【正文】 序時(shí)使用。圖42 DSP數(shù)據(jù)采集和處理程序設(shè)計(jì)流程圖在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)之前，我們先對(duì)系統(tǒng)的工作流程有個(gè)比較清楚的了解，下面簡單介紹一下：1．上位機(jī)發(fā)出采集命令經(jīng)USB芯片給DSP，肩動(dòng)采集命令。2．輸入信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和濾波，以滿足系統(tǒng)的要求和ADC模塊對(duì)信號(hào)電壓的要求。3．DSP驅(qū)動(dòng)電機(jī)，觸發(fā)要采集的信號(hào)，同時(shí)軟件啟動(dòng)DSP的序列發(fā)牛器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。4．為了減小緩存，DSP轉(zhuǎn)換完一組信號(hào)后要判斷是空采集還是采樣有用的數(shù)據(jù)，將有用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外擴(kuò)RAM中。5．當(dāng)采集完成后，DSP將采集的數(shù)據(jù)通過USB芯片傳到上位機(jī)中。6．上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析和處理。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括DSP程序的初始化部分、采集處理部分和USB部分。系統(tǒng)上電后，程序初始化要將DSP所有的應(yīng)用的外設(shè)及時(shí)鐘根據(jù)系統(tǒng)的需要置于初始狀態(tài)，然后不斷查詢SCI接口有無采集指令，若收到采集指令，則開啟一個(gè)CPU定時(shí)器（具體時(shí)間可按照系統(tǒng)要求來設(shè)定），在定時(shí)器中斷中驅(qū)動(dòng)電機(jī)向固定的光電頭出傳送圖像，此時(shí)DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，最后將處理后的有用數(shù)據(jù)送入U(xiǎn)SB中。USB部分的編程則要將采集數(shù)據(jù)送入PC機(jī)中，交由上位機(jī)程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析處理。軟件設(shè)計(jì)的流程見圖42。 系統(tǒng)的初始化程序設(shè)計(jì)DSP的初始化是設(shè)定DSP芯片工作狀態(tài)的重要步驟，只有正確進(jìn)行DSP的初始化，才能保證芯片的正確運(yùn)行。在調(diào)試軟件的過程中，如果發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行不正確，應(yīng)首先查看芯片各寄存器的初始化狀態(tài)設(shè)置是否正確，然后再調(diào)試用戶程序，否則將會(huì)降低調(diào)試效率。DSP在執(zhí)行應(yīng)用程序前必須要進(jìn)行軟件初始化，主要是因?yàn)镈SP在RESET后，許多的寄存器的初值一般同用戶的要求不一致，例如：等待寄存器，SP，中斷定位寄存器等，需要通過初始化程序設(shè)置為用戶要求的數(shù)值。初始化程序的主要作用：1)設(shè)置寄存器初值；2)建立中斷向量表：3)外圍部件初始化。在運(yùn)行C程序之前，必須創(chuàng)建C運(yùn)行環(huán)境。這個(gè)任務(wù)由C引導(dǎo)程序使用名為c_int0的函數(shù)來執(zhí)行。運(yùn)行時(shí)支持源庫（）。在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)c_int0函數(shù)可以被轉(zhuǎn)移或者被調(diào)用，它通常由硬件復(fù)位來調(diào)用，必須將c_int0函數(shù)與其他的目標(biāo)模塊鏈接起來。，以上調(diào)用將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)鏈接C程序時(shí)，連接器可以將可執(zhí)行輸出模塊中入口點(diǎn)的值賦給_CINT_0。然而在復(fù)位時(shí)這并不會(huì)自動(dòng)設(shè)置硬件到指向c_into的向量。c_int0函數(shù)執(zhí)行如下初始化c環(huán)境的任務(wù)：1．，并設(shè)置初始化堆棧指針；2．初始化全局變量。如果在加載時(shí)為初始化變量（cr選項(xiàng)），則加載器在程序運(yùn)行之前執(zhí)行該步驟。3．調(diào)用函數(shù)main運(yùn)行C程序。下面是部分初始化程序，代碼初始段和看門狗初始化程序。 .ref_c_int00 .sect“codestart”Code_start: .if WD_DISABLE=1 LB wd_disable ；跳轉(zhuǎn)到看門狗停止?fàn)顟B(tài) .else LB_c_int00 ；跳轉(zhuǎn)到運(yùn)行支持源庫（） .endif ；代碼起始段結(jié)束 .if WD_DISABLE=1 .testWd_disable: SETC OBJMODE ；Set OBJMIDE for 28x object code EALLOW ；仿真讀取使能 MOVZ DP,7029h6 ；將數(shù)據(jù)段WDCR寄存器所在頁植裝載數(shù)據(jù)段 MOV @7029,h,0068h ；看門狗控制寄存器的WDDIS位置1，屏蔽看門狗 EDIS ；Disable EALLOW protected register access LB_c_int00 ； .endif .end A/D轉(zhuǎn)換部分的軟件實(shí)現(xiàn)ADC模塊的采樣采用軟件觸發(fā)方式，在CPU定時(shí)器中斷中肩動(dòng)采樣，采用同步方式采樣16個(gè)通道，并采用每次轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷的方式來紀(jì)錄采樣結(jié)果（右移8位），并用軟件啟動(dòng)下一次ADC中斷。在一次定時(shí)器中斷中可以根據(jù)需要設(shè)定ADC中斷的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，完成整個(gè)系統(tǒng)的采集。如圖43是同步采樣模式下的時(shí)序圖，在這個(gè)例子中，ACQ_PS3位設(shè)置為0001b。ADCINAI由采樣和保持器A來采樣，ADCINBl由采樣保持器B來采樣。轉(zhuǎn)換器首先轉(zhuǎn)換采樣和保持器A中鎖存的電壓量，然后轉(zhuǎn)換采樣和保持器B中鎖存的電壓量。采樣和保持器A轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到當(dāng)前的ADCRESULT0寄存器。采樣和保持器B轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到下一個(gè)寄存器ADCRESULTI，結(jié)果寄存器每次增加2[22]。ADC CLOCK通道采樣窗口同步可測(cè)SH時(shí)鐘ADC觸發(fā)信號(hào)CONV00CONV00CONV01CLOCKSOCC1C2SSC1C2圖43 同步采樣模式（SMODE=1）在級(jí)聯(lián)模式下，SEQl能在一次排序過程中對(duì)多達(dá)16個(gè)通道進(jìn)行排序轉(zhuǎn)換。每次轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存在相應(yīng)的結(jié)果寄存器中，這些寄存器由低地址向高地址依次進(jìn)行填充。每個(gè)排序中的轉(zhuǎn)換個(gè)數(shù)受MAXCONVn影響，一次自動(dòng)排序完成的轉(zhuǎn)換數(shù)為（MAxCONVn+1），所以，在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中設(shè)置為5，對(duì)6路模擬值進(jìn)行采樣，其中一路接地，只在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)（AUTO_SEQ_SR）的排序計(jì)數(shù)器控制位（SEQ_CNTR3~0），MAX CONVn的值在0~15范圍內(nèi)變化。當(dāng)排序器從通道CONV00開始按順序變換時(shí)，SEQ CNTRn的值從裝載值開始向下計(jì)數(shù)，直到SEQ CNTRn等于0。一旦SEQ CNTR0遞減到0，根據(jù)寄存器ADCTRLl中連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)位（CONTRUN）的不同，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：第一種情況，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，CON_RUN置l，為連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，一次轉(zhuǎn)換序列完成后，轉(zhuǎn)換序列重新自動(dòng)開始，SEQ CNTRn裝入最初的MAX CONVl的值，并且SEQI通道指針指向CONv00。在這種情況下，為了避免覆蓋先前轉(zhuǎn)換的結(jié)果，因此必須保證在下一個(gè)轉(zhuǎn)換序列開始之前讀走結(jié)果寄存器的值。如圖44所示，CONT_RUN=1時(shí)的ADC采樣流程圖，由于本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采樣頻率并不是很高，采樣的數(shù)據(jù)量又比較大，所以選用連續(xù)的自動(dòng)排序模式。而另外一種情況，若CON_TRUN置0，則一次序列轉(zhuǎn)換完成后，排序指針停在最后狀態(tài)CONVl5，SEQCNRn繼續(xù)續(xù)保持0。為了在下一個(gè)啟動(dòng)時(shí)重復(fù)排序操作，在下一個(gè)SOC到來之前必須使用RSTSEQn位復(fù)位排序器。YNN初始化ADC寄存器產(chǎn)生ADC觸發(fā)信號(hào)最大轉(zhuǎn)換通道值MAXCONV裝載到SEQ CNTR3~0位轉(zhuǎn)換開始，每次轉(zhuǎn)換， SEQ CNTR3~0位自動(dòng)減1當(dāng)前轉(zhuǎn)換完成，結(jié)果存到對(duì)的ADCRESULT寄存器當(dāng)中所有轉(zhuǎn)換完成？(SEQ CNTR3~0=0?)將ADCRESULT寄存器的數(shù)據(jù)讀出清楚中斷標(biāo)志位INT SEQ1采集結(jié)束？結(jié)束圖44 ADC的軟件流程圖（連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下） SCI部分軟件設(shè)計(jì)為了簡化編程的復(fù)雜性，我們用異步串口SCI作為DSP和USB的指令通信接口，來傳輸上位機(jī)指令要求和DSP對(duì)可能產(chǎn)生幾種錯(cuò)誤情況的指令代碼。這些錯(cuò)誤包括DSP檢測(cè)到的電機(jī)的錯(cuò)誤，或者采集數(shù)據(jù)范圍出錯(cuò)等等，比如01H表示下一個(gè)目標(biāo)采樣啟動(dòng)，02H表示數(shù)據(jù)完整采集，22H表示數(shù)據(jù)丟失此次采集失敗……這些錯(cuò)誤代碼的制定是為了及時(shí)檢查系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并找到確切的原因，從而更好的維護(hù)硬件系統(tǒng)和正確的采集數(shù)據(jù)。當(dāng)然這些指令代碼可以自己制定協(xié)議來編碼。SCI內(nèi)部產(chǎn)生的串行時(shí)鐘由低速外設(shè)時(shí)鐘LSPCLK頻率和波特率選擇寄存器確定。在器件時(shí)鐘頻率確定的情況下，SCI使用16位的波特率選擇寄存器設(shè)置SCI的波特率，因此SCI可以采用64K種不同的波特率進(jìn)行通信，不同配置時(shí)的波特率選擇如表41所示。SCI波特率由下列公式計(jì)算： SCI=LSPCLK/(BRR+1)8其中，BRR的值是16位波特率選擇寄存器內(nèi)的值。表41SCI波特率選擇理想的波特率BRR實(shí)際波特率誤差百分比%24001952(7A0H)240004800976(3D0H)47989600487(1E7H)960619200243(00F3H)1921138400121(0079H)38422在SCI傳輸過程中，波特率越低，誤碼率越低。由于我們通過SCI僅用來與USB傳輸命令，數(shù)據(jù)量很小因此我們將波特率設(shè)低一些，來保證傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。在系統(tǒng)中我們將BRR的值設(shè)為7A0H，由表41可知，波特率為2400，通過實(shí)驗(yàn)證明傳輸?shù)木_度良好。另外，由于用到串行接口B，在系統(tǒng)初始化的時(shí)候要將SCIB的時(shí)序置1打開。如在本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，在函數(shù)InitSysCtrl()中，通過下面的設(shè)置：=1；將SCIB的時(shí)序打開。 DSP與USB通信部分的軟件控制程序在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，DSP需要不斷的把大量的采集并處理好的16位數(shù)據(jù)通過USB接口傳到上位機(jī)中，對(duì)于大量的采集數(shù)據(jù)的傳輸則采用F2812芯片的GPIO口將16位的數(shù)據(jù)傳送到68013自帶的FIFO中，讀寫時(shí)序如圖45所示。USB采用SLAVE FIFO模式，當(dāng)FIFO滿了512個(gè)字節(jié)時(shí)，會(huì)自動(dòng)提交到上位機(jī)去。同時(shí)，DSP也會(huì)不斷檢測(cè)FIFO的滿信號(hào)（FLAG_C），只有在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)不滿的時(shí)候，即FLAG_C為1時(shí)才能往FIFO里面寫數(shù)據(jù)。在寫數(shù)據(jù)的同時(shí)又牽扯到USB的寫時(shí)序的問題，只有時(shí)序正確才能切實(shí)實(shí)現(xiàn)DSP和USB芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，下面簡單介紹下DSP的讀寫控制算法：……USB_WR=1。int n=0。for(int i=0。idata_len。i++){ while(USB_FULL=0)。} FD[0:15]=data[n]。DELAY_NS(50)。//延時(shí)50nsUSB_WR=0。DELAY_NS(100)。USB_WR=1。DELAY_NS(50)。n++。}if(n=data_len)USB_PKTEND=0。//硬提交以保證數(shù)據(jù)的完整性……FIFOADR0USB_FULLUSB_WRUSB_EMPTY 命令文件的編寫及程序的優(yōu)化命令文件實(shí)現(xiàn)對(duì)程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的分配。常用的 偽指令有MEMORY和SECTIONS。DSP用“段”管理程序和數(shù)據(jù)，編譯時(shí)“段”是浮動(dòng)的，需要用鏈接器重新定位。編譯時(shí)，不需要了解具體的硬件資源，所有“段”均從0地址開始，鏈接時(shí)解決“段”的重新定位問題。實(shí)用鏈接器必須要知道硬件資源，即實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間的分配情況。同時(shí)還要了解編程時(shí)用了哪些“段”，這些“段”定位到實(shí)際物理存儲(chǔ)空間的哪個(gè)位置。鏈接器調(diào)用命令文件解決以上問題，命令文件一般由三部分構(gòu)成：1．輸入/輸出：。2．MEMORY指令描述實(shí)際物理存儲(chǔ)空間的分配情況。3．SECTIONS指令描述“段”的實(shí)際定位。因此，在設(shè)計(jì)命令文件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的硬件組成結(jié)構(gòu)編寫命令文件。在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，外擴(kuò)了一個(gè)51216位的RAM外部存儲(chǔ)器，把程序存儲(chǔ)空間燒寫在內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)器空間中（在調(diào)試的時(shí)候放在內(nèi)部存儲(chǔ)空間中），數(shù)據(jù)空間放在外擴(kuò)的RAM中，以下是部分為系統(tǒng)編寫的命令文件?！璖ECTIONS{ .reset :BEGIN PAGE=0 .vectors :VECTORS PAGE=0 .cinit :FLASHJ PAGE=0 .text :FLASHA PAGE=0 .stack :RAMM0M1 PAGE=1.bss :RAML0L1 PAGE=1.const load= FLASHB PAGE 0,run=RAML0L1 PAGE 1{……} .econst: load=FLASHB PAGE=0,run=RAML0L1 PAGE 1{……} .sysmem :RAMH0 PAGE=1……}在現(xiàn)代的通用程序設(shè)計(jì)中，一方面由于處理器速度和存儲(chǔ)器容量得到極大的提高，另一方面由于軟件越來越復(fù)雜，因此，程序設(shè)計(jì)追求的首要目標(biāo)清晰度和可理解性。但對(duì)于處理速度有比較苛刻要求的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)來說，程序設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)就是提高效率，代碼的可理解性可放在第二位。隨著越來越多的DSP軟件的開發(fā)環(huán)境使用C語言。通常用C語言開發(fā)實(shí)時(shí)DSP軟件要經(jīng)歷以下三步：1．用C語言編寫程序，目標(biāo)集中在程序的正確性和清晰上。2．改寫C程序，優(yōu)化代碼，目標(biāo)集中在高效率上。3．對(duì)于速度要求苛刻的代碼，將優(yōu)化后的C程序轉(zhuǎn)換為匯編程序，進(jìn)一步優(yōu)化。最后一步匯編程序一級(jí)的優(yōu)化，隨具體應(yīng)用而異，而且與所選用的DSP處理器有關(guān)，這里主要討論的是C程序的優(yōu)化。應(yīng)該指出，許多DSP的C編譯器都提供代碼優(yōu)化能力，但是C編譯器的優(yōu)化不是從方法和結(jié)構(gòu)上改進(jìn)程序，它對(duì)代碼效率只能有部分的改善。對(duì)于編寫好的C程序，可以利用CCS工作環(huán)境下的代碼分析菜單（Profiler）了解所要優(yōu)化的代碼段所占用的處理器周期數(shù)。周期數(shù)越少，代碼效率或運(yùn)行速度越高。最直接的方法就是每次對(duì)C程序編譯時(shí)都生成匯編清單，由于DSP處理器基本上都是單周期指令，因此直接從匯編指令的數(shù)目就可以算出周期數(shù)。在對(duì)C程序優(yōu)化之前必須先分析代碼，分析時(shí)應(yīng)注意不要忽略代碼段中可能出現(xiàn)的中斷轉(zhuǎn)移及子程序的調(diào)用等