《TMS320F28027课件_第一讲_绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TMS320F28027课件_第一讲_绪论.ppt（44页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、DSP原理及应用原理及应用Lecture1Introduction教材：32位数字信号控制器原理及应用黄灿水黄灿水2015.32015.3教材与软硬件教材与软硬件教材：教材：32位数字信号控制器原理及应位数字信号控制器原理及应用用基于基于TMS320F28027DSC口口袋实验板袋实验板.刘和平等编著刘和平等编著.北京航北京航空航天大学出版社，空航天大学出版社，2014.11软件：软件：CCS V5.5PROTEUS V8.1调试窗口调试窗口变量，观察，寄存变量，观察，寄存器口器口程序窗口程序窗口控制台窗口控制台窗口CCSV5.5教材与软硬件教材与软硬件PROTUESV8.1教材与软硬件教材与
2、软硬件教材与软硬件教材与软硬件CCS5.5百度云盘下载地址百度云盘下载地址http:/ Introduction-2ClassLecture2 PIE-2ClassLecture3 GPIO-4ClassLecture4 SCI-2ClassLecture5 ADC-4ClassLecture6 PWM-8ClassLecture7 HRPWM-2ClassLecture8 eCAP-2ClassLecture9 Application-2ClassExperiment-4Class课堂授课时间分配课堂授课时间分配:(32学时学时)期末考试：期末考试：80%上机实验：上机实验：10%考勤和作业
3、：考勤和作业：10%期末成绩评定期末成绩评定DSP(DigitalSignalProcessing)-数数字字信信号号处处理理的理论和方法。的理论和方法。DSP(DigitalSignalProcessor)-用用于于数数字字信信号号处处理的可编程微处理器。理的可编程微处理器。DSP技技术术(DigitalSignalProcess)-是是利利用用专专门门或或通通用用数数字字信信号号处处理理芯芯片片，通通过过数数字字计计算算的的方方法法对对信信号号进进处理的方法与技术。处理的方法与技术。Lecture1 Introduction一、一、DSP与与DSP技术技术2023/3/1611二、模拟二、
4、模拟(Analog)与数字与数字(Digital)信号信号1 1）、模拟信号）、模拟信号 2 2）、数字信号）、数字信号信号信号：是：是随时间变化的物理量随时间变化的物理量，是信息的载体，是信息的载体，信信息反映系统状态与特性。息反映系统状态与特性。幅值上连续幅值上连续时间上连续时间上连续幅值上量化幅值上量化时间上离散时间上离散2023/3/1612模拟信号处理模拟信号处理 数字信号处理数字信号处理 二、模拟二、模拟(Analog)与数字与数字(Digital)信号信号2023/3/1613比比较较内容内容数字数字处处理理模模拟处拟处理理灵活性灵活性好好差差可靠性可靠性高高差差精精 度度高高差
5、差实时实时性性差差好好数字信号处理与模拟信号处理的特点比较数字信号处理与模拟信号处理的特点比较二、模拟二、模拟(Analog)与数字与数字(Digital)信号信号1、按用途分类、按用途分类通用型通用型DSPDSP芯片芯片一一般般指指可可以以用用指指令令编编程程的的DSPDSP芯芯片片，适适合合普普通通的的DSPDSP应应用，如用，如TITI公司的一系列公司的一系列DSPDSP芯片属于通用型芯片属于通用型DSPDSP芯片。芯片。专用型专用型DSPDSP芯片芯片为为特特定定的的DSPDSP运运算算而而设设计计，如如数数字字滤滤波波、卷卷积积和和FFTFFT等等，通通过过加加载载数数据据、控控制制
6、参参数数或或在在管管脚脚上上加加控控制制信信号号的的方方法法使使其其具具有有有有限限的的可可编编程程能能力力。如如MotorolaMotorola公公司司的的DSP56200DSP56200（FIRFIR数字滤波）。数字滤波）。三、三、DSP芯片分类芯片分类2、按数据格式分、按数据格式分定点定点DSP数数据据以以定定点点格格式式工工作作的的DSP芯芯片片称称为为定定点点DSP芯芯片，该芯片简单、成本较低。两种基本表示方法：片，该芯片简单、成本较低。两种基本表示方法：整整整整数数数数表表表表示示示示方方方方法法法法：主主要要用用于于控控制制操操作作、地地址址计计算算和其他非信号处理的应用。和其他
7、非信号处理的应用。小小小小数数数数表表表表示示示示方方方方法法法法：主主要要用用于于数数字字和和各各种种信信号号处处理理算算法的计算中。法的计算中。定点表示并不意味着一定是整数表示定点表示并不意味着一定是整数表示定点表示并不意味着一定是整数表示定点表示并不意味着一定是整数表示。三、三、DSP芯片分类芯片分类2、按数据格式分、按数据格式分浮点浮点DSP数数据据以以浮浮点点格格式式工工作作的的DSP芯芯片片称称为为浮浮点点DSP芯芯片片，该芯片该芯片运算精度高、运行速度快运算精度高、运行速度快。浮浮点点数数在在运运算算中中，表表示示数数的的范范围围由由于于其其指指数数可可自自动动调调节节，因因此此
8、可可避避免免数数的的规规格格化化和和溢溢出出等等问问题题。但但浮浮点点DSP一般比定点一般比定点DSP复杂，成本较高复杂，成本较高。三、三、DSP芯片分类芯片分类 1978年年第第一一片片DSP诞诞生生S2811(Microsystems公公司司AMI子子公司公司)1986年以来得到突飞猛进的发展。年以来得到突飞猛进的发展。现现今今主主要要DSP芯芯片片生生产产商商：德德州州仪仪器器公公司司（TI)、美美国国模模拟拟器器件件公公司司(ADI)、Motorola公公司司、Freescale、ARM、MIPS；四、四、DSP芯片发展芯片发展 第一代：第一代：TMS32010及其系列产品（及其系列产
9、品（1982年）年）第二代：第二代：TMS320C20、TMS320C25/C26/C28 第三代：第三代：TMS320C30/C31/C32，第四代：第四代：TMS320C40/C44，第五代：第五代：TMS320C50/C51/C52/C53/C54和集多个和集多个 DSP于一体的高性能于一体的高性能DSP芯片芯片TMS320C80/C82等等 第六代：第六代：TMS320C62x/C67x等等,代表代表DSP顶尖水平顶尖水平 五、五、TI公司公司DSP芯片发展芯片发展2023/3/16191 1、TMS320C6000TMS320C6000系列系列-高性能高性能2 2、TMS320C50
10、00TMS320C5000系列系列-低功耗低功耗3 3、TMS320C2000TMS320C2000系列系列-强控制强控制 主要用于音频、视频和宽带设施领域。早期主要用于音频、视频和宽带设施领域。早期C62x/C64x/C67xC62x/C64x/C67x三个子系列。三个子系列。C62xC62x和和C64xC64x是是3232位定点位定点DSPDSP，C67xC67x是是3232位浮点位浮点DSPDSP。近些年，。近些年，TITI公司又推出了公司又推出了DaVinciDaVinci数字媒体数字媒体处理器、处理器、OMAPOMAP开放式多媒体应用平台和融入开放式多媒体应用平台和融入ARMARM内
11、核的多核产品。内核的多核产品。低功耗低功耗1616位定点位定点DSPDSP。两个子系列：。两个子系列：C54xC54x和和C55xC55x。该系列。该系列DSPDSP待机功率小于待机功率小于0.15mW0.15mW，工作功率小于，工作功率小于0.15mW/MHz0.15mW/MHz，是业界功耗最低的，是业界功耗最低的1616位位DSPDSP，主要用于语音处理、移动通，主要用于语音处理、移动通信、医疗监测等便携设备。信、医疗监测等便携设备。不但具有不但具有DSPDSP内核，而且还具有用于电机控制的片上外设，从而将高速运算与灵内核，而且还具有用于电机控制的片上外设，从而将高速运算与灵活控制融于一活
12、控制融于一体体。主要用于电机控制、数字电源和再生能源、电动汽车及。主要用于电机控制、数字电源和再生能源、电动汽车及LEDLED照明等照明等领域。该系列产品目前仍有领域。该系列产品目前仍有119119种在生产。由于该系列种在生产。由于该系列DSPDSP主要用于控制领域，主要用于控制领域，TITI公司公司又将该系列又将该系列DSPDSP芯片归类为芯片归类为DSCDSC（即数字信号控制器）（即数字信号控制器），习惯仍称其为习惯仍称其为DSPDSP。五、五、TI公司公司DSP芯片发展芯片发展2023/3/16201 1、C28xC28x-基本型基本型2 2、PiccoloPiccolo（短笛）（短笛）
13、-小封装小封装3 3、DelfinoDelfino（海豚）（海豚）-高性能高性能C28xC28x目前有目前有2323种芯片种芯片。典型器件：。典型器件：F2812:32F2812:32位定点，位定点，150MHz150MHz,128KW Flash,128KW Flash，18KW ram18KW ram，1616ch ch ADCADC，电机控制接口，电机控制接口目前有目前有4848种芯片。种芯片。典型器件：典型器件：F28027:32F28027:32位定点，位定点，6060MHzMHz,32KW Flash,32KW Flash，6KW ram6KW ram，13ch 13ch ADCA
14、DC，38,48Pin38,48Pin，F28069:32F28069:32位浮点，位浮点，90MHz90MHz，CLACLA、VCUVCU，128KW Flash128KW Flash，50KW ram50KW ram，16ch 16ch ADCADC，80,100Pin80,100Pin，目前有目前有9 9种芯片。种芯片。典型产品：典型产品：F28335:32F28335:32位浮点，位浮点，150MHz150MHz,256KW Flash,256KW Flash，34KW ram34KW ram，1616ch ch ADCADC，增强增强电机控制接口电机控制接口4 4、ConcertoC
15、oncerto（协奏曲）（协奏曲）-多核型多核型将将ARM Cortex-M3ARM Cortex-M3内核与内核与C28xC28x内核结合到一个芯片上，实现了连接和控制一体化。同内核结合到一个芯片上，实现了连接和控制一体化。同时还可以将通信和控制分开设计。该系列目前有时还可以将通信和控制分开设计。该系列目前有3434种芯片供选择。种芯片供选择。六、六、TMS320F28x系列系列七、七、2802x系列概述系列概述TMS320F28027、TMS320F28026、TMS320F28023、TMS320F28022、TMS320F28021、TMS320F28020、TMS320F280200
16、、七、七、2802x系列概述系列概述七、七、2802x系列概述系列概述 高效高效32 位位中央处理单元中央处理单元(CPU)3.3V 单电源供电单电源供电 高速高速60MHz（16.67ns），），50MHz，和，和40MHz PLL锁相环技术锁相环技术 集成型集成型上电和欠压上电和欠压复位复位 两个内部零引脚两个内部零引脚振荡器振荡器 多达多达22 个复用通用输入个复用通用输入/出出(GPIO)引脚，输入尖脉冲滤波引脚，输入尖脉冲滤波 三个三个32 位位CPU 定时器定时器 片载片载闪存闪存、SRAM、一次性可编程、一次性可编程(OTP)内存、引导内存、引导ROM七、七、2802x系列概述系
17、列概述 代码代码安全模块安全模块，128位密码保护，防止固件逆向工程位密码保护，防止固件逆向工程 增强型控制增强型控制外设外设：增强型脉宽调制器：增强型脉宽调制器(ePWM)、高分辨、高分辨率率PWM(HRPWM)、增强型捕捉、增强型捕捉(eCAP)、模数转换、模数转换器器(ADC)、片上温度传感器、比较器、通信外设（、片上温度传感器、比较器、通信外设（SCI、I2C、SPI）16 x 16 和和32 x 32 媒介访问控制媒介访问控制(MAC)运算运算 16 x 16 双双MAC 哈佛哈佛(Harvard)总线架构总线架构可支持所有外设中断的外设中断扩展可支持所有外设中断的外设中断扩展(PI
18、E)模块模块八、八、28027芯片功能芯片功能CPUBUSJTAGMEMORYPIECLOCKGPIOPeripheral Device 八、八、28027芯片功能芯片功能1、CPU32位定点架构位定点架构高效的高效的C/C+引擎引擎32x32位位MAC64位处理能力位处理能力带有关键寄存器自动断点保存的快速中断响应带有关键寄存器自动断点保存的快速中断响应8级流水线操作级流水线操作八、八、28027芯片功能芯片功能2、BUS（总线）（总线）多总线多总线内存总线（哈弗架构）内存总线（哈弗架构）外设总线外设总线指令与数据使用各自存储器指令与数据使用各自存储器指令与数据使用各自总线指令与数据使用各自
19、总线指令与数据同时操作指令与数据同时操作哈佛总线哈佛总线结构结构八、八、28027芯片功能芯片功能3、MEMORYFlash：32KW(16位位)SARAM：M0-1KW、M1-1KW、L0SARAM-4KWBootROM：8KWOPT存储器：存储器：1KW八、八、28027芯片功能芯片功能4、PIE支持多达支持多达96个外设中断，分成个外设中断，分成8组组F2802x使用使用33个个可以通过硬件和软件控制中断的优先级可以通过硬件和软件控制中断的优先级可以在可以在PIE内启用内启用/禁用每个中断禁用每个中断支持支持3个可屏蔽外部中断个可屏蔽外部中断八、八、28027芯片功能芯片功能5、CLOC
20、K两个内部零引脚振荡器（两个内部零引脚振荡器（INTOSC1、INTOSC2）外部时钟源外部时钟源PLL支持高达支持高达12个输入时钟缩放比个输入时钟缩放比外设的时钟可被启用外设的时钟可被启用/禁用以减少功耗禁用以减少功耗32位位CPU定时器定时器(Timer0，Timer1，Timer2)看门狗看门狗WatchDog八、八、28027芯片功能芯片功能5、CLOCK低功耗运行低功耗运行八、八、28027芯片功能芯片功能6、Peripheral Device 增强型脉宽调制器增强型脉宽调制器(ePWM)高分辨率高分辨率PWM(HRPWM)增强型捕捉增强型捕捉(eCAP)模数转换器模数转换器(AD
21、C)(片上温度传感器片上温度传感器)比较器比较器(COMP)串行接口外设（串行接口外设（SPI、SCI、I2C）九、内存映射九、内存映射程序空间（程序空间（ProgSpace）保存程序代码及常量保存程序代码及常量掉电不丢失掉电不丢失数据空间（数据空间（DataSpace）保存寄存器及临时变量值保存寄存器及临时变量值掉电丢失掉电丢失九、内存映射九、内存映射1、SARAM 6KW常配置为常配置为Data 配置为配置为Data或或Prog M0，1KW 向量表向量表M1，1KW 常作为堆栈常作为堆栈 L0，4KW 双重映射双重映射九、内存映射九、内存映射2、FLASH 32KW程序写入该存储器，受程
22、序写入该存储器，受CSMCSM保护，保护，防止非法读取。防止非法读取。九、内存映射九、内存映射3、OTP 1KW使用较少使用较少4、BOOT ROM 8KW上电引导程序区上电引导程序区向量表向量表(32(32个向量个向量)九、内存映射九、内存映射5、外设帧外设帧PF0:PF0:仿真、功率控制、闪存、仿真、功率控制、闪存、ADCADC 代码安全、代码安全、TimerTimer、PIEPIEPF1:PF1:比较器、比较器、PWMPWM、CAPCAP、GPIOGPIOPF2PF2：系统控制、：系统控制、SPISPI、SCISCI、NMINMI XINT XINT、ADCADC、I I2 2C C十、
23、寄存器映射十、寄存器映射F2802xF2802x系列包含系列包含3 3个个外设寄存器空间外设寄存器空间：外设帧外设帧0 0（PF0PF0）：直接映射到）：直接映射到CPUCPU内存总线的外设内存总线的外设,支持支持1616位和位和3232位访问。位访问。外设帧外设帧1 1（PF1PF1）：映射到）：映射到3232位外设总线的外设。位外设总线的外设。外设帧外设帧2 2（PF2PF2）：映射到）：映射到1616位外设总线的外设。位外设总线的外设。注：部分寄存器受注：部分寄存器受EALLOW保护，保护，EALLOW（Edit Allow）指令允许写入。）指令允许写入。EDIS（Edit Disabl
24、e）指令禁用写入。）指令禁用写入。十、寄存器映射十、寄存器映射外设帧外设帧0 0寄存器寄存器(PF0)(PF0)名称名称 地址范围地址范围大小大小EALLOWEALLOW保护保护器件仿真寄存器器件仿真寄存器0 x00 0880-0 x00 09840 x00 0880-0 x00 0984261261支持支持系统功率控制寄存器系统功率控制寄存器0 x00 0985-0 x00 09870 x00 0985-0 x00 09873 3支持支持闪存寄存器闪存寄存器0 x00 0A80-0 x00 0ADF0 x00 0A80-0 x00 0ADF9696支持支持代码安全模块寄存器代码安全模块寄存器
25、0 x00 0AE0-0 x00 0AEF0 x00 0AE0-0 x00 0AEF1616支持支持ADCADC寄存器（寄存器（0 0等待只读）等待只读）0 x00 0B00-0 x00 0B0F0 x00 0B00-0 x00 0B0F1616否否CPU-CPU-定时器定时器0/1/20/1/2寄存器寄存器 0 x00 0C00-0 x00 0C3F0 x00 0C00-0 x00 0C3F6464否否PIEPIE寄存器寄存器0 x00 0CE0-0 x00 0CFF0 x00 0CE0-0 x00 0CFF3232否否PIEPIE矢量表矢量表0 x00 0D00-0 x00 0DFF0 x
26、00 0D00-0 x00 0DFF256256否否十、寄存器映射十、寄存器映射外设帧外设帧1 1寄存器寄存器(PF1)(PF1)名称名称 地址范围地址范围大小大小EALLOWEALLOW保护保护比较器比较器1 1寄存器寄存器0 x00 6400-0 x00 641F0 x00 6400-0 x00 641F3232部分部分比较器比较器2 2寄存器寄存器0 x00 6420-0 x00 643F0 x00 6420-0 x00 643F3232部分部分ePWM1+HRPWM1ePWM1+HRPWM1寄存器寄存器0 x00 6800-0 x00 683F0 x00 6800-0 x00 683F
27、6464部分部分ePWM2+HRPWM2ePWM2+HRPWM2寄存器寄存器0 x00 6840-0 x00 687F0 x00 6840-0 x00 687F6464部分部分ePWM3+HRPWM3ePWM3+HRPWM3寄存器寄存器0 x00 6880-0 x00 68BF0 x00 6880-0 x00 68BF6464部分部分ePWM4+HRPWM4ePWM4+HRPWM4寄存器寄存器0 x00 68C0-0 x00 68FF0 x00 68C0-0 x00 68FF6464部分部分eCAP1eCAP1寄存器寄存器0 x00 6A00-0 x00 6A1F0 x00 6A00-0 x0
28、0 6A1F3232否否GPIOGPIO寄存器寄存器0 x00 6F80-0 x00 6FFF0 x00 6F80-0 x00 6FFF128128部分部分十、寄存器映射十、寄存器映射外设帧外设帧2 2寄存器寄存器(PF2)(PF2)名称名称 地址范围地址范围大小大小EALLOWEALLOW保护保护系统控制寄存器系统控制寄存器0 x00 7010-0 x00 702F0 x00 7010-0 x00 702F3232支持支持SPI-ASPI-A寄存器寄存器0 x00 7040-0 x00 704F0 x00 7040-0 x00 704F1616否否SCI-ASCI-A寄存器寄存器0 x00
29、7050-0 x00 705F0 x00 7050-0 x00 705F1616否否NMINMI安全装置中断寄存器安全装置中断寄存器0 x00 7060-0 x00 706F0 x00 7060-0 x00 706F1616支持支持外部中断寄存器外部中断寄存器0 x00 7070-0 x00 707F0 x00 7070-0 x00 707F1616支持支持ADCADC寄存器寄存器0 x00 7100-0 x00 717F0 x00 7100-0 x00 717F128128部分部分I2C-AI2C-A寄存器寄存器0 x00 7900-0 x00 793F0 x00 7900-0 x00 79
30、3F6464部分部分十一、十一、CMD文件文件 后后缀缀为为.CMD.CMD，实实现现对对程程序序存存储储器器空空间间和和数数据据存存储储器器空空间间的的分分配配。该该文件常用的伪指令：文件常用的伪指令：MEMORYMEMORY和和SECTIONSSECTIONS，如下：，如下：MEMORY PAGE 0:PRAML0:origin=0 x008000,length=0 x000800BEGIN :origin=0 x3F7FF6,length=0 x000002 FLASHD:origin=0 x3F0000,length=0 x002000FLASHC:origin=0 x3F2000,l
31、ength=0 x002000FLASHA:origin=0 x3F6000,length=0 x001F80PAGE 1:RAMM0:origin=0 x000050,length=0 x0003B0FLASHB:origin=0 x3F4000,length=0 x002000十一、十一、CMD文件文件SECTIONS.cinit:FLASHAPAGE=0.pinit:FLASHAPAGE=0.text:FLASHAPAGE=0codestart:BEGIN PAGE=0.stack:RAMM0 PAGE=1.ebss:RAMM0 PAGE=1.esysmem:RAMM0 PAGE=1.reset:RESETPAGE=0,TYPE=DSECTVectors:VECTORSPAGE=0,TYPE=DSECTThank You&Question?