【正文】 VC5416 最小系統(tǒng) ，即 DSP 目標(biāo)板 ） 。例如把DSP 最小系統(tǒng)分成時(shí)鐘電路、 JTAG 電路、 EEPROM 電路、電源雙路供電電路、工作模式選擇電路等等。 DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入 LED 燈的作用是在自舉過程用 TMS320VC5416 的 XF 引腳控制 LED燈的閃爍來顯示自舉的成功與否。其原理圖如圖 210 所示： 1uFC22S1SWPB+RS1KR71KR6 圖 210 系統(tǒng)復(fù)位電路 工作模式選擇電路 DSP的處理器有兩種工作模式：微處理器模式和微型計(jì)算機(jī)模式 ，若 MP/MC引腳為低電平， 則 DSP 被設(shè)置為微計(jì)算機(jī)模式， 即 程序 從片內(nèi) ROM 的 0FF80H起 開始執(zhí)行；若 MP/MC 引腳為高電平， 則 DSP 被設(shè)置為微處理器工作方式，即 用戶程序 從外部程序存儲(chǔ)器 0FF80H 地址開始執(zhí)行 。 其原理圖如圖 25 所示： 1 23 45 67 89 10340_JTAGGNDGND NCRST/C2CKC2D340_VCCGND+NCNC1KR14RST/C2CK 圖 25 單片機(jī) JTAG 接口電路 原理圖 DSP5416 擴(kuò)展電路 在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)一個(gè) DSP5416 擴(kuò)展電路，用來接入 DSP 目標(biāo)板，完成 DSP 自舉的驗(yàn)證試驗(yàn)，在 DSP 目標(biāo)板與單片機(jī)系統(tǒng)接入過程中，采用直插式連接。 C8051F340 單片機(jī) 系統(tǒng) 部分包括供電電路、復(fù)位電路、 JTAG電路 、 DSP 擴(kuò)展電路、液晶顯示電路等 。 硬件總體設(shè)計(jì) 依 據(jù)系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)的 總體 設(shè)計(jì)流程圖如圖 22 所示，本文主要解決自舉模塊 部分。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 13 第 2章 硬件設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過程中，將系統(tǒng)功能分為硬件和軟件兩部分來分別實(shí)現(xiàn)。如今LabVIEW 已應(yīng)用到航空、電子、通信、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。電路設(shè)計(jì)人員通過 Protel DXP 提供的編輯工具，可方便地實(shí)現(xiàn)庫中沒有 包含的元件原理圖以及 PCB 封裝地設(shè)計(jì)制作 [11]。 CCS有兩種工作模式，即：軟件仿真器模式和硬件在線編程模式；前者可以脫離 DSP芯片，在 PC 機(jī)上模擬 DSP 的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試；后者可以實(shí)時(shí)運(yùn)行在 DSP 芯片上，與硬件開發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。如圖 15： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 7 圖 15 TMS320VC5416 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其主要特點(diǎn)如下： （ 1） 144 引腳，操作速率達(dá) 160MIPS； （ 2）內(nèi)置 可編程等待狀態(tài)發(fā)生器， 三個(gè)多通道緩沖串行口 (MCBSP),鎖相環(huán)（ PLL）時(shí)鐘產(chǎn)生器， 一個(gè) 16 位定時(shí)器以及 6 通道直接存取（ DMA）控制器 ，一個(gè) 8 位 ∕16 位并行與外部處理器通信的 HPI 口 ； （ 3） 40 位算術(shù)邏輯單元（ ALU） ,包括一個(gè) 40 位桶形移位器和兩個(gè) 40 位累加器 ； （ 4）一個(gè) 1717 乘法器和一個(gè) 40 位專用加法器，允許 16 位帶 ∕不帶符號(hào)的乘法； （ 5）先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu)， 一條程序存儲(chǔ)器總線 和 三條 16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線 ； （ 6） 8 個(gè)輔助寄存器及一個(gè)軟件棧，允許使用業(yè)界最先進(jìn)的定點(diǎn) DSP C 語言編譯器； （ 7） 單周期正規(guī)化及指數(shù)化譯碼； （ 9）低功耗，工作電源為 （ I∕O）和 （ CORE），特別適合電池供電設(shè)備。其中上位機(jī) 用來完成用戶程序代碼的格式轉(zhuǎn)換并通過 USB 通信將轉(zhuǎn)換后的代碼自動(dòng)移植到下位機(jī)C8051F340 單片機(jī) 的 FLASH 中；下位機(jī) 包括硬件部分和軟件部分，用來 完成 與上位機(jī)的 USB 通信、與 DSP 目標(biāo)板的 SPI 通信 ，此外 下位機(jī)本身的 FLASH 作為 DSP 的外部存儲(chǔ)器。 數(shù)據(jù)從 MOSI 引腳輸出，并鎖存 MISO 引腳上輸入的數(shù)據(jù)。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 3 SPI 通信的基本原理 SPI 接口是 Motorola 首先提出的一種高速，全雙工，同步通信總線，采用主從工作模式（ Master Slave）工作；支持多 slave 模式應(yīng)用，一般僅支持單 Master。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 部分是 對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果作了簡(jiǎn)單的總結(jié)，展望則是 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。因此 本文 提出了一種便捷的、具有用戶程序自動(dòng)更新功能的 DSP自舉模塊 ，模塊包括上位機(jī)部分和下位機(jī)部分， 上位機(jī) 能夠 實(shí)現(xiàn) 文件的格式轉(zhuǎn)換，并通過 USB通信將更新代碼自動(dòng)移植 ； 下位機(jī) C8051F340的片內(nèi) Flash用作 DSP的片外存儲(chǔ)器，通過 SPI接口對(duì) DSP進(jìn)行代碼更新 。 本文首先介紹了所要用到的一些基本原理及相關(guān)設(shè)計(jì)工具；其次是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)部分；最后詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果與分析部分。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 摘 要 TMS320VC5416 處理器 因 具有 快速運(yùn)算能力 ， 使得它在 消費(fèi) 類電子 產(chǎn)品的研制中發(fā)揮著越來越大的作用，但由于 TMS320VC5416 處理器是 RAM 型器件，掉電后不能保存任何用戶程序 ，所以在應(yīng)用過程中一般對(duì)其 經(jīng)行 自舉設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ： DSP， TMS320VC5416， C8051F340， 自舉 ， FLASH 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） ABSTRACT The TMS320VC5416 processor has the fast puting ability, so it plays an important role in the research of consuming electronics products. The reason why the processor can not save any user’s program when it is power off is that it is RAM type devices. So we monly use the bootstrapped method to solve it. But the existing bootstrapped method is plicated and difficult to update and upgrade， we present a simple bootstrapped DSP method in this paper. In the paper we use the C8051F340 MCU to achieve the bootstrapped method, which has a low cost and gets the stability and high integration level. The system includes upper and lower machine: PC of the upper machine transforms user’s files from .out to .dat and USB munication will update the code automatically。 SPI是一種高速的、 同步的 、 全雙工 的 通信總線， 并且占用芯 片的管腳少 ， 既 節(jié)約了芯片的管腳， 又 為 PCB的布局 上 節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 2 第 1章 基本原理與系統(tǒng)方案 本章主要是對(duì) DSP 串行自舉及 SPI 通信的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)中采用的解決方案和所涉及到的相關(guān)器件和軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。SPI 的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少 4 根線，事實(shí)上 3 根也可以（單向傳輸時(shí)）。 從模式 為 （ MASTER/SLAVE=0） : SCLK 引腳為串行移位時(shí)鐘的輸入，該時(shí)鐘由網(wǎng)絡(luò)主控制器提供。 下面將對(duì)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架 和軟件開發(fā)環(huán)境作已簡(jiǎn)單介紹。 TMS320VC5416 的管腳圖如圖 16 所示： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 8 圖 16 TMS320VC5416 管腳 單片機(jī) 器件介紹 C8051F330[7]是 Silicon Laboratories 公司生產(chǎn)的完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型 單片機(jī)， 是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。 CCS 運(yùn)行時(shí)的主窗口如圖 19 所示： CCS 的功能十分強(qiáng)大，它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持 C／ C++和匯編的混合編程，使用方便快捷 [8]。 （ 4） Protel DXP 提供了元件集成庫的 SPICE 仿真模型和信號(hào)完整性分析，這使得設(shè)計(jì)人員調(diào)用元件時(shí)能夠同時(shí)調(diào)用元件的原理圖符號(hào)和 PCB 封裝符號(hào)。另外重要的一點(diǎn)是 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 系統(tǒng) 測(cè)試 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成 DSP 處理器 TMS320VC5416 便捷 的 標(biāo)準(zhǔn)串行自舉。 本章主要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)硬件的功能、測(cè)試系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)、測(cè)試系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。 硬件設(shè)計(jì)包括 單片機(jī) C8051F340 部分 和 DSP 處理器 TMS320VC5416 部分 。 下面依次對(duì)其 進(jìn)行 介紹： 供電電路 該系統(tǒng)采用 5V 的 USB 供電電源，給整個(gè)系統(tǒng)提供正常 工作 的電壓。 其原理圖如圖 26 所示： DSP5416 擴(kuò)展電路1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 36J1Header 18X21 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 36J2Header 18X2671 2511 12133 4817 1819 2021 2223 2425 26DSP_27 2829 3031 3233 3435 3637 3839 40DSP_41 42DSP_43 44DSP_45 4647 DSP_4849 5051 52DSP_53 5455 5657 58DSP_59 6061 6263 6465 6667 6869 7071 729 101514161 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 36J3Header 18X273757779818385878991939597991011031051077678808284868890929496DSP_98741001021041061081 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 36J4Header 18X2109 110111 112113 114115 116117 118119 120121 122123 124125 126127 128129 130131 132133 134135 136137 138139 140141 142143 144 圖 26 DSP5416 擴(kuò)展電路原理圖 液晶顯示電路 在本系統(tǒng)中為了便于自舉結(jié)果的直觀顯示，在設(shè)計(jì)的時(shí)候加入了一個(gè)液晶顯示電路，用來接入液晶顯示屏直觀的顯示自舉結(jié)果。 TMS320VC5416 內(nèi)部有西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 19 鎖相環(huán) PLL 電路， 我們可以 利用 PLL 的鎖定特性對(duì)時(shí)鐘頻率進(jìn)行鎖定，為芯片提供高穩(wěn)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)。 DSP 與單片機(jī)之間的互連設(shè)計(jì) DSP 標(biāo)準(zhǔn)串行自舉（ standard serial boot）的硬件 電路 比較簡(jiǎn)單，只 需將 DSP 的 McB