1、精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)專心專注專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)目錄 TOC o 1-3 u 摘要 PAGEREF _Toc h 21設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 PAGEREF _Toc h 31.1設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc h 31.2設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc h 32系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 42.1設(shè)計(jì)原理及框圖 PAGEREF _Toc h 42.2設(shè)計(jì)芯片說(shuō)明 PAGEREF _Toc h 43硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 93.1電源設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 93.2鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì) PAGER

2、EF _Toc h 93.3晶體振蕩電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 103.4 JTAG電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 103.5指示燈電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 113.6復(fù)位電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 123.7 RAM電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 123.8 濾波電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h 134仿真調(diào)試過(guò)程 PAGEREF _Toc h 145總結(jié) PAGEREF _Toc h 17附錄一 原理圖 PAGEREF _Toc h 19附錄二 PCB圖 PAGEREF _Toc h 20附錄三 PCB剪切圖 PAGEREF _T

3、oc h 21摘要在人們生活當(dāng)中，DSP可謂無(wú)處不在，例如手機(jī)，電視機(jī) ，數(shù)碼相機(jī)，MP3等等都有DSP的存在。DSP 已經(jīng)成為通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。因此，只有理論的學(xué)習(xí)是不夠的，設(shè)計(jì)一個(gè)DSP最小系統(tǒng)，掌握這門(mén)重要技術(shù)，才能更深刻地理解和掌握DSP，為今后進(jìn)行高精度、高性能的電子設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。DSP 芯片是模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專用微處理器，其處理速度比最快的CPU還快10-50 倍，具有處理速度高、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比好以及速度功耗比高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于具有實(shí)時(shí)處理要求的場(chǎng)合。本次課設(shè)的目的是掌握DSP的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)應(yīng)用技巧，通過(guò)具體的電路設(shè)計(jì)和

4、調(diào)試，領(lǐng)會(huì)DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，從而達(dá)到理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)變，從本質(zhì)上提高自己的綜合能力，以此實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的目的。此次設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)主要包括TMS320LF2407A、RAM、電源芯片等。關(guān)鍵詞：DSP系統(tǒng) 電路設(shè)計(jì) 電路調(diào)試 最小系統(tǒng)基于TMS320LF2407A的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)基于TMS320LF2407A的最小系統(tǒng)：技術(shù)數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)基于TMS320LF2407A的最小系統(tǒng)，包括電源供電電路、時(shí)鐘振蕩電路、PLL濾波電路、RAM存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、MAX232串行通信電路、IO口驅(qū)動(dòng)發(fā)光管電路等。基于C語(yǔ)言編寫(xiě)精簡(jiǎn)程序，包括定時(shí)點(diǎn)亮發(fā)光管程序、串行通信程序等。(TMS320

5、LF2407A屬于數(shù)字信號(hào)處理器，16位單片機(jī))1.2設(shè)計(jì)要求1.畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。2.畫(huà)出電路原理圖。3.寫(xiě)出詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，要求字跡工整，原理敘述正確，會(huì)計(jì)算主要元器件的一些參數(shù)，并選擇元器件。4.畫(huà)圖要求：畫(huà)圖規(guī)范化，圖形清晰，符號(hào)大小統(tǒng)一，線條均勻，最好用PROTEL軟件畫(huà)圖。5.列出元件明細(xì)表附在說(shuō)明書(shū)的后面。6.若選擇采用單片機(jī)(任選)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)，則要求編寫(xiě)應(yīng)用軟件，附程序源代碼；若選擇采用電子電路實(shí)現(xiàn)，則軟件不作要求。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原理及框圖對(duì)于DSP2407，加上電源、復(fù)位和晶振，就構(gòu)成了DSP最小系統(tǒng)。為使這一最小系統(tǒng)能工作在開(kāi)發(fā)狀態(tài)下，應(yīng)配以鎖相環(huán)、JTAG接口

6、、擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器、濾波電路，指示燈燈電路。DSP2407最小系統(tǒng)框圖如下圖所示：CPUTMS320LF2407A電源電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路JTAG接口PLL濾波電路程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展指示燈 圖2-1設(shè)計(jì)原理框圖2.2設(shè)計(jì)芯片說(shuō)明1.TMS320LF2407A(1). 高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3.3V，指令周期為33ns(2)片內(nèi)有高達(dá)32K字的FLASH程序存儲(chǔ)器(3)2KB SARAM，544字DARAM，外擴(kuò)64千字的程序ROM，64千字的數(shù)據(jù)RAM(4)兩個(gè)事件管理器EVA和EVB(5)可擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器總共192K字空間：64K程序存儲(chǔ)空間，64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，64K字I/O

7、尋址空間(6)0看門(mén)狗定時(shí)模塊(7)10位A/D轉(zhuǎn)換器(8)控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊(9)串行通信接口SCI模塊(10)16位串行外設(shè)SPI接口模塊(11)基于鎖相環(huán)PLL的時(shí)鐘發(fā)生器(12)高達(dá)40個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用I/O引腳(13)5個(gè)外部中斷(14)電源管理包括3種低功耗模式，能獨(dú)立地將外設(shè)器件轉(zhuǎn)入低功耗工作模式 圖2-2 TMS320LF2407A管腳圖2.RAM簡(jiǎn)介(1)64K，16位靜態(tài)RAM(2)高速轉(zhuǎn)換時(shí)間：8、10、12、15ns(3). CMOS低功耗管理(4)TTL可共存界面(5)3.3V供電(6)完全靜態(tài)管理：無(wú)時(shí)鐘或刷新要求(7)三種輸出狀態(tài)，高位、低位數(shù)據(jù)控制（

8、8）.其中部分引腳的重要功能，引腳CE是片選信號(hào)的輸入線，低電平有效。引腳OE讀選通信號(hào)的輸入線，低電平有效。引腳WE寫(xiě)選通信號(hào)的輸入線，低電平有效。引腳BHE高位使能。引腳BLE地位使能。圖 2-3 RAM 芯片 3.TPS7333QTPS7333Q是TI公司生產(chǎn)的一款電壓轉(zhuǎn)換芯片，能將5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V。有以下特點(diǎn)：集成的精密電源電壓監(jiān)控器可對(duì)穩(wěn)壓器的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)控；低電平有效的復(fù)位信號(hào)脈沖寬度為200ms；低靜態(tài)電流與負(fù)載無(wú)關(guān)典型值為340 A；極低的休眠狀態(tài)電流最大值0.5A；在整個(gè)負(fù)載電源與溫度范圍內(nèi)固定輸出型器件的容限為2%；輸出電流范圍為0mA 至500 mA。 圖2-4

9、芯片TPS7333Q4.JTAG圖2-5芯片JTAGJTAG部分引腳功能介紹如下圖： 圖2-6芯片功能圖3硬件設(shè)計(jì)3.1電源設(shè)計(jì) 高穩(wěn)定的電源對(duì)DSP系統(tǒng)的高性能運(yùn)行有重要意義。由于最小系統(tǒng)耗電不高，因此設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路即可。 圖3-1電源設(shè)計(jì)圖 3.2鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用外部時(shí)鐘電路，由于TMS320LF2407A的最高運(yùn)行頻率為40MHZ，所以當(dāng)使用10MHZ外部時(shí)鐘時(shí)，通過(guò)設(shè)置SCSR1的119位為111即可獲得最佳性能。使用外部時(shí)鐘時(shí)，PLL還有一個(gè)鎖相環(huán)濾波電路，用于將時(shí)鐘電路的抖動(dòng)降到最低。圖3-2鎖相環(huán)電路圖3.3晶體振蕩電路設(shè)計(jì)為節(jié)約成本，通常使用片內(nèi)振蕩電路，與無(wú)源

10、晶體、起振電容一起連接成三點(diǎn)式振蕩器來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定時(shí)鐘。連接起振電容是為了保證正常的起振，對(duì)振蕩頻率的影響極小。無(wú)源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)相對(duì)于晶振而言其缺陷是信號(hào)質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路（用于信號(hào)匹配的電容、電感、電阻等），更換不同頻率的晶體時(shí)周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。圖3-3晶體振蕩電路圖3.4 JTAG電路設(shè)計(jì)JTAG是JOINT TEST ACTION GPOUP的簡(jiǎn)稱，是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG是4線TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。JTAG的工作原理可以歸結(jié)為：在器件內(nèi)部定義一個(gè)TAP( Access

11、，測(cè)試訪問(wèn)口)，通過(guò)專用的JTAG測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。 JTAG接口用于連接DSP系統(tǒng)板和仿真器，實(shí)現(xiàn)仿真器DSP訪問(wèn)，JTAG的接口必須和仿真器的接口一致，否則將無(wú)法連接上仿真器。EMUO和EMUI要上拉到DSP的電源其連接圖如下：圖3-4 JTAG電路設(shè)計(jì)圖3.5指示燈電路設(shè)計(jì)通過(guò)2407與LED燈連接，然后用軟件控制燈的亮滅來(lái)檢驗(yàn)最小系統(tǒng)是否能正常工作。每個(gè)LED燈分別于試驗(yàn)箱上各燈的位置對(duì)應(yīng)。圖3-5指示燈電路圖3.6復(fù)位電路設(shè)計(jì)TMS320LF2407A內(nèi)部帶有復(fù)位電路，因此可以直接RS復(fù)位引腳外面接一個(gè)上拉電阻即可，這對(duì)于簡(jiǎn)化外圍電路，減少電路板尺寸很有用處，但是為了

12、調(diào)試方便經(jīng)常采用手動(dòng)復(fù)位電路圖3-6復(fù)位電路圖3.7 RAM電路設(shè)計(jì)圖3-7 RAM電路設(shè)計(jì)圖DSP_A00DSP_A15直接與DSP的16跟地址線相連，DSP_D00-DSP_D15直接與DSP的16根數(shù)據(jù)線相連，RD直接與DSP的讀選擇引腳RD相連，WE直接與DSP的寫(xiě)使能引腳WE相連 PS 直接與DSP的程序處理器選擇引腳PS相連，DS直接與DSP的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選擇引腳DS相連，Mp/MC直接與DSP的微處理器/微控制器方式選擇引腳相連3.8 濾波電路設(shè)計(jì)由于DSP芯片內(nèi)部各元件的影響，需要對(duì)電源電路及鎖相環(huán)電路進(jìn)行較高要求的濾波，通過(guò)多個(gè)電容并聯(lián)來(lái)獲得大，容量低內(nèi)阻和好的高頻特性。圖3-

13、8濾波電路圖4仿真調(diào)試過(guò)程測(cè)試最小系統(tǒng)是否成功有以下四個(gè)步驟： 1上電后，檢測(cè)3.3V電壓時(shí)候正常，如果正常，進(jìn)入下一步；否則，檢查電源部分電路 2上電后，直接測(cè)量CLKOUT引腳，查看是否有時(shí)鐘信號(hào)輸出，以及時(shí)鐘信號(hào)的頻率時(shí)候和設(shè)置一樣。若CLKOUT信號(hào)正確，進(jìn)入下一步；否則檢查時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)3連接好仿真器，查看是否能打開(kāi)仿真軟件CCS。如果可以打開(kāi)CCS，進(jìn)入下一步；否則檢查JTAG接口電路和上拉電阻4通過(guò)DSP下載程序DSP中運(yùn)行，查看運(yùn)行結(jié)果調(diào)試程序：#include2407c.h #define uint unsigned int#define uchar unsigned cha

14、r void inline disable( ) asm( setc INTM );/屏蔽所有中斷 int initial() /初始化 asm ( setc SXM ); /抑制符號(hào)擴(kuò)展位 asm ( clrc OVM ); /累加器中結(jié)果正常溢出 asm ( clrc CNF ); /BO被配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 *SCSR1=0X81FE; /CLKIN=10MHZ，CLKOUT=4*CLKIN=40MHA *WDCR= 0X0E8; *IMR=0 x0000; /禁止所有中斷 *IFR=0 xFFFF; /清除所有中斷標(biāo)志 *MCRA=*MCRA&0X0000;/PA，PB端口為一般I/O

15、口 *MCRC=*MCRC&0X0000;/PE，PF端口為一般I/O口 *PADATDIR=*PADATDIR|0 xFF00; /PA口設(shè)定為輸出 *PBDATDIR=*PBDATDIR&0 xFF00;/屏蔽PB端口各位 *PEDATDIR=*PEDATDIR&0 xFF00;/屏蔽PE端口各位 void delay(unsigned int pp )/延遲程序 unsigned int i,t,j; j=pp; for(t=0;tj;t+) for(i=0;i40;i+); / 1us main() uint i=0,flag=0,m=1,n=1,k=0; disable(); ini

16、tial(); while(1) *PEDATDIR=*PEDATDIR|0 xFF1C; /E2，E3，E4亮 *PADATDIR=*PADATDIR|0 xFF30;/A4，A5亮 *PBDATDIR=*PBDATDIR|0 xFF86;/B1，B2，B7亮 delay(6000); *PEDATDIR=*PEDATDIR&0 xFF00; /E2，E3，E4滅 *PADATDIR=*PADATDIR&0 xFF00; /A4，A5滅 *PBDATDIR=*PBDATDIR&0 xFF00; /B1，B2，B7滅delay(6000); *PEDATDIR=*PEDATDIR|0 xFF0

17、4;/E2delay(6000);*PEDATDIR=*PEDATDIR|0 xFF10;/E4delay(6000); *PBDATDIR=*PBDATDIR|0 xFF80;/B7delay(6000); *PBDATDIR=*PBDATDIR|0 xFF02;/B1delay(6000); *PADATDIR=*PADATDIR|0 xFF20;/A5delay(6000); *PADATDIR=*PADATDIR|0 xFF10;/A4delay(6000); *PEDATDIR=*PEDATDIR|0 xFF08;/E3delay(6000);*PBDATDIR=*PBDATDIR|

18、0 xFF04;/B2delay(6000);*PEDATDIR=*PEDATDIR&0 xFF00; *PADATDIR=*PADATDIR&0 xFF00; *PBDATDIR=*PBDATDIR&0 xFF00;/全滅void interrupt nothing() return;5總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，讓我們有機(jī)會(huì)將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。并通過(guò)理論與實(shí)際的綜合運(yùn)用，進(jìn)行必要的分析，比較。從而進(jìn)一步驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)。同時(shí)這次課程設(shè)計(jì)，還讓我知道了最重要的是心態(tài)，在剛開(kāi)始會(huì)覺(jué)得困難，但是只要有信心，就一定能夠完成。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)課本專業(yè)知識(shí)的理解，認(rèn)識(shí)。平時(shí)都是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在此次課程設(shè)計(jì)