【文章內容簡介】 性能靜態(tài) CMOS 制造工藝 主頻達 150MHZ(時鐘周期 ) 低功耗 (150MHz 核電壓 ,135MHz 以下核電壓 ,I/O 口電壓) Flash 編程電壓為 2）支持 JTAG 邊沿掃描 3）高性能 32 位 CPU 16 16 和 32 32 乘積累加操作 16 16 雙乘積累加器 程序和數(shù)據(jù)空間分開尋址 (哈佛總線結構 ) 快速中斷響應和處理 統(tǒng)一寄存器編程模式 可達 4M 的線性程序地址 可達 4M 的線性數(shù)據(jù)地址 高效的代碼轉換能力 (支持 C/C++和匯編語言 ) 4） 片上存儲器 有多達 128K 16 的 FLASH 存儲器 或 有多達 128K 16 的 ROM 5）外部存儲器接口 有多達 1MB 的尋址空間 三個獨立的片選端 6）時鐘與系統(tǒng)控制 支持動態(tài)的改變鎖相環(huán) (PLL)的頻率 片上振蕩器 7）三個外部中斷 8）外部中斷擴展 (PIE)模塊，支持 45 個外部中斷 9） 128 位的密鑰 /鎖 保護 FLASH/ROM 防止固化在 ROM 中的程序被盜 10）三個 32 位的 CPU 定時器 11）串口外圍設備 串行外部設備接口 (SPI) 兩個串行通信接口 (SCIs) 12） 12 位的 ADC,16 通道 2 個 8 通道的輸入多路選擇器 兩個采樣保持器 單 /連續(xù)通道轉換 快速轉換率 80ns/(兆采 樣每秒 ) 可用兩個事件管理器順序觸發(fā) 8 對模數(shù)轉換 13）多達 56 個獨立的可編程、多用途通用輸入 /輸出 (GPIO)引腳 C281x 外設介紹 由于 C281x 數(shù)字信號處理器集成了很多內核可以訪問和控制的外部設備，C281x 內核需要通過某種方式來讀 /寫外設。為此，處理器將所有的外設都映射到了數(shù)據(jù)存儲空間。每個外設被分配一段相應的地址空間，主要包括配置寄存器、輸入寄存器、輸出寄存器和狀態(tài)寄存器。每個外設只要通過簡單的訪問存儲器中的寄存器就可以適用該設備。 外設通過外設總線（ PBUS）連接到 CPU 的內部存儲器接口上，如圖所示。所有的外設包括看門狗和 CPU 時鐘在內，在使用之前必須配置相應的控制寄存器。 （ 1） 事件管理器 在 C281x 數(shù)字信號處理器上有兩個事件管理器， EVA 和 EVB，是數(shù)字電機控制應用使用的非常重要的外設，能夠實現(xiàn)機電設備控制的多種必要的功能。每個事件管理器模塊包括：定時器、比較器、捕捉單元、 PWM 邏輯電路、正交編碼脈沖電路以及中斷邏輯電路等。 C281xCPU+JTAG SARAM 存儲器接口 邏輯I/F Flash ROM (最多 128K 16 位 ) P 總線接口 SCI CAN Mcbsp WD ADC 控制 中斷復位等 I/O寄存器 SPI EVENT管理器EVB 和EVA ADC （ 2） 模數(shù)轉換模塊 C281x 數(shù)字信號處理器上的 ADC 模塊將外部的模擬信號轉換成數(shù)字量， ADC 模塊可以將一個控制信號進行濾波或者實現(xiàn)運動系統(tǒng)的閉環(huán)控制。尤其是在電機控制系統(tǒng)當中，采用 ADC 模塊采集電機的電流或者電壓實現(xiàn)電流環(huán)的閉環(huán)控制。 （ 3） SPI 是一個高速同步串行通信接口，能夠實現(xiàn) DSP 與外部設備或另一個 DSP 之間的高速串行通信。應用中經(jīng)常使用 SPI 接口和擴展外設的移位寄存器、 LCD 顯示以及 ADC 等外設通信。 SCI 屬于異步串行接口，支持標準的 UART 異步通信模式 i，并采用 NRZ(NoReturnZero)數(shù)據(jù)格式，可以通過 SCI 串行接 口與其他的異步外設進行通信。 （ 4） CAN 總線通信模塊 TMS320F281x 數(shù)字信號處理器上的 CAN 總線接口模塊是增強型的CAN 接口，完全支持 總線規(guī)范。它有 32 個可配置的接收 /發(fā)送郵箱，支持消息的定時郵遞功能。最高通信速率可以達到 1Mbps?？梢允褂迷摻涌跇嫿ǜ呖煽康?CAN 總線控制或監(jiān)測網(wǎng)絡 。 （ 5） 看門狗 看門狗主要用來檢測軟件和硬件的運行狀態(tài)，當內部計數(shù)器溢出時，將產生一個復位信號。為了避免產生不必要的復位，要求用戶定期對看門狗定時器進行復位。如果不明的原因使 CPU 中斷程序，看門狗將產生一個復位信號 ，比如系統(tǒng)軟件進入了一個死循環(huán)或者 CPU 的程序運行到了不確定的程序空間，從而 使系統(tǒng)不能正常工作。在這種情況下，看門狗電路將產生一個復位信號，使 CPU 復位，程序從系統(tǒng)軟件的開始執(zhí)行。通過這種方式，看門狗有效的提高了系統(tǒng)的可靠性。 （ 6） 通用目的數(shù)字量 I/O 在 C281x 處理器有限的引腳當中，相當一部分都是特殊功能引腳和 GPIO 引腳公用的。實際上， GPIO 作為與其他設備進行數(shù)據(jù)交換的通道，也是非常有用的。GPIO Mux 寄存器選擇這些引腳的功能（特殊功能引腳或數(shù)字量 I/O），如果配置成通用的數(shù)字 I/O 引腳，則還需要 PxDATDIR 數(shù)據(jù)和方向控制寄存器來控制。 （ 7） PLL 時鐘模塊 鎖相環(huán)（ PLL）模塊主要用來控制 DSP 內核的工作頻率，外部提供一個參考時鐘輸入，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻或分頻后提供給 DSP 內核。 C281x數(shù)字信號處理器能夠實現(xiàn) ~10 倍的倍頻。 （ 8） 多通道緩沖串口 (Mcbsp) 多通道緩沖串口主要有以下幾個特點： 除 DMA 外，與 TMS320C54x/TS30C55x 數(shù)字信號處理器的 McBSP 兼容； 全雙工通信模式； 雙緩沖數(shù)據(jù)寄存器，能夠實現(xiàn)連續(xù)的通信數(shù)據(jù)流； 收發(fā)的幀和時鐘相互獨立； 可以采用外部移位時鐘或內部的時鐘 ； 支持 1 1 24 或 32 位的數(shù)據(jù)格式； 幀同步和數(shù)據(jù)時鐘的極性都是可編程的； 可編程的內部時鐘和同步幀； 支持 Abis 模式； 能同 CODEC、 AIC（ Analog Interface Chips）等標準串行 A/D 和 D/A器件接口； 同 SPI 接口兼容，當系統(tǒng)工作在 150HZ 頻率時， SPI 接口模式可以工作在 75Mbps； 兩個 16*16 深度的發(fā)送通道 FIFO； 兩個 16*16 深度的接受通道 FIFO； （ 9） 外部中斷接口 （ 10） TMS320F281x 數(shù)字信號處理器支持多種外設中斷，外設中斷擴展模塊最多支持 96 個獨 立的中斷。并將這些中斷分成 8 組，每一組有 12個中斷源，根據(jù)中斷向量表來確定產生的中斷類型。 CPU 將自動獲取中斷向量，在響應中斷時， CPU 需要 9 個系統(tǒng)時鐘完成中斷向量的獲取和重要 CPU 寄存器的保護（中斷響應延時為 9 個系統(tǒng)時鐘）。因此，CPU 能夠相當快地響應外設產生的中斷。 (11） JTAG ?JTAG(Joint Test Action Group)聯(lián)合測試行動小組 。 是一種國際標準測試協(xié)議 ,主要用于芯片內部測試。現(xiàn)在多數(shù)的高級器件都支持 JTAG 協(xié)議，如DSP、 FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）器件等 。 (12） 12 位 ADC， 16 通道 ADC 模塊有 16 個通道，可配置為兩個獨立的 8 通道模塊以便為事件管理器 A 和 B 服務。兩個獨立的 8 通道模塊可以級聯(lián)組成一個 16 通道模塊。雖然有多個輸入通道和兩個序列器，但在 ADC 模塊中只有一個轉換器。 TLV320AIC23 芯片 TLV320AIC23 是 TI 公司推出的一款高性能立體聲音頻編解碼器，內置耳機輸出放大器，支持 mic 和 line in 二選 一 的輸入方式。輸入和輸出都具有可編程的增益調節(jié)功能。 TLV320AIC23 的模／數(shù)轉換器 (ADC)和數(shù)，模轉換器 (DAC)集成在芯片內部．采用先進的 Σ△ 過采樣技術．可以在 8kHz 至 96kHz 的采樣率下提供 16bit、 20bit、 24bit 和 32bit 的采樣數(shù)據(jù)。 ADC 和 DAC 的輸出信噪比分別可達 90dB 和 100dB。同時。 TLV320AIC23 還具有很低的功耗 (回放模式為 23mW。節(jié)電模式為 15μw)。上述優(yōu)點使得 TLV320AIC23 成為一款非常理想的音頻編解碼器，與 TI 的 DSP 系列相配合更是相得益彰。 1） TLV320AIC23 詳細指標： 高品質的立體聲多媒體數(shù)字語音編解碼器 在 ADC 采用 48KHZ 采樣率時噪音 90DB 在 DAC 采用 48KHZ 采樣率時噪音 100DB 核心數(shù)字電壓：兼容 TIF28X DSP 內核電壓 緩沖器和模擬：兼容 TI28X DSP 內核電壓 支持 8KHZ96KHZ 的采樣頻率 軟件控制通過 TIMCBSP 接口 音頻數(shù)據(jù)輸入輸出通過 TIMCBSP 接口 1） TLV320AIC23 的管腳介紹 芯片的管腳圖如下所示： 芯片 TLV320AIC23 一共有 28 個管腳，其每一個管腳的名稱與功能在下表： 引腳 功能 AGND 模擬地 AVDD 模擬電源供應輸入。電壓水平是額 定 BCLK I2S 串行位時鐘。在音頻主模式， AIC23 產生信號并將其發(fā)送給 DSP芯片。在音頻從模式，該信號有 DSP 芯片產生。 BVDD 緩沖器供應輸入。電壓范圍從 ～ CLKOUT 時鐘輸出。這是 XTI 輸入的緩沖版，可使用為 XTI 頻率的 1 倍或1/2 倍，在采速率控制寄存器的第 7 位控制頻率的選擇。 CS 控制輸入端口鎖存 /地址選擇。對于 SPI 控制模式，該輸入作為數(shù)據(jù)鎖存控制。對于兩線控制模式，該輸入定義了器件地址位的第 7位 DIN 對于 sigmadelta 立體聲 DAC,I^2C 格式的串行數(shù)據(jù)輸入 DGND 數(shù)字地 DOUT 從 sigmadelta 立體聲 DAC,I^2C 格式的串行數(shù)據(jù)輸出 DVDD 數(shù)字電源輸入。電壓范圍從 ～ HPGND 模擬揚聲器放大器接地 HPVDD 模擬揚聲器放大器電源。電源輸入范圍正常是 LHPOUT 左部立體聲混頻放揚聲器輸出，額定 0DB 輸入水平是 1V（方均根值），在 1DB 階段提供 73～ 6DB 的增益 LLINEIN 左立體聲線輸入頻道。額定 0dB 輸入水平是 1V，在 階段提供從 ~12DB 的增益 LOUT 左立體聲混音頻道線輸出，額定輸出水平是 1V LRCIN I2S DAC 字時鐘信號。在音頻主模式， AIC23 產生幀信號，并將其發(fā)送到 DSP 芯片。在音頻從模式，該信號與 DSP 芯片產生 LRCOUT I2S ADC 字時鐘信號在音頻主模式， AIC23 產生幀信號，并將其發(fā)送到 DSP 芯片。在音頻從模式，該信號與 DSP 芯片產生。 MICBIAS 對駐極體傳聲器偏差調整緩沖的低噪聲電壓。電壓水平是額定AVDD 的 3/4 MICIN 對使用駐極體傳聲器偏差調整緩沖的放大器的輸入。如果沒有外部阻抗，默認的增益是 5 MODE 串行接口模式。 0 為 I^2C 模式 1 為 SPI 模式 NC 空腳 RHPOUT 右部立體聲混頻放揚聲器輸出，額定 0DB 輸入水平是 1V（方均根值），在 1DB 階段提供 73～ 6DB 的增益 RLINEIN 右立體聲線輸入頻道。額定 0dB 輸入水平是 1V，在 階段提供從 ~12DB 的增益 ROUT 右立體聲混音頻道線輸出，額定輸出水平是 1V SCLK 控制口串行數(shù)據(jù)時鐘對于 SPI 和兩線控制模式，這是串行時鐘輸入 SDIN 控制口串行數(shù)據(jù)輸入。對 SPI 和兩線控制模式，這是串行數(shù)據(jù)輸入，也用作復位后的控制協(xié)議選擇 VMID 解耦電壓輸入。為進行噪聲濾波， 10uF、 的電容應并行連接到這一引腳 XTI/MCLK XTO 晶振或者外部時鐘的輸入。用作 AIC23 內部時鐘的導出 晶振輸出端，連接外部晶體。若 XTI 連接外部時鐘源，則此腳不用 3) 芯片 TLV320AIC23 的功能結構 芯片 TLV320AIC23 有一個大多數(shù)音頻解碼器所不具有的模擬旁路設置，它能夠將模擬信號直接送出去回放，而不經(jīng)過 A/D 轉換，這對于系統(tǒng)調試非常有用。實際最終的音頻輸出時模擬音頻、經(jīng) D/A 轉換的音頻 和傳聲器輸入 3 個的疊加，當然也可以通過軟件編程實現(xiàn)對音頻輸出的控制。為了使音頻解碼器能夠正常工作并產生預期的音頻效果，必須對相應的寄存器配置。 AIC23 提供了 11 個映像寄存器，見下表： AIC23 配置寄存器 地址 寄存器 地址 寄存器 0000000 左通道音頻輸入音量控制寄存器 0000110 電源節(jié)省控制寄存器 0000001 右通道音頻輸入音量控制寄存器 0000111 數(shù)