找回密碼
 立即注冊

QQ登錄

只需一步，快速開始

搜索
查看: 15951|回復(fù): 3
打印 上一主題 下一主題
收起左側(cè)

F2812DSP的最小系統(tǒng)設(shè)計報告

[復(fù)制鏈接]
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
樓主
ID:314510 發(fā)表于 2018-4-23 15:26 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
摘要：本文主要介紹了基于TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812DSP最小系統(tǒng)設(shè)計。該最小系統(tǒng)主要包括電源、時鐘、復(fù)位、外擴SRAM以及JTAG接口的設(shè)計，為實現(xiàn)基本的程序演示，還增加了外部中斷，基本輸入輸出、以及異步串行通信模塊。                                                                                                         


1引言
DSP由于運算速度快，具有可編程特性及接口靈活的特點，使得它在電子產(chǎn)品的研制中，發(fā)揮著越來越大的作用。采用DSP器件來實現(xiàn)數(shù)字信號處理系統(tǒng)更是成了當前的發(fā)展趨勢。如何以最短的開發(fā)周期，開發(fā)出適于自己應(yīng)用的高性能低成本的DSP板，己經(jīng)成為廣大DSP工程技術(shù)人員共同關(guān)心的問題。                                                
DSP最小系統(tǒng)板硬件設(shè)計是本文的主要任務(wù)。在介紹TMS320F2812基本特點的基礎(chǔ)上，運用DSP技術(shù)和硬件電路設(shè)計知識進行了DSP最小系統(tǒng)設(shè)計，包括電源設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、時鐘電路設(shè)計、外擴存儲器設(shè)計、JTAG接口設(shè)計等，為實現(xiàn)基本的程序演示，還增加了外部中斷，基本輸入輸出、以及異步串行通信模塊。                              
本文使用Altium Designer Summer 09設(shè)計電路板，繪制電路原理圖，并對最小系統(tǒng)的高速PCB板進行了設(shè)計。                                       
最后，以自行設(shè)計的高速 DSP板為硬件平臺，使用CCS3.3軟件，編寫測試程序。經(jīng)過多次軟硬件調(diào)試和測試，驗證了DSP最小系統(tǒng)板卡能正常運行，能滿足基本信號處理的要求。                       
2硬件設(shè)計                                   
2.1電源設(shè)計                                    
在F2812中對上電順序有嚴格的要求，而普通的線性穩(wěn)壓芯片達不到要求，所以本文采用了專門的電源管理芯片TPS767D318。TPS767D318為雙通道輸出的可控電源轉(zhuǎn)換芯片，可以通過控制使能端從而控制電壓的輸出順序。TPS767D318的具體硬件設(shè)計如圖1所示，F(xiàn)2812的供電電壓為3.3V和1.8V，上電順序先后為3.3V、1.8V。設(shè)計的基本思想是，先使能3.3V輸出，然后利用場效應(yīng)管BSS138驅(qū)動1.8V電的使能端，是芯片產(chǎn)生1.8V電壓，從而實現(xiàn)上電順序的控制。其中的+5V電壓為外部電源提供。
圖1 TPS767D318設(shè)計原理圖                                                     
2.2時鐘電路和復(fù)位電路設(shè)計
時鐘電路是時序邏輯電路最基本的組成部分，須要為其提供時鐘源，F(xiàn)2812才能正常工作，F(xiàn)2812內(nèi)部有倍頻的PLL電路，在此我們使能鎖相環(huán)，并且為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，本文使用30M有源晶振為系統(tǒng)提供時鐘信號，通過PLL倍頻至150MHz，外部有源時鐘電路如圖2所示。
通常DSP正常工作時還需要一個復(fù)位電路，本文不采用按鍵復(fù)位，而是采用更高可靠性的復(fù)位芯片IMP809L,當外部供電電壓下降至2.7V時，系統(tǒng)就會產(chǎn)生復(fù)位，復(fù)位電路如圖3所示。                           
                              
圖2  時鐘電路                 圖3  復(fù)位電路                                
2.3外擴SRAM設(shè)計
添加SRAM是為了增加系統(tǒng)的存儲空間，在F2812中內(nèi)部存儲空間很小，許多程序要求有較大的存儲空間，所以應(yīng)在電氣平臺中添加SRAM。F2812中為用戶提供了眾多外部存儲空間，最多可擴展1M*16b的存儲空間。                              
SRAM為靜態(tài)隨機存儲器，一般由存儲矩陣、地址譯碼器和讀寫控制電路組成。本文采用IS61LV12816 SRAM, IS61LV12816有16根數(shù)據(jù)總線和17根地址總線，最大存儲空間為128K*16b。
在F2812Z中，可用的外部存儲空間為Zone0、Zone1、Zone2、Zone6，其中Zone0、Zone1共用一個片選信號線(44腳)，Zone2的片選信號是(88腳)，Zone6的片選信號是(133腳)，本文將Zone2分配給SRAM，在硬件設(shè)計上，將(88腳)連接到IS61LV12816的片選信號（）上，同時將DSP的讀使能信號線和寫使能信號線分別接到IS61LV12816的讀、寫使能信號線上，實現(xiàn)對IS61LV12816的讀寫控制。DSP可選配置為微計算機模式或者微處理器模式，IS61LV12816設(shè)計電路如圖4所示。                        
                           
圖4  IS61LV12816設(shè)計原理圖                                   
2.4JTAG接口電路設(shè)計                                    
為方便程序的調(diào)試和下載，須要一個JTAG接口，如圖5所示。在程序調(diào)試時，須要配合CCS編譯環(huán)境以及XD510/XD560仿真器配合使用。         
                        
圖5  JTAG接口電路                                 
2.5RS-232（串口）設(shè)計                                 
串行通信接口（SCI）是一個采用發(fā)送、接收雙線制的異步串行通信接口，即通常所說的UART口，它支持16級的接收發(fā)送FIFO，從而降低了串口通信時CPU 的開銷。SCI模塊支持CPU和其它使用非歸零制（NRZ）的外圍設(shè)備之間的數(shù)字通信。在不使用FIFO的情況下，SCI接收器和發(fā)送器采用雙級緩沖模式，此時SCI接收器和發(fā)送器都有獨立的使能和中斷位，它們可以被設(shè)置成獨立操作或者同時進行全雙工通信模式。                             
在F2812中有兩路串行通信接口（SCI口），本文將SCIB口設(shè)計成RS-232口，主要測試與上位機進行通信的功能，電平轉(zhuǎn)換芯片采用美信公司的MAX3232。與上位機通信的接口采用通用的串口DB9，串口通信電路如圖6所示。                          
                                
圖6  RS-232硬件設(shè)計電路圖                                                                  
2.6GPIO（流水燈）設(shè)計                                            
為測試通用輸入輸出，本文設(shè)計了流水燈電路，首先是一個燈亮、滅，然后兩個燈亮、滅，如此，燈的數(shù)目依次增加，直到8個燈全部點亮，最終滅燈。如圖7所示。                                            
圖7  流水燈設(shè)計電路圖                                          
2.7外部中斷設(shè)計                                            
為測試外部中斷，本文設(shè)計了按鍵形式的外部中斷源，使用F2812 XINT1中斷引腳，如圖6所示。                                                            
                                      
圖8  外部中斷                                                   
3軟件（測試程序）設(shè)計  
在程序測試部分本文實現(xiàn)這樣的功能，將上位機與F2812通過串口相連，上位機可以利用串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)給F2812，當F2812接收到的數(shù)據(jù)為‘a(chǎn)’時，開啟流水燈；每按一次按鍵，F(xiàn)2812向上位機發(fā)送一個數(shù)據(jù)‘s’，利用串口調(diào)試助手可以看到接收的數(shù)據(jù)，并且關(guān)閉流水燈。
3.1系統(tǒng)設(shè)置總程序                                          
  1. /*------------------------------------------------------------**                  
  2. ** 文 件 名：MinSys.c                      **                  
  3. ** 處 理 器：DSP281x                      **              
  4. ** 版本： DSP281x C/C++ Header Files V1.20   **              
  5. ** Boot 配置：boot to Zone2                  **               
  6. ** 功能描述：F2812最小系統(tǒng)測試            **               
  7. ** 修訂日期：2011-06-12                    **                  
  8. ** 備  注：外部中斷、定時、GPIO、SCI       **               
  9. **------------------------------------------------------------*/      
  10. #include "DSP281x_Device.h"     // DSP281x頭文件                       
  11. #include "DSP281x_Examples.h"   //DSP281x頭文件                           
  12. void InitGpio(void);                                            //初始化GPIO，復(fù)用，方向                     
  13. void IsrAddr(void);                                             //定義中斷服務(wù)程序的入口地址            
  14. void PieIntEnable(void);                                  //使能PIE級中斷               
  15. void scib_init(void);                        //初始化SCIB                     
  16. void scib_send(int a);                        //發(fā)送數(shù)據(jù)                 
  17. interrupt void cpu_timer0_isr(void); // TIMER0中斷                     
  18. interrupt void xint1_isr(void);                 //XINT1中斷                     
  19. interrupt void scibRxFifoIsr(void);  //接收中斷            
  20. Uint16 Count=0;
  21. Uint16 Light=0x00ff;
  22. Uint16 recveddata=0;
  23. void main(void)                                                  
  24. {                                                   
  25. /*初始化系統(tǒng)控制:*/                                      
  26.               InitSysCtrl();                                    //PLL，看門狗，使能外設(shè)時鐘                       
  27. /* 初始化GPIO: */                                    
  28.               InitGpio();                                     //引腳復(fù)用，方向                        
  29. /* 禁止全局中斷，并初始化PIE向量表: */                    
  30.               DINT;                  //禁止全局中斷                     
  31.               InitPieCtrl();                                             //初始化PIE控制寄存器，默認狀態(tài)為禁止PIE中斷，清除中斷標志位         
  32.     IER=0x0000;                                   //禁止CPU中斷                     
  33. IFR=0x0000;            //清除中斷標志位                  
  34.               InitPieVectTable();                               //初始化PIE向量表指針，并使能PIE                                
  35.     IsrAddr();                                     //定義中斷服務(wù)程序的入口地址                        
  36. /*設(shè)置定時器*/                                                         
  37. InitCpuTimers();                               //初始化CPU定時器                        
  38. ConfigCpuTimer(&CpuTimer0, 150, 1000000); //定時1s
  39. /* 初始化外設(shè)SCIB*/                                             
  40. scib_init();                                                
  41. /*使能中斷*/                                                      
  42.               IER|=M_INT1|M_INT9;    //使能CPU級中斷                           
  43.     PieIntEnable();                                //使能PIE級中斷                    
  44.               EINT;                                       // 使能全局中斷                                       
  45.     ERTM;                                                           // 使能全局實時中斷，用于DBGM                             
  46. /* IDLE 循環(huán): */                                                   
  47.    for(;;);                                             
  48. }                                                               

  50. void InitGpio(void)                                                      
  51. {                                                            
  52.    EALLOW;                                                        
  53. GpioMuxRegs.GPGMUX.bit.SCITXDB_GPIOG4=1;                            //使能SCIBTX復(fù)用功能                  
  54. GpioMuxRegs.GPGMUX.bit.SCIRXDB_GPIOG5=1;                            //使能SCIBRX復(fù)用功能               
  55. GpioMuxRegs.GPEMUX.bit.XINT1_XBIO_GPIOE0=1;               //使能XINT1復(fù)用功能                                
  56. GpioMuxRegs.GPBDIR.all=0xFFFF;                              //GPIOB設(shè)置為輸出模式                  
  57.    EDIS;                                                                              
  58. }                                                               
  59. void  IsrAddr(void)                                             
  60. {                                                                       
  61. EALLOW;                                                  
  62. PieVectTable.XINT1=&xint1_isr;                                                                      //外部中斷1                             
  63. PieVectTable.RXBINT=&scibRxFifoIsr;                                                        //SCIB接收中斷                     
  64. PieVectTable.TINT0=&cpu_timer0_isr;                                                        //CPU定時器0中斷                 
  65. EDIS;                                                           
  66. }                                                         
  67. void PieIntEnable(void)                                          
  68. {                                                         
  69.    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7=1;                                                         //CPU定時器0         
  70.    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx4=1;                                                                      //外部中斷1         
  71.    PieCtrlRegs.PIEIER9.bit.INTx3=1;                                                                      // SCIBRX            
  72. }                                                      
  73. 3.2              外部中斷、定時、流水燈測試程序                                 
  74. interrupt void xint1_isr(void)                                
  75. {                                                                       
  76.    scib_send('s');                                                                                                          //發(fā)送數(shù)據(jù)‘s’                                          
  77.    StopCpuTimer0();                                                                                                      //停止定時器                                      
  78.    GpioDataRegs.GPBDAT.all=0;                                                                        //燈滅                             
  79.    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;                  
  80. }

  82. //燈的數(shù)目從1到8交替亮滅                                                                     
  83. interrupt void cpu_timer0_isr(void)                                                            
  84. {                                                                    
  85.    Count++;                                                    //計數(shù)器加1                             
  86.    GpioDataRegs.GPBDAT.all=Light; //燈亮                  
  87.    Light<<=1;                                                  //亮燈循環(huán)左移依次點亮
  88.    Delay_s(100);                                                //延時
  89.    GpioDataRegs.GPBDAT.all=Light&0xffff;                             
  90.    Count%=8;                                                  //循環(huán)周期到，計數(shù)器清零                                          
  91.    if(Count==0)                                                
  92.    {                                                                 
  93.               Light=0xFFFF;                                             //下一周期循環(huán)開始                                 
  94.    }                                                                        
  95.    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;                                          
  96. }  
  97. //延時程序
  98. void Delay_s(int n)
  99. {
  100.               for(int j=0;j<n;j++)
  101.               {
  102.                             for(int k=0;k<10000;k++)
  103.                             ;
  104.               }
  105. }                                                                             
  106. 3.3              異步串行通信測試程序                                    
  107. void scib_init(void)                                                
  108. {                                                                                
  109.                 ScibRegs.SCIFFTX.all=0xE040;//允許接收，使能FIFO，沒有FIFO中斷，清除TXFIFINT                 
  110.               ScibRegs.SCIFFRX.all=0x2021;//使能FIFO接收，清除RXFFIN                              
  111.               ScibRegs.SCIFFCT.all=0x0000;//禁止波特率校驗                       
  112.               ScibRegs.SCICCR.all=0x0007;//1個停止位，無校驗，禁止自測試，空閑地址模式，字長8位              
  113.               ScibRegs.SCICTL1.all=0x0003; //復(fù)位                       
  114.               ScibRegs.SCICTL2.all=0x0003;                           
  115.               ScibRegs.SCIHBAUD=0x0001; //設(shè)定波特率                        
  116. ScibRegs.SCILBAUD=0x00E7; //為 9600bps               
  117.     ScibRegs.SCICTL1.all=0x0023; //退出RESET                       
  118. }                                                            
  119. interrupt void scibRxFifoIsr(void)                                 
  120. {                                                         
  121.               recveddata=ScibRegs.SCIRXBUF.all;//從緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)           
  122.               recveddata&=0xFF;  //接收數(shù)據(jù)高8位清零               
  123.     if(recveddata=='a')   //如果接收到的數(shù)據(jù)為‘a(chǎn)’                     
  124.     {                                                
  125.                             Light=0xFFFF;                                            
  126.         StartCpuTimer0();                                                                      //開定時器，流水燈工作           
  127.     }                                                      
  128.               ScibRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVRCLR=1;              ScibRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=1;                    
  129.               PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP9;                                       
  130. }                                                                 
  131. void scib_send(int a)                                                        
  132. {                                                            
  133.               ScibRegs.SCITXBUF=(a&0xFF);                                          //向發(fā)送緩沖區(qū)寫數(shù)據(jù)              
  134.               while(ScibRegs.SCICTL2.bit.TXRDY!=1);//等待發(fā)送成功                             
  135. }                                                                     
復(fù)制代碼

4   結(jié)束語                                             
本文是在學習了DSP及其在控制中的應(yīng)用課程之后，對F2812最小系統(tǒng)的設(shè)計，根據(jù)以往的經(jīng)驗對系統(tǒng)進行了定時、中斷、GPIO以及串行通信的測試，今后會在DSP的學習和設(shè)計中不斷努力，不斷總結(jié)。

完整的Word格式文檔51黑下載地址：
F2812DSP的最小系統(tǒng)設(shè)計.doc (88.11 KB, 下載次數(shù): 109)



分享到:  QQ好友和群QQ好友和群 QQ空間QQ空間 騰訊微博騰訊微博 騰訊朋友騰訊朋友
收藏收藏2 分享淘帖 頂頂 踩踩
回復(fù)

使用道具 舉報

沙發(fā)
ID:704506 發(fā)表于 2020-3-8 12:54 | 只看該作者
謝謝鹵煮
回復(fù)

使用道具 舉報

板凳
ID:718961 發(fā)表于 2020-3-30 17:51 | 只看該作者
謝謝鹵煮
回復(fù)

使用道具 舉報

地板
ID:783467 發(fā)表于 2020-11-1 21:03 | 只看該作者
謝謝樓主對我?guī)椭罅?br />
回復(fù)

使用道具 舉報

您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

本版積分規(guī)則

小黑屋|51黑電子論壇 |51黑電子論壇6群 QQ 管理員QQ:125739409;技術(shù)交流QQ群281945664

Powered by 單片機教程網(wǎng)

快速回復(fù) 返回頂部 返回列表