【正文】 CCS 編程環(huán)境中，編譯后得到的文件是一種 COFF 格式 .out 格式，并不能直接用于 DSP 自舉， 需要 取 除文西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 24 件中的非程序代碼的冗余數(shù)據(jù)。 上位機(jī) LabVIEW 程序 功能 （ 1） 能夠顯示文件的輸入路徑和格式轉(zhuǎn)換信息； （ 2） 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)用戶代碼文件的格式轉(zhuǎn)換 ； （ 3） 能夠 通過(guò) USB 通信自動(dòng)將 格式轉(zhuǎn)換完畢的 代碼數(shù)據(jù) 下載到 作為 DSP外部存儲(chǔ)器的 C8051F340 片內(nèi) Flash 中 。 系統(tǒng)硬件原理圖分為兩個(gè)主要部分： DSP 最小系統(tǒng)部分和單片機(jī)系統(tǒng)部分，其中 DSP 最小系統(tǒng)部分硬件原理圖見附錄 I， 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖詳見附錄 Ⅱ 。 在設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖時(shí)，最好把系統(tǒng)分成幾個(gè)小模塊，分開設(shè)計(jì)。 TMS320VC5416 (主機(jī) ) C8051F340（從機(jī)） B F S R 0B D R 0B L C K R 0X FD S PR SP 1 . 2P 1 . 1P 1 . 0P 0 . 7P 1 . 3M C U 圖 212 DSP 與單片機(jī) SPI 端口連接圖 系統(tǒng)硬件原理圖設(shè)計(jì) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 21 原理圖設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它決定了后面工作的進(jìn)展。 LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片。所謂硬件配置的 PLL，就是通過(guò)設(shè)定 DSP 的三個(gè)引腳（ ）的狀態(tài)來(lái)選擇時(shí)鐘方式。電路 中 S1 平時(shí)為斷開 狀態(tài) ，當(dāng)按鍵 閉合時(shí)，電容 C 放電，使電容 C 上的電壓降為 0， 即 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。 在實(shí)際操作過(guò)程中由于這兩種電源都不容易直接得到 ，而很容易得到 5V 的 USB 電源 。其原理圖如圖 24 所示： C131uFC12340_VCCRESETSWPB1KR131KR14RST/C2CK 圖 24 單片機(jī) 復(fù)位電路 原理圖 JTAG 接口電路 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 16 電路中設(shè)計(jì)一個(gè) 52 針 JTAG 接口 ， JTAG（ Joint Test Action Group）接口用于連接最小系統(tǒng)板和仿真器，實(shí)現(xiàn)仿真器對(duì) DSP 的訪問(wèn)， JTAG 接口的連接需要和仿真器上的接口一致。C +85176。 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) C8051F340 單片機(jī) 系統(tǒng)是本次硬件設(shè)計(jì)的核心，它即作為自舉的的控制部分，同時(shí) C8051F340 單片機(jī) 的 FLASH 又作為 DSP 的外部存儲(chǔ)器，在本設(shè)計(jì)中有 極為重要的地位。C8051F340單片機(jī) TMS320VC5416 最小系統(tǒng) PC 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 14 TMS320VC5416 部分包括：供電電路、復(fù)位電路、工作模式選擇電路、時(shí)鐘電路、 JTAG 電路 [16]。 USB 通信 SPI 通信 圖 21 系統(tǒng) 硬件 總體功能 流程圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能為： 搭建能使 C8051F340 單片機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立工作的最小系統(tǒng)電路； 提供與上位機(jī)通信的 USB 通信接口； 提供與 DSP 自舉時(shí)與 DSP 通信的 SPI 接口。 系統(tǒng)硬件功能描述 該系統(tǒng)主要由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成。第五章是系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的結(jié)論與展望，在這一章中，結(jié)論對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果作了簡(jiǎn)單的總結(jié)，展望則根據(jù)系統(tǒng)中存在的不足提出了一些相應(yīng)的改進(jìn)的方法。 論文章節(jié)安排 本論文共分為五章：第一章是緒論，介紹了設(shè)計(jì)中的一些基本原理和相關(guān)軟件的介紹。 LabVIEW 編程主要是用簡(jiǎn)單、直觀、易懂的框圖來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的程序代碼，并且其編程過(guò)程和思維過(guò)程很相似。 軟件 ConfigAndConfig2Instal簡(jiǎn)介 交叉開關(guān)是一個(gè)多路選擇器，它用于為器件內(nèi)部的硬件外設(shè)分配 I/O端口。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。它的設(shè)計(jì)檢查功能主要包括電路原理圖設(shè)計(jì)中的 ERC 和 PCB 設(shè)計(jì)中的 DRC，它們能夠使電路設(shè)計(jì)人員快速地查證錯(cuò)誤，最大限度地減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)。 （ 3） Protel DXP 提供豐富的元件原理圖庫(kù)和 PCB 封裝庫(kù)，并且?guī)斓墓芾砗途庉嫻δ芨油晟疲僮鞲雍?jiǎn)便。 Protel DXP 不但兼容了以前所有版本的 Protel軟件，而且集成了更多的工具，從而在電路原理圖設(shè)計(jì)、 PCB 布局布線、電路仿真測(cè)試和 FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)等方面較以前的版本有了極大的加強(qiáng) [9]。 端口 I/O和 /RST引腳都容許 5V的輸入信號(hào)電壓，采用 48腳 DIP封裝其管腳圖如下圖 18所示： 圖 18 C8051F340 管腳圖 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 10 軟件環(huán)境 Code Composer Studio CCS(Code Composer Studio)是 TI 公司推出的用于開發(fā) DSP 芯片的集成開發(fā)環(huán)境，它采用 Windows 風(fēng)格界面，集編輯、編譯、鏈接、軟件仿真、硬件調(diào)試以及實(shí)時(shí)跟蹤等功能于一體，能完成 DSP 系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，極大地方便了 DSP 芯片的開發(fā)與設(shè)計(jì)，是目前使用最為廣泛的 DSP 開發(fā)軟件之一。 （ 9） 片內(nèi) Silicon Labs 二線（ C2）開發(fā)接口允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品 MCU 進(jìn)行非侵入式（不占用片內(nèi)資源）、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。 器件 介紹 DSP 器件 介紹 當(dāng)前業(yè)界中應(yīng)用得最廣泛的是 TI的 TMS320系列 DSP，其中 TMS320VC5416是 TI 公司于近年推出的性價(jià)比極高的數(shù)字信號(hào)處理器 DSP[6]。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖 13 所示： 確 定 單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標(biāo)單 片 機(jī) 及 其 外 圍 器 件 的 選 擇單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì)單 片 機(jī) 硬 件 設(shè) 計(jì) 及 制 作硬 件 測(cè) 試 軟 件 代 碼 編 譯 連 接 與 仿 真單 片 機(jī) 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 代 碼軟 硬 件 聯(lián) 合 在 線 方 針 調(diào) 試單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 整 體 測(cè) 試 與 驗(yàn) 證 圖 13 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 6 其中 DSP 最小 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 框圖 如圖 14 所示： D S P 及 其 外 圍 器 件 的 選 擇D S P 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì)D S P 硬 件 設(shè) 計(jì) 及 制 作硬 件 測(cè) 試 軟 件 代 碼 編 譯 連 接 與 仿 真D S P 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 代 碼軟 硬 件 聯(lián) 合 在 線 方 針 調(diào) 試D S P 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 整 體 測(cè) 試 與 驗(yàn) 證確 定 D S P 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標(biāo) 圖 14 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)硬件設(shè)計(jì)的 前提 ， 本文 是 從最小系統(tǒng)開始，逐步向 應(yīng)用 系統(tǒng)擴(kuò)展，最終 完成 以 單片機(jī) 的外圍擴(kuò)展 功能 為核心的整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)方案 為 實(shí)現(xiàn) 以上的 系統(tǒng)功能 而提出以下的系統(tǒng)方案，本系統(tǒng) 主要由 上位機(jī) 部分和下位機(jī) 部分組成， 本文主要 實(shí)現(xiàn)框圖如圖 12 的虛線框部分 。 SPI 總線的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）總線速度：時(shí)鐘速度很快，范圍可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲， 目前應(yīng)用中的數(shù)據(jù)速率可達(dá)幾 Mbps 的水平 ，且沒有系統(tǒng)開銷。 在通信過(guò)程中，主模式 為 （ MASTER/SLAVE=1） : SPI 在 SCLK 引腳為整個(gè)串行通信網(wǎng)絡(luò)提供時(shí)鐘。具體如圖 11 所示： Master Slave B L C K XB D XB D RB F S XS C l KM O S IM O S O/ S S 圖 11 SPI 通信原理 （ 1） MOSI– 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入（主發(fā)從收） 。 當(dāng) 初始化完成后，根據(jù) 設(shè)定的 外部 條件，判斷條件是否有先后順序 ， 選擇不同的自舉引導(dǎo)方式 。 TMS320VC5416 的數(shù)據(jù)手冊(cè)上提供了 5 種自舉引導(dǎo)方式，分別是 HPI 自舉、并行自舉、串行 EEPROM 自舉、標(biāo)準(zhǔn)串行自舉、 I/O 自舉 [2]。第四章是系統(tǒng)的調(diào)試與分析部 分 ，這章主要對(duì)調(diào)試的過(guò)程作了詳盡的描述，并對(duì)調(diào)試過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行了分析。 本論文共分為五章。 但是DSP在自舉前首先需要將 CCS編譯的 .out文件經(jīng)行一系列的轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的文件導(dǎo)入外部的存儲(chǔ)器經(jīng)行移植，用戶程序的更新非常不方便。 近 30年來(lái) DSP芯片的誕生及發(fā)展對(duì)數(shù)字信號(hào)處理、軍事、通訊、聲音圖像處理、工業(yè)控制、儀器儀表、消費(fèi)電子、醫(yī)學(xué) 等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到十分重要的作用。 實(shí)驗(yàn)證明：本文設(shè)計(jì)的 一種 便捷 DSP 自舉模塊 是合理可行的。 因此， 本文 提出 一種便捷的 DS P 自舉 模塊 設(shè)計(jì) 。但是在現(xiàn)有的自舉模塊 的 實(shí)現(xiàn)非常 繁瑣，并且不利于產(chǎn)品的更新與升級(jí) 。 該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵自舉功能。 lower machine C8051F340 chip Flash for DSP chip memory, and DSP through the SPI interface on the bootstrap code updates. This module can achieve the bootstrapped method in one key. Experimental results show that the design of this kind of convenient bootstrap DSP module is reasonable and feasible. This paper firstly introduces the basic principle and designing tool, then the hardware and software design of the system. We do a detailed analysis of debugging results in the end of paper. . KEY WORDS： DSP, TMS320VC5416, C8051F340, boot, FLASH 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 目 錄 前 言 .............................................................................................................................. 1 第 1 章 基本原理與系統(tǒng)方案 .................................................................................. 2 基本原理 ................................................................................................................. 2 自舉的基本原理 ........................................................................................... 2 SPI 通信的基本原理 ...................................................................................... 3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 4 系統(tǒng)功能 ....................................................................................................... 4 系統(tǒng)方案 ....................................................................................................... 4 系統(tǒng)硬件構(gòu)架 ......................................................................................... 5 器件介紹 ....................................................................................