1、.課程設(shè)計說明書實驗課程： DSP技術(shù)及其應(yīng)用 實驗內(nèi)容：基于TMS320的 Led顯示控制系統(tǒng)設(shè)計院 （系）： 計算機學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 2014年7月5日. v. 目錄一、設(shè)計任務(wù)1二、實驗?zāi)康?1三、設(shè)計內(nèi)容 24、 實驗原理 24.1 DSP（2812）性能概述 2 4.2 TMS320F2812的引腳圖及功能 4 4.3 DSP最小系統(tǒng) 45、 程序設(shè)計 7 5.1 流程圖 7 5.2 程序源代碼 8六、實驗總結(jié)13七、參考資料14. v.序言 DSP芯片的特點DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器， 是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門

2、的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速的實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特點：在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法。 程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)。 片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問。 具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持。 快速的中斷處理和硬件I/O支持。 具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器。 可以并行執(zhí)行多個操作。 支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。 與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。一、設(shè)計任務(wù)：1、 基于TMS32

3、0X2812的 Led流水燈顯示控制系統(tǒng)設(shè)計要求：（1）繪制系統(tǒng)框圖（VISIO）；（2）包括復(fù)位電路設(shè)計、JTAG接口設(shè)計、時鐘電路設(shè)計、電源設(shè)計等，并且用Protel軟件繪制原理圖； (3)編寫程序，實現(xiàn)流水燈； (4)系統(tǒng)理論分析和設(shè)計陳述； (5)設(shè)計過程、源代碼和注釋、設(shè)計說明書。二、實驗?zāi)康模?學(xué)習(xí)并了解DSP開發(fā)版的基本原理； 學(xué)習(xí)并了解TMS320X2812芯片的基本結(jié)構(gòu)和原理； 熟悉流水燈的軟件實現(xiàn)原理和硬件設(shè)計； 熟悉Emulator方式下的程序調(diào)試規(guī)程，并最終能夠熟練掌握在DSP軟硬件環(huán)境下的程序開發(fā)流程；能夠?qū)ΜF(xiàn)有器件進行簡單地編程，實現(xiàn)各種簡單地顯示控制； （5）熟練

4、CCS軟件及使用VISIO畫系統(tǒng)流程圖。三、設(shè)計內(nèi)容：（1）使用Altium Designer軟件繪制原理圖。（2）使用VISIO軟件繪制系統(tǒng)框圖和軟件流程圖。（3）使用CCStudio v3.3軟件設(shè)計程序?qū)崿F(xiàn)流水燈。四、實驗原理：4.1 DSP（2812）性能概述1、F2812 DSP芯片采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù) （1）主頻高達150MHz，每個時鐘周期為6.67ns。 （2）采用低電壓供電，當(dāng)主頻為135MHz時,內(nèi)核電壓為1.8V，主頻150MHz時內(nèi)核電壓為1.9V，I/O引腳電壓為3.3V。2、支持JTAG在線仿真接口3、32位高性能處理器 （1）支持16bX16b和32bX32

5、b的乘法加法運算。 （2） 支持16bX16b雙乘法運算。 （3）采用哈佛總線結(jié)構(gòu)模式。 （4） 快速的中斷響應(yīng)和中斷處理能力。 （5）統(tǒng)一的存儲設(shè)計模式。 （6）兼容C/C+語言以及匯編語言。4、片內(nèi)存儲空間 （1）片內(nèi)FLASH空間大小為128KX16b，分為4個8KX16b和6個16KX16b存儲段。 （2）OTP ROM空間大小1KX16b。 (3)L0、L1兩塊4KX16b單地址尋址隨機存儲器（SARAM）。 (4)H0：一塊8KX16b隨機存儲器（SARAM）。 (5)M0、M1：兩塊1KX16bSARAM。5、 Boot ROM空間 空間大小為4KX16b，內(nèi)含軟件啟動模式以及標(biāo)

6、準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)庫。6、 外部接口 （1）高達1MX16b的總存儲空間。 （2）可編程的等待時間。 （3）可編程的等待讀寫時序。 （4） 3個獨立的片選信號。7、時鐘和系統(tǒng)控制 （1）支持動態(tài)鎖相環(huán)倍頻。 （2）片內(nèi)振蕩器。 （3）內(nèi)含看門狗定時模塊。8、3個外部中斷9、外設(shè)中斷模塊（PIE）可以支持45個外設(shè)中斷10、3 個32位CPU定時器11、128位安全密鑰 （1）可以包含F(xiàn)lash ROM OTP以及L0 L1SARAM。 （2） 防止系統(tǒng)硬件、軟件被修改。12、用于控制電機的外設(shè) 兩路事件管理（EVA、EVB）。13、串行通信端口 （1）串行外設(shè)接口SPI。 （2）兩路串行通信接口SCI

7、，標(biāo)準(zhǔn)URAT口。 （3）增強型CAN模塊（eCAN）。 （4）多通道緩沖串行接口（MSBSP）。14、12位ADC轉(zhuǎn)換模塊 （1）2X8路輸入通道。 （2）兩個采樣保持器。 （3）單一或級聯(lián)轉(zhuǎn)換模式。 （4）最高轉(zhuǎn)換速度80ns/12.5Msps。15、56個通用GPIO口16、先進的仿真模式 （1） 具有實時仿真及設(shè)置斷點的功能。 （2）支持硬件仿真。17、開發(fā)工具 （1）DSP集成環(huán)境CCS。 （2）JTAG仿真器。18、低電模式和電源存儲 （1）支持IDLE、STANDBY、HALT模式。 （2）禁止/使能獨立外設(shè)時鐘。19、封裝 （1）179引腳BGA封裝，帶擴展存儲接口。 （2）1

8、76引腳PGF封裝，帶擴展存儲接口。4.2 TMS320F2812的引腳圖及功能如圖4-2-1為TMS320F2812引腳圖以及各個引腳的作用。圖4-2-14.3 DSP最小系統(tǒng) 系統(tǒng)整體框圖如下圖4-3-1所示。圖4-3-1 系統(tǒng)整體框圖1、 電源轉(zhuǎn)換DSP最小系統(tǒng)僅有5V電源供電，由于DSP芯片供電電壓只能是3.3V，所以在設(shè)計電路時，需要將5V電源轉(zhuǎn)換為3.3V給CPU供電，因此使用了TI公司的5V/3V的TPS7333Q高性能穩(wěn)壓芯片，并可提供上電復(fù)位信號，該信號/RSDSP接到DSP的復(fù)位引腳上。該芯片最大輸出電流500mA。TPS7333Q輸出后的10f和0.1f的電容不能省略，否

9、則得不到穩(wěn)定的3.3V電壓。圖4-3-2為電源轉(zhuǎn)換原理圖。 圖4-3-2電源轉(zhuǎn)換原理圖2、復(fù)位電路DSP系統(tǒng)的復(fù)位電路的設(shè)計對于系統(tǒng)性能有重要影響。 DSP2812為低電平復(fù)位，由于內(nèi)部有復(fù)位電路，所以直接在復(fù)位引腳/xrs接一個10K的上拉電阻即可；有些電源芯片有復(fù)位引腳，可用于DSP的直接復(fù)位。復(fù)位電路原理圖如圖4-3-3所示：圖4-3-3復(fù)位電路原理圖3、時鐘電路TMS320 F2812 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。有源晶振驅(qū)動能力較強，頻率范圍較寬，在1HZ400MHZ之間。無源晶振驅(qū)動能力差，價格便宜，頻率范圍較窄。本文采用的是外部有源時鐘方式，直接

10、選擇一個3.3V供電的30MHz有源晶振實現(xiàn)。晶振電路如圖4-3-4所示。圖 4-3-4時鐘電路4、JTAG仿真接口電路幾乎所有的高速控制器和可編程器件都配有標(biāo)準(zhǔn)仿真接口JTAG，F(xiàn)2812也不例外。JTAG掃描邏輯電路用于仿真和測試，采用JTAG可實現(xiàn)在線仿真，同時也.是調(diào)試過程裝載數(shù)據(jù)、代碼的唯一通道。通過JTAG接口可將仿真器與目標(biāo)系統(tǒng)相連接。為了與仿真器通信，DSP控制板必須帶有14引腳的雙排直插管座。F2812和14針仿真插座連接的電路如圖4-3-5。 圖4-3-5 JTAG接口設(shè)計電路5、流水燈控制系統(tǒng)電路 流水燈控制電路如下圖4-3-6所示。圖4-3-6 流水燈電路圖五、程序設(shè)計

11、：5.1 程序流程圖這里用軟件延時的方法來調(diào)整發(fā)光二極管的延時時間間隔。當(dāng)發(fā)光二極管被點亮之后，通過改變端口的數(shù)據(jù)輸出，達到點亮不同的LED顯示管的目的。實驗要求實現(xiàn)LED顯示管的循環(huán)顯示：先第1個LED亮，然后是第2個LED亮，第3個LED顯示管亮。第4個燈亮。如此循環(huán)顯示。首先給temp賦初值0000 0001（由于高八位都為0000 0000，這里只寫低八位），再給寄存器GPBCLEAR的值與temp的值相或，其相應(yīng)位被寫1，實現(xiàn)相應(yīng)的端口輸出低電平，LED燈亮，通過寄存器GPBSET的值再與temp值相或，則相應(yīng)的端口輸出高電平，LED等滅，通過tenp的值左移便可以完成0000 00

12、0110000000的改變，每改變一次就可以實現(xiàn)相應(yīng)的LED燈的亮滅。當(dāng)數(shù)據(jù)的最高位等于1的時候，temp重新賦初值，即給程序重新賦值為0000 0001，進行下一輪的循環(huán)。如此即可以實現(xiàn)實驗要求的功能。程序流程圖如下圖5-1-1所示。圖5-1-1 程序流程圖5.2 程序源代碼（1）系統(tǒng)初始化子程序DSP28_sysctrl.c*include "DSP281x_Device.h"*include "System.h" *pragma CODE_SECTION(InitFlash, "ramfuncs");/*-*/*形式參數(shù)：voi

13、d */*返回值:void */*函數(shù)描述:初始化系統(tǒng) */*-*/ void InitSysCtrl(void) DisableDog();/禁止看門狗 InitPll(0x02);/設(shè)置系統(tǒng)時鐘=XCLKIN*2/2 InitPeripheralClocks();/設(shè)置外設(shè)時鐘 DINT; / 關(guān)閉總中斷 IER = 0x0000; / 關(guān)閉外設(shè)中斷 IFR = 0x0000; / 清中斷標(biāo)志 InitPieCtrl();/初始化PIE控制寄存器 InitPieVectTable();/使能PIE向量表 /*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:void */*函數(shù)描述:禁止看門狗 *

14、/*-*/ void DisableDog(void) EALLOW; SysCtrlRegs.WDCR= 0x0068; EDIS;/*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:void */*函數(shù)描述:喂看門狗 */*-*/ void KickDog(void) EALLOW; SysCtrlRegs.WDKEY = 0x0055; SysCtrlRegs.WDKEY = 0x00AA; EDIS; /*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:void */*函數(shù)描述:設(shè)置鎖相環(huán)倍頻系數(shù) */*-*/ void InitPll(Uint16 val) volatile Uint16 iV

15、ol; if (SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV != val) EALLOW; SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = val; EDIS; for(iVol= 0; iVol<4096; iVol+); /*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:void */*函數(shù)描述:初始化外設(shè)時鐘 */*-*/ void InitPeripheralClocks(void) EALLOW; SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x0001;/設(shè)置高速時鐘 2分頻 SysCtrlRegs.LOSPCP.all = 0x0002;/設(shè)置低速時鐘 4

16、分頻 /使能外圍模塊時鐘 SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVBENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIAENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIBENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.MCBSPENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SPIENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ECANENCLK=1; SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ADCENCLK=1; ED

17、IS;/*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:void */*函數(shù)描述:初始化Flash */*-*/ void InitFlash(void) EALLOW; FlashRegs.FPWR.bit.PWR = 3;/設(shè)置Flash為正常工作狀態(tài) FlashRegs.FBANKWAIT.bit.RANDWAIT = 5;/設(shè)置隨機存取等待時間 FlashRegs.FBANKWAIT.bit.PAGEWAIT = 5;/設(shè)置頁面存取等待時間 FlashRegs.FSTDBYWAIT.bit.STDBYWAIT = 0x01FF;/設(shè)置從睡眠到等待的轉(zhuǎn)換時間 FlashRegs.FACTIV

18、EWAIT.bit.ACTIVEWAIT = 0x01FF;/設(shè)置從等待到激活的轉(zhuǎn)換時間 FlashRegs.FOPT.bit.ENPIPE = 1;/使能流水線模式 EDIS; asm(" RPT *7 | NOP");/軟件延時，等待流水線刷新/*-*/*形式參數(shù)：void */*返回值:狀態(tài)值 */*函數(shù)描述:unlocks the CSM */*-*/ *define STATUS_FAIL 0*define STATUS_SUCCESS 1Uint16 CsmUnlock() volatile Uint16 temp; / 寫入密鑰，應(yīng)將0xFFFF替換成密鑰值

19、EALLOW; CsmRegs.KEY0 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY1 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY2 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY3 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY4 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY5 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY6 = 0xFFFF; CsmRegs.KEY7 = 0xFFFF; EDIS; / 執(zhí)行空讀 temp = CsmPwl.PSWD0; temp = CsmPwl.PSWD1; temp = CsmPwl.PSWD2; temp = CsmPwl.PSWD3; temp = CsmP

20、wl.PSWD4; temp = CsmPwl.PSWD5; temp = CsmPwl.PSWD6; temp = CsmPwl.PSWD7; if (CsmRegs.CSMSCR.bit.SECURE = 0) return STATUS_SUCCESS; else return STATUS_FAIL; （2）程序主函數(shù)*include "DSP281x_Device.h"*include "System.h"/*端口宏定義*/*常量宏定義*/ /*全局變量定義*/*函數(shù)聲明*/ void Init_LED(void);/*形式參數(shù)：void */

21、*返回值:void */*函數(shù)描述:主函數(shù) */void main(void)unsigned int i,j,temp;InitSysCtrl(); / 系統(tǒng)初始化子程序，在DSP28_sysctrl.c中Init_LED();temp=0x0001;while(1)GpioDataRegs.GPBCLEAR.all |=temp;/*向寄存器GPBCLEAR的相應(yīng)位寫1，GPIOBX引腳輸出低電平,燈亮*/for(i=0;i<10;i+)for(j=0;j<60000;j+);GpioDataRegs.GPBSET.all |=temp;/*向寄存器GPBST的相應(yīng)位寫1，GPIOBX引腳輸出高電