在科學領(lǐng)域，微積分，概率統(tǒng)計，隨機過程，數(shù)值分析等都是數(shù)字信號處理的基本工具。與網(wǎng)絡(luò)理論，信號

3、與系統(tǒng)，控制論，通信理論，故障診斷等也密切相關(guān)，可以說，數(shù)字信號處理是把許多經(jīng)典的理論體系作為自己的理論基礎(chǔ)，同時又使自己成為一系列新興學科的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　DSP主要應(yīng)用在數(shù)字信號處理中，目的是為了能夠滿足實時信號處理的要求，因此需要將數(shù)字信號處理中的常用運算執(zhí)行的盡可能快。這就決定了DSP的特點和關(guān)鍵技術(shù)。適合數(shù)字信號處理的技術(shù)：DSP包涵乘法器，累加器，特殊地址發(fā)生器，領(lǐng)開銷循環(huán)等；提高處理

4、速度的技術(shù)：流水線技術(shù)，并行處理技術(shù)，超常指令等。</p><p>　　DSP對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部參與影響??；容易實現(xiàn)集成；VLSI 可以時分復(fù)用，共享處理器；方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波；可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能：線性相位、多抽樣率處理、級聯(lián)、易于存儲等；可用于頻率非常低的信號。</p><p>　　關(guān)鍵詞：典型特征；體系結(jié)構(gòu)；程序流程</p>

5、<p>　　The experimental development board design based on DSP2812</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is the DSP (2812) Minimum system design, DSP is a widely used but

6、 many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. We often say that the DSP refers to the digital signal processor. Digital Signal Processor is a complete cross-signal processing for the processor. Since

7、the 60s of the 20th century, with the computers and the rapid development of information technology, DSP technology and the rapid development emerged. In the past twenty years time, digital signal proces</p><p

8、>　　Digital signal processing is to use a computer or dedicated processing equipment to collect the signal in digital form, transform, filter, stubborn, enhancement, compression, recognition processing needs of the peo

9、ple has been the signal form. Digital signal processing theory is based on a number of science-based, its scope and wide. For example, in science, calculus, probability and statistics, stochastic processes, numerical ana

10、lysis, digital signal processing are the basic tools. And network </p><p>　　DSP is mainly used in digital signal processing, designed to meet real-time signal processing requirements, requiring digital signa

11、l processing of common operations performed as quickly as possible. This determines the DSP features and key technologies. Suitable for digital signal processing techniques: DSP indulgence multiplier, accumulator, specia

12、l address generator, leading overhead loops; improve the speed of the technology: pipelining, parallel processing, exceptional instruction and so on.</p><p>　　DSP of the component value of tolerance is not s

13、ensitive to temperature, and environment outside involvement affect small; easy integration; VLSI can be time-division multiplexing, shared processor; facilitate the adjustment of the processor factor to achieve adaptive

14、 filter; to analog processing can not Implementation of functions: linear phase, multirate processing, cascade, easy storage; can be used to frequency of very low signal.</p><p>　　Keywords: Typical character

15、istics; Architecture; Program flow</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　基于DSP2812的實驗開發(fā)板設(shè)計1</p><p><b>　　引 言6</b></p><p><b>　　第1章 緒論7</b&g

16、t;</p><p>　　1.1 課題背景及實際意義7</p><p>　　1.2 DSP芯片的國內(nèi)發(fā)展概況7</p><p>　　1.3 本課題的主要研究內(nèi)容8</p><p>　　第2章 CCS3.3的安裝與配置9</p><p>　　2.1 CCS3.3系統(tǒng)的安裝9</p><p&g

17、t;　　2.2仿真器的安裝9</p><p>　　2.3 CCS3.3系統(tǒng)的配置12</p><p>　　2.4 本章小結(jié)14</p><p>　　第3章 基于DSP2812的實驗開發(fā)板的硬件設(shè)計15</p><p>　　3.1 TMS320F2812芯片15</p><p>　　3.2 電源模塊硬件設(shè)計1

18、6</p><p>　　3.3 流水燈實驗的硬件設(shè)計17</p><p>　　3.4 獨立按鍵掃描的硬件設(shè)計17</p><p>　　3.5 四位數(shù)碼管實驗的硬件設(shè)計17</p><p>　　3.6 外部中斷實驗硬件設(shè)計18</p><p>　　3.7 本章小結(jié)18</p><p>　

19、　第4章 基本實驗內(nèi)容19</p><p>　　4.1 GPIO應(yīng)用：流水燈實驗19</p><p>　　4.1.1 實驗?zāi)康?9</p><p>　　4.1.2 實驗要求19</p><p>　　4.1.3 實驗設(shè)備19</p><p>　　4.1.4 實驗內(nèi)容19</p><p>

20、;　　4.1.5 實驗方法和步驟20</p><p>　　4.1.6 實驗參考程序20</p><p>　　4.1.7實驗預(yù)習要求21</p><p>　　4.2 GPIO應(yīng)用：獨立按鍵掃描實驗（流水燈觀察）21</p><p>　　4.2.1 實驗?zāi)康?1</p><p>　　4.2.2 實驗要求21&l

21、t;/p><p>　　4.2.3 實驗設(shè)備21</p><p>　　4.2.4 實驗內(nèi)容21</p><p>　　4.2.5 實驗方法和步驟22</p><p>　　4.2.6 實驗參考程序22</p><p>　　4.2.7 實驗預(yù)習要求24</p><p>　　4.3 GPIO應(yīng)用：四

22、位數(shù)碼管顯示實驗25</p><p>　　4.3.1 實驗?zāi)康?5</p><p>　　4.3.2 實驗要求25</p><p>　　4.3.3 實驗設(shè)備25</p><p>　　4.3.4 實驗內(nèi)容25</p><p>　　4.3.5 實驗方法和步驟26</p><p>　　4.3

23、.6 實驗參考程序26</p><p>　　4.3.7 實驗預(yù)習要求28</p><p>　　4.4 外部中斷實驗29</p><p>　　4.4.1 實驗?zāi)康?9</p><p>　　4.4.2 實驗要求29</p><p>　　4.4.3 實驗設(shè)備29</p><p>　　4.4

24、.4 實驗內(nèi)容29</p><p>　　4.4.5 實驗方法和步驟30</p><p>　　4.4.6 實驗參考程序30</p><p>　　4.4.7 實驗預(yù)習要求32</p><p>　　4.5 本章小結(jié)32</p><p><b>　　結(jié)論與展望33</b></p>

25、<p><b>　　致 謝34</b></p><p><b>　　參考文獻35</b></p><p>　　附錄A TMS320F2812芯片引腳圖36</p><p>　　附錄B 外文文獻及其譯文主要參考文獻的題錄及摘要37</p><p>　　附錄C 主要參考文獻的題錄及

26、摘要39</p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2.1“找到新硬件向?qū)А睂υ捒?10</p><p>　　圖2.2“找到新硬件向?qū)А睂υ捒?10</p><p>　　圖2.3選擇安裝方式對話框10</p><p>　　圖2.4選擇搜索和安裝選項對話框11&l

27、t;/p><p>　　圖2.5正在安裝驅(qū)動程序11</p><p>　　圖2.6硬件驅(qū)動程序安裝完成對話框11</p><p>　　圖2.7設(shè)備管理器對話框12</p><p>　　圖2.8 Setup CCStudio v3.3界面12</p><p>　　圖2.9選中目標板13</p><

28、p>　　圖2.10選中目標板屬性13</p><p>　　圖2.11屬性對話框13</p><p>　　圖2.12配置文件文件選擇對話框14</p><p>　　圖2.13配置屬性選擇結(jié)果14</p><p>　　圖2.14端口配置對話框14</p><p>　　圖3.1 電源模塊硬件設(shè)計原理

29、圖17</p><p>　　圖4.1流水燈實驗程序流程圖19</p><p>　　圖4.2流水燈實驗原理圖21</p><p>　　圖4.3獨立按鍵實驗程序流程圖22</p><p>　　圖4.4獨立按鍵掃描實驗原理圖25</p><p>　　圖4.5四位數(shù)碼管顯示實驗程序流程圖26</p>

30、<p>　　圖4.6 四位數(shù)碼管顯示實驗硬件電路圖29</p><p>　　圖4.7外部中斷實驗程序流程圖30</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）以高速數(shù)字信號處理為目標進行芯片設(shè)計，采用改進的哈佛結(jié)構(gòu)、內(nèi)部具有硬件乘法器、應(yīng)

31、用流水線技術(shù)、具有良好的并行性和專門用于數(shù)字信號處理的指令等特點[1]。</p><p>　　廣義來說，數(shù)字信號處理是研究用數(shù)字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一門技術(shù)學科。但很多人認為：數(shù)字信號處理主要是研究有關(guān)數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法。隨著數(shù)字電路與系統(tǒng)技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)也相應(yīng)地得到發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。</p><

32、;p>　　DSP芯片以其強大的運算能力在通信、電子、圖像處理等各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　數(shù)字控制、運動控制方面的應(yīng)用主要有磁盤驅(qū)動控制、引擎控制、激光打印機控制、噴繪機控制、馬達控制、電力系統(tǒng)控制、機器人控制、高精度伺服系統(tǒng)控制、數(shù)控機床等。</p><p>　　面向低功耗、手持設(shè)備、無線終端的應(yīng)用主要有：手機、PDA、GPS、數(shù)傳電臺等。</p>

33、<p>　　第一章描述了DSP2812課題的研究背景，意義以及發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)DSP2812的原理和特點及設(shè)計要求，給出了設(shè)計實現(xiàn)的基本方案。</p><p>　　第二章為DSP集成環(huán)境CCS的使用，CCS3.3的系統(tǒng)的安裝、仿真器的安裝以及CCS3.3系統(tǒng)的配置。</p><p>　　第三章主要描述TMS320F2812芯片的特點及功能，電源模塊的原理以及四個實驗的電路原理圖和

34、實驗所需元件的一些簡單的介紹。</p><p>　　第四章是本論文的主要部分，關(guān)于DSP的四個實驗：流水燈實驗、獨立按鍵掃面試驗、四位數(shù)碼管顯示實驗、外部中斷實驗。</p><p>　　最后是本次論文結(jié)束時的總結(jié)與展望。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景及實際意義&l

35、t;/p><p>　　隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對控制模型、控制算法要求越來越高，傳統(tǒng)意義上的處理器很難滿足發(fā)展的需求，而數(shù)字信號處理器DSP經(jīng)歷了20多年的發(fā)展與普及，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涵蓋了所有的行業(yè)：通信、信息處理、自動控制、雷達、航空航天、醫(yī)療、日常消費品等。德州儀器（TI）占據(jù)了整個DSP市場的50％左右，很多高校、研究所、公司大量采用TI的方案與芯片進行開發(fā)與研究。</p><p>　

36、　DSP是一門理論與實踐并重的技術(shù)，在成功掌握了理論知識的同時再配合做一些經(jīng)典的DSP 實驗，從而加深對DSP軟、硬件的理解與掌握，為今后從事獨立的開發(fā)打下扎實的基礎(chǔ)。目前很多高校都已經(jīng)開設(shè)了數(shù)字信號處理的課程，對普及與推廣DSP做出了巨大的貢獻。</p><p>　　2812開發(fā)板基于TI公司的處理器TMS320F2812設(shè)計而成。TMS320F2812采用TI公司的最新281X系列的處理器核，內(nèi)部帶

37、有ROM、FLASH、大容量的RAM和豐富的外部接口，具有體積小、速度快、使用簡單、功能強大、功耗低、性能穩(wěn)定、編程簡單的特點，非常適合在工業(yè)控制場合使用[2]。 </p><p>　　系統(tǒng)外擴了很多外設(shè)模塊如（SD接口、串口、高速AD/DA、交通燈、鍵盤數(shù)碼管、RS485、和電機輸出接口），為了方便用使用者最快的時間掌握DSP的使用技巧，在硬件上使用了多種總線接口和多種外部通訊方式的并配備了，LED、

38、工業(yè)用LCD顯示屏，并通過擴展插槽可以擴展圖像處理，數(shù)字信號源等多種進階外設(shè)，這樣就使使用者以最快的速度，試驗、學習、設(shè)計，并把這些處理技巧熟練的嵌入到產(chǎn)品中，使使用者迅速的成為硬件的設(shè)計高手，在硬件設(shè)計中以工業(yè)現(xiàn)場的硬件要求來提供方案，除電源部分在工業(yè)現(xiàn)場需要加入保護措施外，對于板級信號，使用了信號完整性分析技術(shù)、電磁兼容技術(shù)，在關(guān)鍵位置大量使用了磁珠、電感、電容等電磁兼容器件。 </p><p>　

39、　在軟件上，提供了通用的軟件的模塊，并在此基礎(chǔ)上編寫了各種接口的軟件試驗程序。注釋詳盡，有利于初學者入門，除了已設(shè)計好的實驗之外，實驗者還可以發(fā)揮創(chuàng)造性，充分利用實驗箱的資源進行其它實驗。對于DSP高手來說也具備很大的發(fā)揮余地。</p><p>　　眾所周知，水是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)

40、供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低，而隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。</p><p>　　1.2 DSP芯片的國內(nèi)發(fā)展概況</p>&

41、lt;p>　　中國的DSP市場作為整個半導(dǎo)體市場一樣為國際半導(dǎo)體市場的一個組成部分，必然具有國際半導(dǎo)體市場的共性。由于它植根于中國這一特定經(jīng)濟與社會環(huán)境的土壤之中，又必然帶有自身的強烈個性。概括而言基本特點有[3]：</p><p>　　持續(xù)的較高增長率 ；</p><p>　　2.基本已與國際市場接軌具體體現(xiàn)在：產(chǎn)品和技術(shù)已基本接軌；價格和上市時間基本接軌；營銷方式和服務(wù)

42、水平正逐漸接軌。</p><p>　　3.DSP處理器仍為TI、AGERE、ADI等占領(lǐng)；產(chǎn)品受外國大企業(yè)控制。</p><p>　　4.海外及港臺半導(dǎo)體企業(yè)進入中國市場的方式目前仍以產(chǎn)品輸出為主，最先進的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和芯片生產(chǎn)技術(shù)未向中國轉(zhuǎn)移；最先進的工藝設(shè)備制造和原材料仍布局在中國以外。</p><p>　　1.3 本課題的主要研究內(nèi)容</p>&

43、lt;p>　　TI-F2812-DSP實驗開發(fā)板是有TI公司的TMS320F2812芯片的最小系統(tǒng)板和各個功能模塊組成。采用核心處理板可拔插、整體結(jié)構(gòu)模塊化的設(shè)計，提供了豐富的外設(shè)單元模塊。核心板與外設(shè)單元之間相對獨立，采用插孔引出方式，用戶可以自行設(shè)計和連接組成不同的DSP應(yīng)用刺探；使用者在實驗實訓系統(tǒng)中對引出腳的連接和軟件調(diào)試，很方便地對自主研究開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)的可行性和正確性進行測試。</p><p>

44、　　實驗實訓裝置主要包括以下幾個部分：</p><p>　　以TMS320定點DSP控制器為核心的最小系統(tǒng)板。</p><p>　　128K字的外部靜態(tài)存儲器、4通道，12位數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）</p><p>　　串口通信模塊：SCI（USB轉(zhuǎn)串口和Zigbee無線傳輸）、SPI、CAN接口</p><p>　　5個輸入按鈕和8個發(fā)光

45、二極管、四位數(shù)碼管、點陣式液晶屏和蜂鳴器。</p><p>　　溫度傳感器和時鐘模塊。</p><p>　　電機控制模塊：包括步進電機控制和直流電機控制兩部分。</p><p>　　第2章 CCS3.3的安裝與配置</p><p>　　Code Composer Studio（簡稱CCS）是TI公司為TMS320系列DSP軟件開發(fā)推出的集成開

46、發(fā)環(huán)境。TMS320C28x CCS由以下四部分組件構(gòu)成：</p><p>　?。?）TMS320C28x代碼產(chǎn)生工具，如匯編、鏈接器、C/C++編譯器、建庫工具等。</p><p>　　（2）CCS集成開發(fā)環(huán)境，包括編輯器、工程管理工具、調(diào)試工具等。</p><p>　?。?）DSP/BIOS插件及應(yīng)用程序接口API（Application Program Int

47、erface）</p><p>　?。?）RTDX(Real Time Data eXchange)實時數(shù)據(jù)交換插件、主機（Host）接口及相應(yīng)的API。</p><p>　　CCS使用工程（Project）來管理應(yīng)用程序設(shè)計文檔，工程中可包含C源代碼、匯編源代碼、目標文件、庫文件、鏈接命令文件和頭文件。在以往的開發(fā)工具中，編譯、匯編和鏈接是各自獨立的執(zhí)行程序，開發(fā)設(shè)計人員需要熟悉每個程序

48、的相關(guān)參數(shù)，且需在DOS窗口鍵入一些繁瑣的命令。CCS集成開發(fā)環(huán)境支持編輯、編譯、匯編、鏈接和調(diào)試DSP程序的整個開發(fā)過程，并輔之以完整的、可即時訪問的在線幫助文檔，編譯、匯編和鏈接選項的設(shè)置只需在生成選項窗口進行選擇設(shè)置，設(shè)計人員不必記憶復(fù)雜命令。CCS對某一工程的生成（Build）實際是對過程的編譯、匯編和鏈接等。</p><p>　　2.1 CCS3.3系統(tǒng)的安裝</p><p>　

49、　CCS對PC機的最低要求為Windows 95、32M RAM、100M剩余硬盤空間、奔騰90以上的處理器、SVGA顯示器（分辨率800×600以上）.建議使用64M RAM和Pentiuml33以上的處理器[4]。</p><p>　　進行CCS系統(tǒng)安裝時,先將CCS安裝盤插入CD-ROM驅(qū)動器中,在Windows環(huán)境下啟動并運行CCS安裝程序，提示用戶是否安裝CCS，也可以運行光盤根目錄下的set

50、up.exe文件（如果是在XP系統(tǒng)下安裝，有時需要選擇兼容NT的方法安裝），然后按照安裝提示，一步一步完成安裝。當CCS軟件成功安裝到計算機后，安裝程序?qū)⒆詣釉谧烂鎰?chuàng)建兩個快捷方式圖標。其中“CCS”對應(yīng)的應(yīng)用程序，而“Setup CCS v3.3”對應(yīng)CCS配置程序。</p><p><b>　　2.2仿真器的安裝</b></p><p>　　完成CCS3.3軟件安

51、裝之后，需要安裝DSP所需的硬件設(shè)備—仿真器。如果使用的是LT-XDS510USB仿真器，可參照下面步驟進行安裝；如果使用其他廠家的仿真器，那請按照相應(yīng)的仿真器安裝說明[5]。</p><p>　　下面進行LT-XDS510USB仿真器的安裝，步驟如下：</p><p>　?。?）不連接目標板，將仿真器通過USB電纜連接到主機上的USB接口。</p><p>　?。?/p>

52、2）系統(tǒng)將提示找到新的USB設(shè)備，如圖2.1所示</p><p>　　圖2.1“找到新硬件向?qū)А睂υ捒?</p><p>　?。?）選擇“否”，下一步如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2“找到新硬件向?qū)А睂υ捒?</p><p>　?。?）根據(jù)硬件安裝向?qū)戆惭bUSB安裝驅(qū)動，選擇“從列表或指定位置安裝（高級）”，如圖2.3所示。&

53、lt;/p><p>　　圖2.3選擇安裝方式對話框</p><p>　?。?） 將搜索路徑指定為LT-XDS510USB仿真器驅(qū)動程序所在路徑（CDROM下driver目錄），按“下一步”按鈕，根據(jù)提示完成驅(qū)動程序安裝，如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4選擇搜索和安裝選項對話框</p><p>　?。?）開始安裝LT-XDS510US

54、B仿真器USB驅(qū)動，如2.5所示。</p><p>　　圖2.5正在安裝驅(qū)動程序</p><p>　?。?）完成安裝，如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6硬件驅(qū)動程序安裝完成對話框</p><p>　?。?）再次安裝HDSP-XDS510USB仿真器USB驅(qū)動，如上述步驟。</p><p>　?。?）設(shè)備驅(qū)動

55、程序安裝完成后在系統(tǒng)設(shè)備列表中可以看到Texas Instruments Emulator里增加了LT-XDS510USB2.0設(shè)備。如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.7設(shè)備管理器對話框</p><p>　　2.3 CCS3.3系統(tǒng)的配置</p><p>　　CCS的配置文件是用來定義DSP芯片和目標板類型的，為使CCS能在不同的硬件或仿真目標板上，必須為

56、CCS系統(tǒng)配置相應(yīng)的配置文件，對于CCS v3.3系統(tǒng)，CCS默認的配置文件為TMS320C28X仿真器，可以利用系統(tǒng)提供的標準配置文件為CCS進行配置，也可以按用戶自己建立的配置文件來配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　采用標準配置文件進行系統(tǒng)配置可按如下步驟進行[6]。</p><p>　　（1）啟動CCS配置程序。雙擊桌面上的Setup CCS快捷圖標，彈出對話框如圖2.8所示。&l

57、t;/p><p>　　圖2.8 Setup CCStudio v3.3界面</p><p>　?。?）單擊“Platform”。選擇“SEEDXDS510PLUS”,單擊“Family”，選擇“C28XX”，出現(xiàn)如下對畫框，圖2.9。</p><p><b>　　圖2.9選中目標板</b></p><p>　?。?）選擇“F

58、2812 SEEDXDS510PLUS Emulator”。雙擊圖標出現(xiàn)如圖2.10界面。</p><p>　　圖2.10選中目標板屬性</p><p>　?。?）右擊左側(cè)“TMS320C2800-0”，選擇“Properties..”選項，選擇出現(xiàn)如下2.11界面。</p><p>　　圖2.11屬性對話框</p><p>　　單擊“Bro

59、wse…”，出現(xiàn)如下2.12所示。</p><p>　　圖2.12配置文件文件選擇對話框</p><p>　　選擇“seedxds510plus”出現(xiàn)下圖2.13所示。</p><p>　　圖2.13配置屬性選擇結(jié)果</p><p>　?。?）單擊“Next”，出現(xiàn)2.14所示。</p><p>　　圖2.14端口配置

60、對話框</p><p>　?。?）單擊“Finish”，完成整個CCS的配置安裝。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要讓我們熟悉CCS的基本知識，掌握CCS的仿真器和CCS的配置一些基本信息和安裝方法，通過對CCS系統(tǒng)和仿真器的安裝更加深對CCS的理解。</p><p>　

61、　第3章 基于DSP2812的實驗開發(fā)板的硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 TMS320F2812芯片</p><p>　　德州儀器所生產(chǎn)的TMS320F2812 數(shù)字訊號處理器是針對數(shù)字控制所設(shè)計的DSP，整合了DSP 及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制應(yīng)用，如數(shù)字電機控制(digital motor control, DMC

62、)、資料擷取及I/O 控制(data acquisition and control, DAQ)等領(lǐng)域。針對應(yīng)用最佳化，并有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，F(xiàn)28x 核心支持全新CCS環(huán)境的C compiler，提供C 語言中直接嵌入?yún)R編語言的程序開發(fā)介面，可在C 語言的環(huán)境中搭配匯編語言來撰寫程序。值得一提的是，F(xiàn)28x DSP 核心支持

63、特殊的IQ-math 函式庫，系統(tǒng)開發(fā)人員可以使用便宜的定點數(shù)DSP 來發(fā)展所需的浮點運算算法。F28x 系列DSP預(yù)計發(fā)展至400MHz[7]，目前已發(fā)展至150MHz 的Flash 型式。</p><p>　　(1) F2812 DSP芯片采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù) </p><p>　　1 主頻高達150

64、MHz，每個時鐘周期為6.67ns。 </p><p>　　2采用低電壓供電，當主頻為135MHz時,內(nèi)核電壓為1.8V，主頻150MHz時內(nèi)核電壓為1.9V，I/O引腳電壓為3.3V。  </p><p>　　(2)支持JTAG在線仿真接口 </p><p>　　(3) 32位高性能處理器 </p><p

65、>　　1 支持16bX16b和32bX32b的乘法加法運算。 </p><p>　　2 支持16bX16b雙乘法運算。</p><p>　　3 采用哈佛總線結(jié)構(gòu)模式。 </p><p>　　4 快速的中斷響應(yīng)和中斷處理能力。 </p><p>　　5 統(tǒng)一的

66、存儲設(shè)計模式。 </p><p>　　6 兼容C/C++語言以及匯編語言。</p><p>　　(4) 片內(nèi)存儲空間 </p><p>　　1片內(nèi)FLASH空間大小為128KX16b，分為4個8KX16b和6個16KX16b存儲段。 </p><p>　　2 OTP ROM

67、空間大小1KX16b。 </p><p>　　3 L0、L1兩塊4KX16b單地址尋址隨機存儲器（SARAM）。 </p><p>　　4 H0：一塊8KX16b隨機存儲器（SARAM）。      </p><p>　　5 M0、M1：兩塊1KX16bSA

68、RAM。</p><p>　　(5) Boot ROM空間 </p><p>　　空間大小為4KX16b，內(nèi)含軟件啟動模式以及標準數(shù)學函數(shù)庫。</p><p><b>　　(6) 外部接口</b></p><p>　　1 高達1MX16b的總存儲空間。 <

69、/p><p>　　2 可編程的等待時間。 </p><p>　　3 可編程的等待讀寫時序。 </p><p>　　4 3個獨立的片選信號。</p><p>　　(7) 時鐘和系統(tǒng)控制 </p><p>　　1 支持動態(tài)鎖相環(huán)倍頻。 </p

70、><p><b>　　2 片內(nèi)振蕩器。 </b></p><p>　　3 內(nèi)含看門狗定時模塊。</p><p>　　(8) 3個外部中斷 </p><p>　　(9) 外設(shè)中斷模塊（PIE）可以支持45個外設(shè)中斷 </p><p>　　(10) 3&#

71、160;個32位CPU定時器 </p><p>　　(11) 128位安全密鑰 </p><p>　　1 可以包含F(xiàn)lash ROM OTP以及L0 L1SARAM。</p><p>　　2 防止系統(tǒng)硬件、軟件被修改。 </p><p>　　(12) 用于控制電機

72、的外設(shè) </p><p>　　1兩路事件管理（EVA、EVB）。 </p><p>　?。?3）串行通信端口 </p><p>　　1 串行外設(shè)接口SPI。 </p><p>　　2 兩路串行通信接口SCI，標準URAT口。 </p><p>　　3

73、 增強型CAN模塊（eCAN）。 </p><p>　　4 多通道緩沖串行接口（MSBSP）。</p><p>　　(14) 12位ADC轉(zhuǎn)換模塊 </p><p>　　1 2X8路輸入通道。 </p><p>　　2 兩個采樣保持器。 </p>&

74、lt;p>　　3 單一或級聯(lián)轉(zhuǎn)換模式。 </p><p>　　4 最高轉(zhuǎn)換速度80ns/12.5Msps。 </p><p>　　(15) 56個通用GPIO口 </p><p>　　(16) 先進的仿真模式 </p><p>　　1 具有實時仿真及設(shè)置斷點的功能。&

75、lt;/p><p>　　2 支持硬件仿真。 </p><p>　　(17) 開發(fā)工具 </p><p>　　1 DSP集成環(huán)境CCS。 </p><p>　　2 JTAG仿真器。 </p><p>　　(18) 低電模式和電源存儲 </p>

76、<p>　　1 支持IDLE、STANDBY、HALT模式。 </p><p>　　2 禁止/使能獨立外設(shè)時鐘。 </p><p><b>　　(19) 封裝 </b></p><p>　　1 179引腳BGA封裝，帶擴展存儲接口。 </p><

77、;p>　　2 176引腳PGF封裝，帶擴展存儲接口。</p><p>　　3.2 電源模塊硬件設(shè)計</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計采用芯片選擇TPS767D318芯片，TPS767D318芯片是TI公司推出的雙路低壓差電源調(diào)整器[8]，主要應(yīng)用在雙電源供電的DSP設(shè)計中，其主要特點如下： </p><p>　　（1）具有單獨供電的雙路輸出，一路固定

78、輸出電壓為1.8v，一路固定輸出電壓為3.3v；</p><p>　?。?）每路輸出的電流范圍為0~1A；</p><p>　?。?）具有超低的典型靜態(tài)電流（8.5µA），器件無效狀態(tài)時，靜態(tài)電流僅為1µA；</p><p>　?。?）每路調(diào)整器各有一個開漏復(fù)位輸出，復(fù)位延長時間為200ms；</p><p>　?。?）2

79、8引腳的TSSOP Power PAD封裝形式，可保證良好的功耗性能；</p><p>　?。?）在超過溫度和負荷的情況下，可以有2%的容差；</p><p>　　（7）每路調(diào)整器都有溫度自動關(guān)閉保護功能； </p><p>　　在F2812中對上電順序有嚴格的要求，而普通的線性穩(wěn)壓芯片達不到要求，所以本文采用了專門的電源管理芯片TPS767D318。TPS767D

80、318芯片為雙通道輸出的可控電源轉(zhuǎn)換芯片，可以通過控制使能端從而控制電壓的輸出順序。TPS767D318芯片的具體硬件設(shè)計如圖1所示，F(xiàn)2812的供電電壓為3.3V和1.8V，上電順序先后為3.3V、1.8V。設(shè)計的基本思想是，先使能3.3V輸出，然后利用場效應(yīng)管BSS138驅(qū)動1.8V電的使能端，是芯片產(chǎn)生1.8V電壓，從而實現(xiàn)上電順序的控制。其中的+5V電壓為外部電源提供， 能夠保證為DSP提供穩(wěn)定的1.8v，3.3v和5

81、v電壓[2]。</p><p>　　圖3.1 電源模塊硬件設(shè)計原理圖</p><p>　　3.3 流水燈實驗的硬件設(shè)計</p><p>　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光[9]。</p><p>　　D1~D8左端分別接在DSP的

82、GPIOB11~GPIO4口上，右端接八個電阻為470Ω的上拉電阻且全部由DSP提供3.3v電壓。當給LED燈依次提供低電壓時，八個LED依次輪流點亮。其實驗原理圖如4.2所示。</p><p>　　3.4 獨立按鍵掃描的硬件設(shè)計</p><p>　　KEY1~KEY4左端分別接在DSP的GPIOB0~GPIOB3上。右端分別接上電阻為10KΩ的上拉電阻，然后并聯(lián)在一起由DSP提供3.3v

83、的電壓。KEY1~KEY5分別接S1~S5五個按鈕開關(guān)，然后并聯(lián)接地。通過檢測GPIOB0~GPIOB3的高低電平，當按下S1時，S1閉合接地，右側(cè)為低電平，LED燈由右往左依次點亮。按下S4時，LED燈由左往右依次點亮。其電路圖如4.4所示。</p><p>　　3.5 四位數(shù)碼管實驗的硬件設(shè)計</p><p>　　芯片選擇HD7279A，HD7279A是一片具有串行接口的，可同時驅(qū)動8

84、位共陰式數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。HD7279A內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收BCD碼或16進制碼，并同時具有2種譯碼方式，此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。HD7279A具有片選信號，可方便地實現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口[10]。</p><p>　　HD7279A共有28個引腳，在設(shè)計中使用

85、的各個引腳功能如下： </p><p>　　CS：片選輸入端，此引腳為低電平時，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)； </p><p>　　CLK：同步時鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效； </p><p>　　DATA：串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，當芯片接收指令時，此引腳為輸入端；當讀取鍵盤數(shù)據(jù)時，此引腳在

86、‘讀’指令最后一個時鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆耍?#160;</p><p>　　KEY：按鍵有效輸出端，平時為高電平，當檢測到有效按鍵時，此引腳變?yōu)榈碗娖剑?#160;                     

87、                  </p><p>　　DIG0~DIG7：數(shù)字0～數(shù)字7驅(qū)動輸出；          </p>

88、<p>　　RC：振蕩器連接端，其中電阻的典型值為1.5k?，電容的典型值為15ｐF；</p><p>　　HD7279A與微處理器僅需4條接口線，其中CS為片選信號（低電平有效）。DATA為串行數(shù)據(jù)端，當向HD7279A發(fā)送數(shù)據(jù)時，DATA為輸入端；當HD7279A輸出鍵盤代碼時，DATA為輸出端。CLK為數(shù)據(jù)串行傳送的同步時鐘輸入端，時鐘的上升沿表示數(shù)據(jù)有效。KEY為按鍵信號輸出端，該端在無鍵按下時

89、為高電平；而在有鍵按下時變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到按鍵釋放為止。</p><p>　　HD7279AD的CSJIE接在GPIOA4上,CLK接在GPIOA5,DATA接在GPIOA6，其電路原理圖如4.6所示。實驗完成左后顯示的數(shù)據(jù)是3001。</p><p>　　3.6 外部中斷實驗硬件設(shè)計</p><p>　　利用按鍵實驗的KEY5鍵接在 GPIOE2-XNMI_

90、XLNT13口上，應(yīng)用外部中功能，當檢測收到低電平時，進入中斷子程序，通過觀察一個LED燈的亮滅，來驗證外部中斷實驗。當按下KEY5時，LED燈滅，再次按下KEY5時，LED燈亮。如此反復(fù)，電路原理圖如獨立按鍵掃描實驗相同如圖4.4所示。</p><p><b>　　3.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　通過對實驗的硬件設(shè)計，理解電源模塊的工作原理。了解TMS

91、320F2812的基本結(jié)構(gòu)和功能，了解TPS767D318各個引腳及用途。對于四個實驗電路的硬件設(shè)計，加深對以后的實驗的知識了解。</p><p>　　第4章 基本實驗內(nèi)容</p><p>　　4.1 GPIO應(yīng)用：流水燈實驗</p><p>　　4.1.1 實驗?zāi)康?</p><p>　　1、熟悉DSP2812的結(jié)構(gòu)和使用，掌握DSP系統(tǒng)調(diào)

92、試的一般步驟和方法；</p><p>　　2、編寫程序?qū)崿F(xiàn)流水燈，并調(diào)試；</p><p>　　3、掌握DSP開發(fā)環(huán)境CCS的使用和一般的編程技巧。</p><p>　　4.1.2 實驗要求</p><p>　　熟練掌握DSP系統(tǒng)的調(diào)試方法與步驟，掌握CCS的一般編程方法。</p><p>　　4.1.3 實驗設(shè)備&l

93、t;/p><p>　　1. 一臺裝有CCS3.3軟件的計算機； </p><p>　　2. DSP實驗開發(fā)板；  </p><p>　　3. DSP硬件仿真器。</p><p>　　4.1.4 實驗內(nèi)容</p><p>　　本實驗要求編寫一個流水燈實驗程序，初步使

94、用DSP進行實驗，觀察DSP實驗開發(fā)板上LED燈亮滅情況。實驗流程圖如下。</p><p>　　圖4.1流水燈實驗程序流程圖</p><p>　　4.1.5 實驗方法和步驟</p><p>　　1實驗準備，連接實驗設(shè)備；</p><p>　　2設(shè)置Code Composer Studio 3.3在硬件仿真(Emu

95、lator)方式下運行；</p><p>　　3啟動Code Composer Studio 3.3  選擇菜單Debug→Reset CPU；</p><p>　　4新建、打開工程文件 工程目錄：找到文件的內(nèi)容，理解各語句作用；</p><p><b>　　5編譯、下載程序；</

96、b></p><p>　　6運行程序，觀察結(jié)果.。</p><p>　　觀察DSP開發(fā)板上的八個流水燈的亮滅情況，如果八個LED燈被循環(huán)點亮，則證明硬件設(shè)計和實驗程序無誤，從而驗證了GPIO口功能應(yīng)用。</p><p>　　4.1.6 實驗參考程序</p><p>　　#include "DSP281x_Device.h&qu

97、ot;</p><p>　　#include "System.h"</p><p>　　void Init_LED(void);</p><p>　　void main(void)</p><p>　　{ unsigned int i,j,temp;</p><p>　　InitSysCtrl(

98、); // 系統(tǒng)初始化子程序，在DSP28_sysctrl.c中</p><p>　　Init_LED();</p><p>　　temp=0x0080;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　G

99、pioDataRegs.GPACLEAR.all |=temp;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p>　　for(j=0;j<20000;j++);</p><p>　　GpioDataRegs.GPASET.all |=temp;</p><p><b>　　temp<<

100、=1;</b></p><p>　　if(temp==0x8000)</p><p>　　temp=0x0080;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Init_LED(void)

101、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EALLOW;</b></p><p>　　GpioMuxRegs.GPADIR.all |=0xFFFF;</p><p><b>　　EDIS;</b></p><p><b

102、>　　}</b></p><p>　　void InitSysCtrl(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DisableDog();//禁止看門狗</p><p>　　InitPll(0x8);//設(shè)置系統(tǒng)時鐘=XCLKIN*8/2</p><p

103、>　　InitPeripheralClocks();//設(shè)置外設(shè)時鐘</p><p>　　DINT; // 關(guān)閉總中斷</p><p>　　IER = 0x0000; // 關(guān)閉外設(shè)中斷</p><p>　　IFR = 0x0000; // 清中斷標志</p><p>　　InitPi

104、eCtrl();//初始化PIE控制寄存器</p><p>　　InitPieVectTable();//使能PIE向量表</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.1.7實驗預(yù)習要求 </p><p>　　熟悉GPIO口的功能，掌握硬件結(jié)構(gòu)，先編寫好程序然后再進行仿真器仿真。流水燈實驗的

105、連接電路圖如圖所示。</p><p>　　圖4.2流水燈實驗原理圖</p><p>　　4.2 GPIO應(yīng)用：獨立按鍵掃描實驗（流水燈觀察）</p><p>　　4.2.1 實驗?zāi)康?</p><p>　　1.掌握獨立按鍵程序的簡單編程 ；</p><p>　　2.熟悉獨立按鍵掃描的原理。</p>

106、<p>　　4.2.2 實驗要求</p><p>　　熟悉獨立按鍵掃描實驗的原理與方法，學會獨立按鍵實驗的操作。</p><p>　　4.2.3 實驗設(shè)備</p><p>　　1. 一臺裝有CCS3.3軟件的計算機； </p><p>　　2. DSP實驗開發(fā)板；  </p

107、><p>　　3. DSP硬件仿真器。</p><p>　　4.2.4 實驗內(nèi)容</p><p>　　本實驗通過利用DSP的GPIO口進行試驗，獨立編寫?yīng)毩存I掃描程序，使用DSP實驗設(shè)備運行程序，觀察產(chǎn)生的實驗結(jié)果與自己所編寫的程序是否一致。其實驗流程圖如下。</p><p>　　圖4.3獨立按鍵實驗程序流程圖</p>

108、<p>　　4.2.5 實驗方法和步驟</p><p>　　1實驗準備，連接實驗設(shè)備；</p><p>　　2設(shè)置Code Composer Studio 3.3在硬件仿真(Emulator)方式下運行；</p><p>　　3啟動Code Composer Studio 3.3 

109、60;選擇菜單Debug→Reset CPU；</p><p>　　4新建、打開工程文件工程目錄：找到文件的內(nèi)容，理解各語句作用；</p><p><b>　　5編譯、下載程序；</b></p><p>　　6運行程序，觀察結(jié)果。</p><p>　　程序運行后只有D8亮，通過按S1鍵后，D8滅D7亮。再按一次

110、D7滅D6亮，一次類推。按上S4鍵時LED的亮滅結(jié)果與按鍵S1的結(jié)果相反。</p><p>　　4.2.6 實驗參考程序</p><p>　　#include "DSP281x_Device.h"</p><p>　　#include "System.h"</p><p>　　#define S1 Gp

111、ioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB0</p><p>　　#define S2 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB1</p><p>　　#define S3 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB2</p><p>　　#define S4 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB3

112、 </p><p>　　unsigned int temp; </p><p>　　void Init_LED(void);</p><p>　　void Scan_Key(void);//掃描鍵盤</p><p>　　void Manage_Key1(void); //按鍵1處理程序</p><p>　　void

113、 Manage_Key2(void); //按鍵2處理程序</p><p>　　void Manage_Key3(void); //按鍵3處理程序</p><p>　　void Manage_Key4(void); //按鍵4處理程序 </p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</

114、b></p><p>　　InitSysCtrl(); // 系統(tǒng)初始化子程序，在DSP28_sysctrl.c中</p><p>　　Init_LED();</p><p>　　GpioDataRegs.GPASET.all |=0xFFFF;</p><p>　　temp=0x0080;</p><p>　

115、　GpioDataRegs.GPACLEAR.all |=temp;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if((S1==0)|(S4==0))//掃描是否按鍵按下</p><p>　　Scan_Key();</p

116、><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Scan_Key(void) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i;</p&

117、gt;<p>　　for(i=0;i<10000;i++); //鍵盤消抖動</p><p><b>　　if(S1==0)</b></p><p>　　Manage_Key1();</p><p>　　else if(S4==0)</p><p>　　Manage_Key4();</p&

118、gt;<p>　　while((S1==0)|(S4==0)); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Manage_Key1(void) //左移</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(temp!=0x4000)&

119、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　GpioDataRegs.GPASET.all |=temp;</p><p><b>　　temp<<=1;</b></p><p>　　GpioDataRegs.GPACLEAR.all |=temp;</p>

120、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Manage_Key2(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

121、t;p>　　void Manage_Key3(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Manage_Key4(void)//右移</p><p><b>　　{</b></p>

122、<p>　　if(temp!=0x0080)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GpioDataRegs.GPASET.all |=temp;</p><p><b>　　temp>>=1;</b></p><p>　　GpioDataRegs.G

123、PACLEAR.all |=temp;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Init_LED(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>

124、;　　EALLOW;</b></p><p>　　GpioMuxRegs.GPADIR.all |=0xFFFF;</p><p><b>　　EDIS;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void InitSysCtrl(void)</p>