基于dsp的時鐘系統(tǒng)設(shè)計-通信082-周嘉京(編輯修改稿)
2024-12-13 22:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 表達(dá)式的 C格式，提高可讀性 。 目標(biāo) DSP上的幫助： DSP結(jié)構(gòu)和寄存器上的在線幫助可以使用戶不必查看技術(shù)手冊。 用戶擴(kuò)展： 擴(kuò)展語言 (GEL)使得用戶可以將自己的菜單項加到 CCS5000的菜單欄中 。 3 第一章 方案論證與比較 數(shù)字時鐘是本設(shè)計的最主要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實現(xiàn)。 方案一：本方案采用 Dallas公司的專用時鐘芯片 DS12887A。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完備的時 鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時提供正確的時間。 方案二：本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn) 1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加 1；若秒值達(dá)到 60，則將其清零，并 將相應(yīng)的分字節(jié)值加 1；若分值達(dá)到 60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加 1；若時值達(dá)到 24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡單的特點(diǎn)。而且，由于是軟件實現(xiàn)，當(dāng) DSP芯片不上電，程序不執(zhí)行時，時鐘將不工作。 基于硬件電路的考慮，本設(shè)計采用方案二完成數(shù)字時鐘的功能。 方案一：靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。該方式每一位都需要一個 8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的 I/O口太多，造成了資源的浪費(fèi)。 方案二：動態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了 I/O口，降低了能耗。 從節(jié)省 I/O口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計采用方案二。 4 第二章 硬件設(shè)計 利用 TMS320LF2407芯片制作 簡易電子時鐘，由六個 LED數(shù)碼管、五個按鍵、數(shù)碼管驅(qū)動 74HC273及數(shù)碼管位選 74HC138，如下圖 ： 電 源 部 分直 流 電 源 + 5 V復(fù) 位 電 路 按 鍵控 制 部 分T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7數(shù) 碼 管 驅(qū) 動7 4 H C 2 7 3位 選 部 分7 4 H C 1 3 86 個 七 段 共 陰 極 數(shù) 碼 管 顯 示秒 、 分 、 時 位 圖 系統(tǒng)框圖 位選芯片 74HC138 74HC138是一款高速 CMOS器件， 74HC138引腳兼容低功耗肖特基 TTL（ LSTTL）系列。 74HC138可充當(dāng)一個 8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀 態(tài)。 74HC138與 74HC238邏輯功能一致，只不過 74HC138為反相輸出。5 74HC138譯碼器可接受 3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（ A, B和 C），并當(dāng)使能時，提供 8個互斥的低有效輸出（ Y0至 Y7）。 74HC138特有 3個使能輸入端：兩個低有效（ S2和 S3）和一個高有效（ S1）。除非 S2和 S3置低且 S1置高，否則 74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 1片 74HC138芯片即可輕松實現(xiàn) 6個數(shù)碼管的選擇導(dǎo)通。如圖 所示： 圖 74HC138 譯碼器 驅(qū)動芯片 74HC273 74HC273是一款高速 CMOS器件， 74HC273引腳兼容低功耗肖特基 TTL（ LSTTL）系列。74HC273具有八路邊沿觸發(fā)， D 型觸發(fā)器，帶獨(dú)立的 D輸入和 Q輸出。 74HC273的公共時鐘（ CLK）和主復(fù)位（ CLR）端可同時讀取和復(fù)位（清零）所有觸發(fā)器。每個 D輸入的狀態(tài)將在時鐘脈沖上升沿之前的一段就緒時間內(nèi)被傳輸?shù)接|發(fā)器對應(yīng)的輸出（ Qn）上。一旦 CLR輸入電平為低，則所有輸出將被強(qiáng)制置為低，而不依賴于時鐘或者數(shù)據(jù)輸入。 74HC273適用于要求原碼輸出或者所有存儲元件共用時鐘和主復(fù)位的應(yīng)用 ,如下圖 ： 圖 74HC273 6 數(shù)碼管顯示 下圖為共陰極數(shù)碼管的引腳圖，每位的段碼線（ a,b,c,d,e,f,g,dp）分別與 1個 8位的鎖存器輸出相連，由 DSP控制器控制組合 0－ 9十個數(shù)據(jù)，如令其顯示 1則 b,c引腳（即2， 3引腳）送高電平，此時數(shù)碼管顯示 1。由于各位的段碼線并聯(lián)， 8位 I/O口輸出段碼對各個顯示位來說都是相同的，如下圖 ： 圖 LED 數(shù)碼管 控制部分 TMS320LF2407A是 TI 公司推出的一款定點(diǎn) DSP控制器，它采用了高性能靜態(tài) CMOS技術(shù)，使得供電電壓降為 3． 3V，減小了控制器的功耗； 40MIPS的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到25ns(40MHz)，從而提高了控制器的實時控制能力；集成了 32K字的閃存 (可加密 )、 2． 5K的 RAM、 500ns轉(zhuǎn)換時間的 A／ D轉(zhuǎn)換器，片上事件管理器提供了可以滿足各種電機(jī)的 PWM接口和 I／ O功能，此外還提供了適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的一些特殊功能，如看門狗電路、 SPI、SCI和 CAN控制器等，從而使它可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。 7 圖 DSP2407 最小系統(tǒng)圖 如上圖 ， DSP2407最小 系統(tǒng)包括 6部分： DSP2407(TMS320LF2407A) 、電源、晶體振蕩器接口電路、 JTAG接口電路、 XF引腳 LED指示燈和 I/O口 LED指示燈。 本最小系統(tǒng)選擇了 TI公司的 TPS767D301作為 DC/DC轉(zhuǎn)換芯片。它是一個雙路低壓降的電壓調(diào)節(jié)器，輸入為 +5V電壓，可輸出一路 + ~5V可調(diào)電壓，每路電流最大輸出為 1A。電源電路原理圖如下圖所示。 + LF2407A使用，另一路可輸出 +，本最小系統(tǒng)暫不用，如下圖 ： 圖 DSP2407 最小系統(tǒng)電源電路原理圖 PLL濾波電路。在 DSP內(nèi)部，有一個鎖相環(huán)時鐘
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