【文章內(nèi)容簡介】 20F28xx是作為TMS320LF24xx系列的升級產(chǎn)品推出來的，它兼容了TMS320LF24xx系列的所有功能，并對這些功能進行了強化。TMS320LF24xx系列的運行速度最高只有40MIPS百萬條指令/秒，而TMS320F28xx系列提高150MIPS的指令運行速度，模數(shù)轉(zhuǎn)換速度、各個通訊口的速度也比TMS320LF24xx系列有了非常大的提升。最重要的是，TMS320LF28xx系列的DSP采用32位總線，所有寄存器支持32位數(shù)據(jù)的操作，也支持16位數(shù)據(jù)的操作。TMS320F2812的引腳封裝圖如圖32所示。圖32 TMS320F2812引腳封裝圖TMS320F2812功能框圖如圖33所示。圖33 TMS320F2812功能框圖 TMS320F2812時鐘TMS320F2812的CPU時鐘電路為圖3 4所示。圖34 TMS320F2812的CPU時鐘電路TMS320F2812的CPU最高可工作在150MHz主頻下，片上帶PLL(Phase Locked Loop鎖相回路或鎖相環(huán))。PLL用于振蕩器中的反饋技術(shù)電路，可以通過軟件控制倍頻系數(shù)。其外接晶體時鐘頻率為30MHz，可以通過修改PLL控制寄存器5倍頻得到CPU所需要的最高的150MHz時鐘頻率。PLL倍頻系數(shù)由PLL控制寄存器PLLCR的低四位控制，可由軟件動態(tài)的修改，外部復(fù)位信號(XRS)將此四位控制位清為0(CCS中的復(fù)位命令將不會對此4位控制位做清0操作)，PLLCR控制位與倍頻系數(shù)的關(guān)系如圖35所示。圖35 PLLCR控制位與倍頻系數(shù)的關(guān)系但是應(yīng)該注意到的是，本系統(tǒng)中所需要的CPU時鐘頻率為100MHz，又因為標準模板上晶振的振蕩頻率為30MHz，因此只通過改變PLL的系數(shù)是不能得到本系統(tǒng)所需要的CPU時鐘頻率的，故只能更換硬件，即更換為一個20MHz的晶振，再設(shè)置PLL控制寄存器為5倍頻，最終得到了本系統(tǒng)所需要的100MHz時鐘頻率。TMS320F2812為哈佛結(jié)構(gòu)的DSP，在邏輯上有4Ml6位的程序空間和4M16位的數(shù)據(jù)空間，但物理上已將程序空間和數(shù)據(jù)空間統(tǒng)一為一個4Ml6位的存儲空間，TMS320F2812的存儲空間的映射如圖36所示。圖36 TMS320F2812的存儲空間映射TMS320F2812片上有128Kl6位的FLASH、18Kl6位的SRAM、4Kl6位的Boot ROM和1K16位的OTP ROM。在SEEDDEC2812模板上還外擴了SRAM (256K16位)、擴展總線和若干個控制/狀態(tài)寄存器(如USB接口、D/A輸出寄存器等)。在TMS320F2812中，(地址空間為0x0020000x003FFF)，Zone2區(qū)域(地址空間為:0x0800000x0FFFF)被作為外擴空間，模板中沒有使用。這可以用于支持中斷產(chǎn)生電路，我們把中斷產(chǎn)生電路的中斷源(中斷狀態(tài)寄存器)映射在0x08，F(xiàn)FFF地址。 中斷由于TMS320F28x系列DSP片上有非常豐富的外設(shè)，每個片上外設(shè)均可產(chǎn)生1個或多個中斷請求，所以TMS320F28x系列DSP的中斷要比其它系列DSP復(fù)雜。TMS320F2812的中斷有兩級組成，一級是PIE中斷，另一級是CPU中斷，它的構(gòu)成如圖37所示。圖37 TMS320F2812中斷構(gòu)成TMS320F2812只有32個CPU中斷源，而TMS320F28x系列的DSP上有很多片上外設(shè)，每個片上外設(shè)可能產(chǎn)生1個或多個中斷請求，以響應(yīng)眾多的片上外設(shè)事件。CPU沒有足夠的中斷源來管理所有的片上外設(shè)中斷請求，所以在F28x系列DSP中設(shè)置了一個外設(shè)中斷擴展控制器(PIE)來管理片上外設(shè)和外部引腳引起的中斷請求。TMS320F28x系列DSP的片上外設(shè)中斷共有96個，被分為12個組，每組內(nèi)有8個片外設(shè)中斷請求。TMS320F2812有3個外部中斷引腳:XINTXINT2和XNMI_INT13，每個中斷可以設(shè)置為上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，也可以被使能或禁止。PIE復(fù)用中斷原理圖如圖38所示。圖38 利用PIE復(fù)用中斷PIEIER八比特寄存器用于控制使能或屏蔽各個PIE中斷，PIEIFR寄存器為中斷標志寄存器，用來記錄哪些中斷產(chǎn)生。 DAC8565結(jié)構(gòu)原理介紹 D/A轉(zhuǎn)換器概述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱D/A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC，它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件。D/A轉(zhuǎn)換器基本上由4個部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運算放大器、基準電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，簡稱ADC，它是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。 DAC8565結(jié)構(gòu)及功能簡介DAC8565是一種低功耗、四通道、16位精度電壓輸出型數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，、2ppm/℃的內(nèi)部參考電源，內(nèi)部還集成串行SPI通訊口，其時鐘速率可達50MHz。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖39所示。圖39 DAC8556內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖其封裝及引腳排列如圖310所示。圖310 DAC8556封裝及引腳排列圖其各個引腳的功能敘述如圖311所示。引腳名稱引腳功能說明1 VOUTAA路模擬電壓輸出2 VOUTBB路模擬電壓輸出3 VREFH/VREFOUT高電平參考輸入/4 AVDD5 VREFL低電平參考輸入6 GND電路接地參考點7 VOUTCC路模擬電壓輸出8 VOUTDD路模擬電壓輸出9 低電平觸發(fā)控制輸入10 SCLK串行時鐘輸入11 DIN串行數(shù)據(jù)輸入12 IOVDD數(shù)字輸入輸出供電電源13 復(fù)位14 RSTSEL復(fù)位選擇15 低電平使能16 LDACDAC寄存器載入圖311 DAC8565引腳功能描述 其工作時序圖如圖312所示。圖312 DAC8565工作時序圖 系統(tǒng)硬件接口技術(shù) TMS320F2812最小系統(tǒng)一個典型的DSP最小系統(tǒng)如圖313所示，包括DSP芯片、電源電路、復(fù)位電路、時鐘電路及JTAG接口電路?？紤]到與PC通信的需要，最小系統(tǒng)一般還需增添串口通信電路。圖313 DSP最小系統(tǒng)框圖TMS320F2812是TI公司C2000系列中性價比較高的一款器件。該器件集成了豐富而又先進的外設(shè)，如128kB的Flash存儲器、4kB的引導(dǎo)ROM、數(shù)學運算表、電機控制外設(shè)、串口通信外設(shè)、2kB的OTP ROM以及16通道高性能12位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，提供了兩個采樣保持電路可以實現(xiàn)雙通道信號同步采樣，同時具有很高的運算精度(32位)和系統(tǒng)處理能力(達到150MIPS)，可廣泛應(yīng)用于電力自動化、電機控制和變頻家電等領(lǐng)域。(1)電源及復(fù)位電路設(shè)計DSP系統(tǒng)一般都采用多電源系統(tǒng)，電源及復(fù)位電路的設(shè)計對于系統(tǒng)性能有重要影響。TMS320F2812是一個較低功耗芯片，核電壓為1．8V，IO電壓為3．3V。本文采用TI公司的TPS767D318電源芯片。該芯片屬于線性降壓型DC／DC變換芯片，可以由5V電源同時產(chǎn)生兩種不同的電壓(3．3V、1．8V或2．5V)，其最大輸出電流為1000mA，可以同時滿足一片DSP芯片和少量外圍電路的供電需要，如圖314所示。該芯片自帶電源監(jiān)控及復(fù)位管理功能，可以方便地實現(xiàn)電源及復(fù)位電路設(shè)計。復(fù)位電路原理圖如圖315所示。圖314 電源電路原理圖圖315 復(fù)位電路原理圖 (2)時鐘電路設(shè)計TMS320F2812 DSP的時鐘可以有兩種連接方式，即外部振蕩器方式和諧振器方式。如果使用內(nèi)部振蕩器，則必須在X1／XCLKIN和X2兩個引腳之間連接一個石英晶體。如果采用外部時鐘，可將輸入時鐘信號直接連到X1／CI。KIN引腳上，X2懸空。本文采用的足外部有源時鐘方式，直接選擇一個3．3V供電的30MHz有源晶振實現(xiàn)。系統(tǒng)工作是通過編程選擇5倍頻的PLL功能，可實現(xiàn)F2812的最高工作頻率(150MHz)。晶振電路如圖316所示。圖316 晶振電路 (3)DSP與JTAG接口設(shè)計DSP仿真器通過DSP芯片上提供的掃描仿真引腳實現(xiàn)仿真功能，掃描仿真消除了傳統(tǒng)電路仿真存在的電纜過長會引起的信號失真及仿真插頭的可靠性差等問題。采用掃描仿真，使得在線仿真成為可能，給調(diào)試帶來極大方便。JTAG接口