第5章TMS320C55XDSP的外設(shè)

5.1引言

5.2通用計(jì)時(shí)器

5.3TMS320C5509DSP片上ADC5.4外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)5.5本章小結(jié)習(xí)題與思考題

在第1章中，我們講到DSP處理器往往需要脫機(jī)獨(dú)立工作，為與外設(shè)接口方便，其中往往設(shè)置了豐富的周邊接口電路。在實(shí)際應(yīng)用中掌握DSP片上外設(shè)的使用方法非常重要。

圖5-1為TMS320C5509的CPU、總線、片上存儲(chǔ)器以及部分片上外設(shè)的示意圖。如圖所示的TMS320C5509有多種片上外設(shè)，這給我們的設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來了很大的方便。

5.1引言

TMS320C5509的片上外設(shè)主要有：時(shí)鐘產(chǎn)生器(振蕩器與鎖相環(huán)PLL)、計(jì)時(shí)器(Timer)、通用的I/O口(GPIO)、多通道同步緩沖串口(McBSP)、主機(jī)接口(HIP)、直接存儲(chǔ)器訪問(DMA)控制器、外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)、內(nèi)部集成電路(I2C)模塊、多媒體卡(MMC)控制器、USB2.0接口、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)等。

本書將在本章以及后續(xù)章節(jié)介紹TMS320C5509的片上外設(shè)的使用方法。在學(xué)習(xí)的過程中，大家可以參考TI公司針對(duì)不同外設(shè)的應(yīng)用手冊(cè)。

圖5-1TMS320C5509的CPU、總線、片上存儲(chǔ)器以及部分片上外設(shè)示意圖

5.2.1通用計(jì)時(shí)器簡介

TMS320C5509的通用計(jì)時(shí)器由兩個(gè)計(jì)數(shù)器組成，提供了20bit的計(jì)數(shù)范圍：1個(gè)4bit的預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器和1個(gè)16bit的主計(jì)數(shù)器。圖5-2所示是通用計(jì)時(shí)器的原理框圖。

5.2通?用?計(jì)?時(shí)?器圖5-2通用計(jì)時(shí)器原理框圖該計(jì)時(shí)器有兩個(gè)計(jì)數(shù)器(PSC和TIM)和兩個(gè)周期寄存器(TDDR和PRD)。TDDR和PRD里面存放計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值，而計(jì)時(shí)的任務(wù)由PSC和TIM來完成。

在計(jì)數(shù)器初始化或計(jì)數(shù)器重新裝入過程中，周期寄存器的內(nèi)容會(huì)被復(fù)制到計(jì)數(shù)寄存器中。計(jì)時(shí)器控制器(TCR)控制和監(jiān)視計(jì)時(shí)器和計(jì)時(shí)器引腳(TIN/TOUT)的工作狀態(tài)。根據(jù)TCR中的FUNCbit的值，可以將計(jì)時(shí)器引腳配置成通用輸出(同TCR的DATAOUTbit相連接)、計(jì)時(shí)器輸出、一個(gè)時(shí)鐘輸入或者高阻狀態(tài)。

預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器由輸入時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，這個(gè)輸入時(shí)鐘可以是CPU時(shí)鐘也可以是外部時(shí)鐘。每個(gè)時(shí)鐘周期，PSC減1。當(dāng)PSC減為0時(shí)，TIM會(huì)自動(dòng)減1。當(dāng)TIM減為0后一個(gè)周期，計(jì)時(shí)器會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，向DMA控制器發(fā)出一個(gè)同步事件(TEVT)，同時(shí)送出一個(gè)輸出信號(hào)到計(jì)時(shí)器引腳。

如果置位TCR中的自動(dòng)裝入位(ARB)，則計(jì)時(shí)器配置成自動(dòng)裝入模式。在這種模式下，每當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)減為0，預(yù)定標(biāo)和計(jì)數(shù)器的值都會(huì)被重新裝入。為了保證在自動(dòng)裝入模式下，計(jì)時(shí)器的輸出引腳能正常工作，計(jì)時(shí)器的周期[(TDDR

+

1)

×

(PRD

+

1)]必須大于等于4個(gè)時(shí)鐘周期。

5.2.2TMS320C55X中斷系統(tǒng)

中斷指的是這樣一個(gè)過程：CPU正處理某件事情(執(zhí)行程序)時(shí)，外部發(fā)生了某一件事件并向CPU發(fā)信號(hào)請(qǐng)求去處理，CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前工作，轉(zhuǎn)去處理這一事件(進(jìn)入中斷服務(wù)程序)，處理完再回來繼續(xù)原來的工作。實(shí)現(xiàn)這種功能的部件稱為中斷系統(tǒng)，產(chǎn)生中斷的請(qǐng)求源稱為中斷源。

中斷系統(tǒng)使得DSP能夠處理多個(gè)任務(wù)。DSP有許多中斷源，可以設(shè)置中斷控制寄存器來確定響應(yīng)哪些中斷而不理會(huì)哪些中斷。DSP在對(duì)片上外設(shè)操作時(shí)很多時(shí)候都要用到中斷。

C55X支持32個(gè)中斷服務(wù)子程序ISR。有些ISR可以由軟件或硬件觸發(fā)，有些則只能由軟件觸發(fā)。當(dāng)CPU同時(shí)接收到多個(gè)硬件中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU會(huì)按照預(yù)先定義的優(yōu)先級(jí)對(duì)它們做出響應(yīng)和處理。所有的C55X中斷，無論是軟件還是硬件中斷，都可分成可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷兩類?？善帘沃袛嗫梢酝ㄟ^軟件來加以屏蔽，不可屏蔽中斷則不能被屏蔽。所有的軟件中斷都是不可屏蔽中斷。

1．中斷管理寄存器

C55X的中斷管理寄存器如表5-1所示。

表5-1C55X的中斷管理寄存器1)中斷向量指針(IVPD、IVPH)

中斷向量均為16bit指向程序空間的中斷向量。DSP中斷向量指針(IVPD)指向256byte的程序頁，它包括了DSP中斷向量IV0～I(xiàn)V15和IV24～I(xiàn)V31。這些向量都可以映射到只分配給DSP的存儲(chǔ)器。

主機(jī)中斷向量指針(IVPH)指向256byte的程序頁，它包括了主機(jī)中斷向量IV16～I(xiàn)V23。這些向量都可以映射到DSP和主機(jī)處理器共享的存儲(chǔ)器，因此主機(jī)處理器可以定義相關(guān)的中斷服務(wù)子程序。

如果IVPD和IVPH的值相同，

則所有的中斷向量會(huì)在同一個(gè)256byte的程序頁里。DSP硬件復(fù)位時(shí)，給兩個(gè)IVP都裝入FFFFh。兩個(gè)IVP都不受軟件復(fù)位指令的影響。

在修改IVPD和IVPH之前，要確認(rèn)：

●可屏蔽中斷被全局禁止(INTM=1)。這可以防止IVP被修改成指向新向量之前，產(chǎn)生任何可屏蔽中斷。

●每個(gè)硬件非屏蔽中斷，對(duì)于舊的IVPD和新的IVPD值，都有一個(gè)向量和一個(gè)中斷服務(wù)子程序。如果在修改IVPD過程中，發(fā)生一個(gè)硬件非屏蔽中斷，就可防止提取非法指令代碼。

表5-2說明不同中斷向量的地址如何產(chǎn)生。CPU連接一個(gè)16bit的中斷向量指針和一個(gè)編碼成5bit的向量數(shù)(例如，IV1是00001，IV16是10000)，再左移3bit。

表5-2向量與向量地址的形成2)中斷標(biāo)志寄存器(IFR0、IFR1)

兩個(gè)16bit的中斷標(biāo)志寄存器IFR0和IFRl包含了所有可屏蔽中斷的標(biāo)志位。當(dāng)一個(gè)可屏蔽中斷的要求到達(dá)CPU時(shí)，一個(gè)IFR的相應(yīng)標(biāo)志置l，它表示中斷還未解決或正等待CPU的確認(rèn)。圖5-3所示是C55XIFR0寄存器的示意圖，表5-3是IFR0各位域的功能說明，IFR1示意圖在圖5-4中給出，其具體各位域的功能可以參考TMS320VC5509A的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

可以通過讀IFR來確定未決的中斷，寫IFR來清零未決中斷。要清零一個(gè)中斷請(qǐng)求(且將其IFRbit清零)，則寫1到相應(yīng)的IFRbit。例如：；清零標(biāo)志IF14和IF2

MOV#0100000000000100b，mmap(@IFR0)

所有未決的中斷，都可通過把IFR現(xiàn)有內(nèi)容寫回到IFR來清零。硬件中斷請(qǐng)求的確認(rèn)也可清零相應(yīng)的IFRbit。一個(gè)器件的復(fù)位也可清零所有的IFRbit。

表5-3IFR0寄存器各位功能

圖5-3IFR0寄存器圖5-4IFR1寄存器

3)中斷使能寄存器(IER0、IER1)

要使能一個(gè)可屏蔽中斷，將其IER0或IER1里的相應(yīng)位置1。要禁止一個(gè)可屏蔽中斷，則將其IER0或IER1里相應(yīng)的使能位置0。復(fù)位時(shí)，所有的IERbit都清0，禁止所有的可屏蔽中斷。IER0和IER1的各位所對(duì)應(yīng)的中斷與IFR0和IFR1相同，可以參考表5-3和圖5-3、圖5-4。

4)調(diào)試中斷使能寄存器(DBIER0、DBIER1)

只有當(dāng)調(diào)試器工作在實(shí)時(shí)仿真模式，CPU暫停的情況下，才使用這兩個(gè)16bit的調(diào)試中斷使能寄存器：DBIER0和DBIER1。如果CPU以實(shí)時(shí)模式運(yùn)行，則使用標(biāo)準(zhǔn)的中斷處理程序，而不用DBIER。在一個(gè)DBIER里，使能的可屏蔽中斷定義為臨界的時(shí)間中斷。當(dāng)CPU在實(shí)時(shí)模式下暫停時(shí)，只對(duì)臨界的時(shí)間中斷提供服務(wù)，而臨界的時(shí)間中斷也在中斷使能寄存器(IER1或IER0)里使能。

讀DBIER來識(shí)別臨界的時(shí)間中斷。寫DBIER來使能或禁止臨界的時(shí)間中斷。要使能一個(gè)中斷，則對(duì)相應(yīng)的bit置位。要禁止一個(gè)中斷，則將相應(yīng)的bit清0。用戶可參閱C55XDSP的數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解DBIER各bit所對(duì)應(yīng)的中斷。

注意：DBIERl和DBIER0不受軟復(fù)位指令或DSP硬件復(fù)位的影響。用戶使用實(shí)時(shí)仿真模式前，要先初始化這些寄存器。

2.中斷響應(yīng)過程

DSP處理中斷的4個(gè)步驟如下：

(1)接收中斷請(qǐng)求。軟件或硬件都要求將當(dāng)前程序隊(duì)列掛起。

(2)響應(yīng)中斷請(qǐng)求。CPU必須響應(yīng)中斷請(qǐng)求。如果是可屏蔽中斷，則響應(yīng)必須滿足某些條件；如果是不可屏蔽中斷，則CPU立即響應(yīng)。

(3)準(zhǔn)備進(jìn)入中斷服務(wù)子程序。CPU要執(zhí)行的主要任務(wù)有：

①完成當(dāng)前指令的執(zhí)行，并沖掉流水線上還未解碼的指令。

②自動(dòng)將某些必要的寄存器的值保存到數(shù)據(jù)堆棧和系統(tǒng)堆棧。

③從用戶事先設(shè)置好的向量地址獲取中斷向量，該中斷向量指向中斷服務(wù)子程序。

(4)執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。CPU執(zhí)行用戶編寫的ISR。ISR以一條中斷返回指令結(jié)束，自動(dòng)恢復(fù)步驟(3)中自動(dòng)保存的寄存器值。

注意：①外部中斷只能發(fā)生在CPU退出復(fù)位后的至少3個(gè)周期后，否則無效。②在硬件復(fù)位后，不論INTMbit的設(shè)置和寄存器IER0、IERl的值如何，所有的中斷(可屏蔽和不可屏蔽)都被禁止，直到通過軟件寫堆棧指針(SP和SSP寄存器)初始化堆棧后，才可開放中斷。堆棧初始化后，INTMbit和寄存器IER0、IER1的值決定開放哪些中斷。

5.2.3計(jì)時(shí)器中斷

通用計(jì)時(shí)器有一個(gè)計(jì)時(shí)器中斷信號(hào)(TINT)。當(dāng)主計(jì)數(shù)寄存器(TIM)減為0時(shí)，計(jì)時(shí)器會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，計(jì)時(shí)器中斷的速率為：

(5-1)

TINT會(huì)自動(dòng)在一個(gè)中斷標(biāo)志寄存器(IFR0和IFR1)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志。

用戶可以在中斷使能寄存器(IER0和IER1)以及調(diào)試中斷使能寄存器(DBIER0和DBIER1)里，使能或禁止這個(gè)中斷。沒有使用通用計(jì)時(shí)器時(shí)，禁止計(jì)時(shí)器中斷，以免產(chǎn)生不希望的中斷。

由5.2.2節(jié)我們知道計(jì)時(shí)器0中斷對(duì)應(yīng)IER0和IFR0的第4位。5.2.4計(jì)時(shí)器寄存器

對(duì)于通用計(jì)時(shí)器，DSP包含了如表5-4所列的寄存器。

表5-4通用計(jì)時(shí)器寄存器1.周期和計(jì)數(shù)寄存器

周期和計(jì)數(shù)寄存器的說明如表5-5所示，其位域的分布如圖5-5所示。

表5-5周期和計(jì)數(shù)寄存器圖5-5通用計(jì)時(shí)器里的周期和計(jì)數(shù)寄存器對(duì)于周期和計(jì)數(shù)寄存器各位域的說明如表5-6～5-8所示。

表5-6寄存器PRSC各位域的說明表5-7寄存器PRD各位域的說明表5-8寄存器TIM各位域的說明2.計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCR)

圖5-6所示是計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCR)。表5-9說明了TCR的各域。通過置位TCR的各域，可以配置、啟動(dòng)、停止、裝入/重新裝入計(jì)時(shí)器。TCR中的其他bit控制相關(guān)的計(jì)時(shí)器輸出引腳的功能。

圖5-6計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCR)

表5-9TCR的域續(xù)續(xù)續(xù)5.2.5計(jì)時(shí)器的操作

計(jì)時(shí)器的操作主要有2部分，一是對(duì)其寄存器進(jìn)行初始化，二是設(shè)置中斷向量。

計(jì)時(shí)器初始化步驟如下：

(1)確定計(jì)時(shí)器是停止的(TSS

=

1)，使能計(jì)時(shí)器自動(dòng)裝入(TLB

=

1)，正確的置位TCR中的其他控制bit。當(dāng)TLB為1時(shí)，周期寄存器(PRD和TDDR)中的值會(huì)自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)寄存器(TIM和PSC)。

(2)通過寫PRSC中的TDDR，

裝入期望的預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)周期系數(shù)(以輸入時(shí)鐘周期為基本單位)。

(3)往PRD中裝入主計(jì)數(shù)器系數(shù)(以輸入時(shí)鐘周期為基本單位)。

(4)關(guān)閉計(jì)時(shí)器自動(dòng)裝入(TLB

=

0)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器(TSS

=

0)。當(dāng)計(jì)時(shí)器開始工作時(shí)，TIM會(huì)保持PRD的值，PSC會(huì)保持TDDR的值。下面是一個(gè)計(jì)時(shí)器初始化的實(shí)例：

voidTIMER_init(void) //初始化計(jì)時(shí)器

{

ioportunsignedint*tim0;

ioportunsignedint*prd0;

ioportunsignedint*tcr0;

ioportunsignedint*prsc0;

tim0=(unsignedint*)0x1000; //定時(shí)器0計(jì)數(shù)寄存器地址

prd0=(unsignedint*)0x1001; //定時(shí)器0周期寄存器地址

tcr0=(unsignedint*)0x1002; //定時(shí)器0控制寄 存器地址

prsc0=(unsignedint*)0x1003; //定時(shí)器0預(yù)定標(biāo) 寄存器地址

*tcr0=0x04f0; //TLB=1;ARB=1;TSS=1

*tim0=0; //清主計(jì)數(shù)器

*prd0=0x0ffff; //設(shè)置周期寄存器PRD=FFFFH

*prsc0=2; //設(shè)置周期寄存器TDDR=2，清預(yù)定標(biāo)寄存器PSC=0

*tcr0=0x00e0; //TLB=0;ARB=1;TSS=0

}通用計(jì)時(shí)器有一個(gè)計(jì)時(shí)器中斷信號(hào)(TINT)。

當(dāng)主計(jì)數(shù)器(TIM)減為0時(shí)，計(jì)時(shí)器會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。

TINT會(huì)自動(dòng)在一個(gè)中斷標(biāo)志寄存器(IFR0和IFR1)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志。用戶可以在中斷使能寄存器(IER0和IER1)以及調(diào)試中斷使能寄存器(DBIER0和DBIER1)里，使能或禁止這個(gè)中斷，以免產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的中斷。

下面是一個(gè)設(shè)置中斷的實(shí)例：

voidINTR_init(void)

{

IVPD=0xd0; //設(shè)置中斷向量表的起始地址為 0xd000

IVPH=0xd0;

IER0=0x10; //中斷使能寄存器IER0的TINT0 位置1，即開計(jì)時(shí)器0中斷

DBIER0=0x10; //調(diào)試中斷使能寄存器的相關(guān)位 置位

IFR0=0xffff； //清除中斷標(biāo)志位

asm(“BCLRINTM”); //嵌入?yún)R編語句，清可屏 蔽中斷屏蔽位

}

一、任務(wù)目的

(1)熟悉VC5509A的定時(shí)器；

(2)掌握VC5509A定時(shí)器的控制方法；

(3)掌握VC5509A的中斷結(jié)構(gòu)和對(duì)中斷的處理流程；

(4)學(xué)會(huì)C語言中斷程序設(shè)計(jì)，以及運(yùn)用中斷程序控制程序流程。任務(wù)7DSP的定時(shí)器

二、所需設(shè)備

(1)

PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000(或WindowsNT、Windows98、WindowsXP，以下假定操作系統(tǒng)為Windows2000)。Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)核如果是NT的應(yīng)該安裝相應(yīng)的補(bǔ)丁程序(如：Windows2000為ServicePack3，WindowsXP為ServicePack1)。

(2)

ICETEK-VC5509-A-USB-EDU試驗(yàn)箱一臺(tái)。如無試驗(yàn)箱則配備ICETEK-USB或ICETEK-PP仿真器和ICETEK-VC5509-A或ICETEK-VC5509-C評(píng)估板，+5V電源一只。

(3)

USB連接電纜一條(如使用PP型仿真器換用并口電纜一條)。三、相關(guān)原理

1．通用定時(shí)器介紹及其控制方法

(略)

2．中斷響應(yīng)過程

外設(shè)事件要引起CPU中斷，必須保證：IER中相應(yīng)使能位被使能，IFR相應(yīng)中斷也被使能。在軟件中，當(dāng)設(shè)置好相應(yīng)中斷標(biāo)志后，開中斷，進(jìn)入等待中斷發(fā)生的狀態(tài)。外設(shè)(如定時(shí)器)中斷發(fā)生時(shí)，首先跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)高級(jí)的中斷服務(wù)程序中(如：定時(shí)器1會(huì)引起TINT中斷)，程序在進(jìn)行服務(wù)操作之后，應(yīng)將本外設(shè)的中斷標(biāo)志位清除以便能繼續(xù)中斷，然后返回。

3．中斷程序設(shè)計(jì)

程序中應(yīng)包含中斷向量表，VC5509A默認(rèn)向量表從程序區(qū)0地址開始存放，根據(jù)IPVD和IPVH的值確定向量表的實(shí)際地址。

注意觀察程序中INTR_init()函數(shù)的定義部分，其中IVPD和IVPH的值都為0x0d0；同時(shí)觀察配置文件ICETEK-VC5509-A.cmd中的VECT段描述中o=0x0d000。

向量表中每項(xiàng)為8個(gè)字，存放一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)指令中的地址為相應(yīng)服務(wù)程序入口地址。第一個(gè)向量表的首項(xiàng)為復(fù)位向量，即CPU復(fù)位操作完成后自動(dòng)進(jìn)入執(zhí)行的程序入口。服務(wù)程序在服務(wù)操作完成后，清除相應(yīng)中斷標(biāo)志并返回，完成一次中斷服務(wù)。

4．程序流程圖

程序流程圖如圖5-7所示。

圖5-7程序流程圖

5．程序分析

主程序：

#include"myapp.h"

//定義指示燈寄存器地址和寄存器類型

#defineLBDS(*((unsignedint*)0x400001))

voidINTR_init(void); //定義中斷初始化函數(shù)

voidTIMER_init(void);

intnCount;

main()

{

nCount=0; //nCount置初值

CLK_init(); //調(diào)用時(shí)鐘初始化函數(shù)

SDRAM_init(); //調(diào)用EMIF初始化函數(shù)，這將在本章后面講述

LBDS=0; //LBDS設(shè)為0，將指示燈關(guān)閉

INTR_init(); //中斷初始化

TIMER_init(); //計(jì)時(shí)器初始化

while(1)

{

} //死循環(huán)，等待中斷

}

voidinterruptTimer()

{

nCount++;nCount%=16; //中斷計(jì)數(shù)，當(dāng)進(jìn)入中斷 16次后執(zhí)行LBDS^=1

if(nCount==0)

LBDS^=1; //位操作，對(duì) LBDS進(jìn)行位異或

}程序的工程中包含了兩種源代碼，主程序采用C語言編制利于控制，中斷向量表在vector.asm匯編語言文件中，利于直觀地控制存儲(chǔ)區(qū)分配。在工程中只需將它們添加進(jìn)來即可，編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別并分別處理，完成整合工作。

Vector.asm程序：

.sect".vectors"；開始命名段.vectors

.ref_c_int00 ；C程序入口

rsv: ；Reset中斷向量

B_c_int00 ；跳轉(zhuǎn)到程序入口

NOP

.align8

nmi: ；不可屏蔽中斷

.loop8

nop

.endloop

int0: ；外部中斷INT0

.loop8

nop

.endloop

int2: ；外部中斷INT2

.loop8

nop

.endloop

.ref_Timer ；引用外部函數(shù)Timer

tint: ；Timer0中斷

B_Timer ；跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程 序Timer

nop

.align8；節(jié)省篇幅，下面省略

C5509共有32個(gè)中斷向量，每個(gè)向量占4個(gè)字的空間。使用向量一般用一條跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)到相應(yīng)中斷服務(wù)子程序，其余空位用NOP填充。

程序的C語言主程序中包含了內(nèi)嵌匯編語句，提供一種在需要更直接控制DSP狀態(tài)時(shí)的方法，同樣的方法也能提高C語言部分程序的計(jì)算效率。

四、任務(wù)步驟

(1)設(shè)置CodeComposerStudio2.21在硬件仿真(Emulator)方式下運(yùn)行。

(2)啟動(dòng)CodeComposerStudio2.21。

(3)打開工程文件。打開菜單“Project”的“Open”項(xiàng)，選擇項(xiàng)目文件夾下的“Timer.pjt”。在項(xiàng)目瀏覽器中，雙擊main.c，激活main.c文件，瀏覽該文件的內(nèi)容，理解各語句作用。打開ICETEK-VC5509-A.cmd，對(duì)照vector.asm源程序?qū)W習(xí)中斷向量表的寫法。

(4)編譯、下載程序。

(5)運(yùn)行程序，觀察結(jié)果。

(6)改變TIMER_init()函數(shù)里

*prd0=0x0ffff為“=0x0fff”；重復(fù)步驟(4)、(5)，觀察現(xiàn)象。

(7)退出CCS。五、結(jié)果

(1)指示燈在定時(shí)器的定時(shí)中斷中按照設(shè)計(jì)定時(shí)閃爍。

(2)使用定時(shí)器和中斷服務(wù)程序可以完成許多需要定時(shí)完成的任務(wù)，比如DSP定時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、日常生活中的計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)、空調(diào)的定時(shí)啟動(dòng)和關(guān)閉等。

(3)在調(diào)試程序時(shí)，有時(shí)需要指示程序工作的狀態(tài)，可以利用指示燈的閃爍來達(dá)到，指示燈靈活的閃爍方式可表達(dá)多種狀態(tài)信息。六、問題與思考

(1)對(duì)照vector.asm和本任務(wù)程序的.cmd文件以及.map文件，看看中斷向量表是如何定義的，以及其在存儲(chǔ)器中的存放地址。

(2)查閱相關(guān)資料以及本程序的CLK_init.c程序，看本任務(wù)的CPU時(shí)鐘設(shè)置為多少，根據(jù)式(5-1)以及周期寄存器的設(shè)置計(jì)算計(jì)時(shí)的時(shí)間長度。

5.3.1ADC簡介

TMS320C5509DSP內(nèi)部集成了一個(gè)10位連續(xù)逼近式數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC。ADC將外部輸入的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為DSP處理的數(shù)字信號(hào)。該ADC在一個(gè)時(shí)刻可以最多對(duì)4路模擬輸入的一個(gè)進(jìn)行采樣，并用10位的數(shù)字形式表示。該ADC的最大采樣率為21.5kHz，所以很適合對(duì)慢速變化的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。如在電源監(jiān)視電路中對(duì)電壓采樣，這個(gè)ADC不適合作為ADC主數(shù)據(jù)流的源。其框圖如圖5-8所示。5.3TMS320C5509DSP片上ADC

圖5-8ADC框圖

TMS320C5509DSP內(nèi)部集成的10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC采用連續(xù)逼近方式，因此功耗很低。它采用保持電路來產(chǎn)生均勻間隔的腳本。該ADC使用引腳AVDD和AVSS上的外部參考電壓，將轉(zhuǎn)換過程所使用的電壓和系統(tǒng)電源電壓隔離開。這些引腳也為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供參考電壓，AVDD提供高電壓，AVSS提供低電壓。5.3.2總轉(zhuǎn)換時(shí)間

ADC的總轉(zhuǎn)換時(shí)間由兩個(gè)部分組成：采樣保持時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)間，如圖5-9所示。

采樣保持時(shí)間是采樣保持電路獲取一個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間，一般大于等于40μs。轉(zhuǎn)換時(shí)間是將一個(gè)采樣值采用連續(xù)逼近的方法用數(shù)字的形式來表示的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間要用13個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘周期完成。內(nèi)部的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘最大可以達(dá)到2MHz。圖5-9ADC總的轉(zhuǎn)換時(shí)間5.3.3初始化和監(jiān)視轉(zhuǎn)換周期

ADC不是工作在連續(xù)模式下，因此每次轉(zhuǎn)換時(shí)，DSP都必須將ADC控制寄存器(ADCCTL)的ADCSTARTbit置1。一旦啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，DSP就必須等待，直到轉(zhuǎn)換完成，然后再去選擇另一個(gè)通道，或者啟動(dòng)另一次新的轉(zhuǎn)換。

ADC不支持對(duì)DSP或者DMA的中斷，所以DSP必須查詢ADC數(shù)據(jù)寄存器(ADCDATA)的ADCBUSYbit來確定A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。在轉(zhuǎn)換過程完成后，ADCBUSYbit的值從1變?yōu)?，表明轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)有效，DSP可以從ADCDATA將數(shù)據(jù)讀走，ADCCTL寄存器中的通道選擇(CHSELECT)bit復(fù)制到ADCDATA中，使DSP可以判斷采樣值是來自哪個(gè)通道。5.3.4ADC寄存器

ADC的寄存器如表5-10所示，通過DSP中可以訪問的I/O空間來訪問這些寄存器。表5-10ADC寄存器1.?ADC寄存器(ADCCTL)

ADC的控制寄存器是一個(gè)讀/寫寄存器，用來選擇模擬輸入通道和啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換，如圖5-10和表5-11所示。圖5-10ADC寄存器ADCCTL

表5-11ADC的控制寄存器ADCCTL2.?ADC的數(shù)據(jù)寄存器(ADCDATA)

ADC的數(shù)據(jù)寄存器(如圖5-11和表5-12所示)是一個(gè)讀/寫寄存器，表示一個(gè)轉(zhuǎn)換是否在進(jìn)行，記錄從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換來的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，還要指明數(shù)據(jù)所來自的通道。圖5-11ADC寄存器ADCDATA

表5-12ADC寄存器ADCDATA

3.?ADC時(shí)鐘分頻寄存器(ADCCLKDIV)

ADC時(shí)鐘分頻寄存器(如圖5-12和表5-13所示)是一個(gè)讀/寫寄存器，表示轉(zhuǎn)換時(shí)鐘和采樣保持時(shí)間的分頻值。圖5-12ADC時(shí)鐘分頻寄存器ADCCLKDIV

表5-13ADC時(shí)鐘分頻寄存器ADCCLKDIV說明4．ADC時(shí)鐘控制寄存器(ADCCLKDIV)

ADC時(shí)鐘控制寄存器如圖5-13所示，其說明如表5-14所示。圖5-13ADC時(shí)鐘控制寄存器ADCCLKDIV

表5-14ADC時(shí)鐘控制寄存器ADCCLKDIV

一、任務(wù)目的

掌握VC5509A片內(nèi)A/D的控制方法。任務(wù)8單路、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)二、所需設(shè)備

(1)

PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000(或WindowsNT、Windows98、WindowsXP，以下假定操作系統(tǒng)為Windows2000)。Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)核如果是NT的應(yīng)該安裝相應(yīng)的補(bǔ)丁程序(如：Windows2000為ServicePack3，WindowsXP為ServicePack1)。

(2)ICETEK-VC5509-A-USB-EDU試驗(yàn)箱一臺(tái)。如無試驗(yàn)箱則配備ICETEK-USB或ICETEK-PP仿真器和ICETEK-VC5509-A或ICETEK-VC5509-C評(píng)估板，+5V電源一只，信號(hào)發(fā)生器。

(3)

USB連接電纜一條(如使用PP型仿真器換用并口電纜一條)。

三、相關(guān)原理

1．TMS320VC5509A模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊特性

(1)帶內(nèi)置采樣和保持的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為500ns，最大采樣率為21.5kHz。

(2)

2個(gè)模擬輸入通道(AIN0、AIN1)。

(3)采樣和保持獲取時(shí)間窗口有單獨(dú)的預(yù)定標(biāo)控制。圖5-14程序流程圖

2．模數(shù)轉(zhuǎn)換工作過程

(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接到啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)后，開始轉(zhuǎn)換第一個(gè)通道的數(shù)據(jù)。

(2)經(jīng)過一個(gè)采樣時(shí)間的延遲后，將采樣結(jié)果放入轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器保存。

(3)轉(zhuǎn)換結(jié)束，設(shè)置標(biāo)志。

(4)等待下一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)。

3．模數(shù)轉(zhuǎn)換的程序控制

模數(shù)轉(zhuǎn)換相對(duì)于計(jì)算機(jī)來說是一個(gè)較為緩慢的過程，一般采用中斷方式啟動(dòng)轉(zhuǎn)換或保存結(jié)果，這樣在CPU忙于其他工作時(shí)可以少占用處理時(shí)間。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換程序應(yīng)首先考慮處理過程如何與模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)間相匹配，根據(jù)實(shí)際需要選擇適當(dāng)?shù)挠|發(fā)轉(zhuǎn)換的手段，并且也要能及時(shí)地保存結(jié)果。由于TMS320VC5509ADSP芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換精度是10位的，轉(zhuǎn)換結(jié)果的低10位為所需數(shù)值，所以在保留時(shí)應(yīng)注意將結(jié)果的高6位去除，取出低10位有效數(shù)字。關(guān)于TMS320VC5509ADSP芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和控制方法，請(qǐng)參見TI用戶手冊(cè)《TMS320VC5507/5509DSPAnalog-to-DigitalConverter(ADC)ReferenceGuide》(spru568.pdf)。

4．程序說明

程序流程圖如圖5-14所示。

部分主程序：

main()

{

inti；

unsignedintuWork；//定義中間工作變量

EnableAPLL()；

SDRAM_init()；

InitADC()；

PLL_Init(132)；

while(1) //死循環(huán)

{

for(i=0；i<256；i++) //采樣256個(gè)值

{

ADCCTL=0x8000； //啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，通道0

do

{

uWork=ADCDATA；

}while(uWork&0x8000)； //等待直到ADC數(shù)據(jù)可用后執(zhí)行下面語句，注意

//此處的位操作

nADC0[i]=uWork&0x0fff； //屏蔽無效位，保留采樣數(shù)據(jù)

}

for(i=0；i<256；i++)

{

ADCCTL=0x9000； //啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換，通道1

do

{

uWork=ADCDATA；

}while(uWork&0x8000)；

nADC1[i]=uWork&0x0fff；

}

asm(“nop”)； //嵌入?yún)R編語句，方便 在此處設(shè)定斷點(diǎn)

}

}

voidInitADC()

{

ADCCLKCTL=0x23；//設(shè)定4MHzADCLK

ADCCLKDIV=0x4f00；

}

四、任務(wù)步驟

(1)準(zhǔn)備。

①連接設(shè)備。

②準(zhǔn)備信號(hào)源進(jìn)行A/D輸入。

③設(shè)置CCS2.21在硬件仿真(Emulator)方式下運(yùn)行。

④啟動(dòng)CCS2.21，選擇菜單Debug→ResetCPU。

(2)打開工程文件。打開工程文件Lab0305-AD。在項(xiàng)目瀏覽器中，雙擊main.c，打開main.c文件，瀏覽該文件的內(nèi)容，理解各語句作用。

(3)編譯、下載程序。

(4)打開觀察窗口。打開源程序main.c，在有注釋“在此加軟件斷點(diǎn)”的行上加軟件斷點(diǎn)。

選擇菜單View->Graph->Time/Frequency…，在圖5-15所示的窗口中進(jìn)行設(shè)置。

圖5-15設(shè)置圖形界面

(5)設(shè)置軟件斷點(diǎn)。

在main.c中有斷點(diǎn)注釋的語句上加軟件斷點(diǎn)。

(6)運(yùn)行程序，觀察結(jié)果。

按F5鍵運(yùn)行到斷點(diǎn)，觀察A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的波形。按F12鍵連續(xù)運(yùn)行，并調(diào)整信號(hào)源可調(diào)部分，觀察實(shí)時(shí)A/D采樣波形隨之發(fā)生的變化。

(7)保留工作區(qū)。

選擇菜單File→workspace→saveworkspacsAs…，輸入文件名SY.wks。

(8)退出CCS。

五、結(jié)果

我們可以看到ADC兩個(gè)通道的采樣波形如圖5-16所示。

圖5-16程序運(yùn)行圖形界面六、問題與思考

(1)理解程序中的ADC初始化函數(shù)，看其是如何將ADCCLK設(shè)置為4MHz的。

(2)試將程序改為由中斷控制進(jìn)行A/D采集。

5.4.1EMIF簡介

EMIF是ExternalMemoryInterface的縮寫，它控制DSP和外部存儲(chǔ)器之間所有的數(shù)據(jù)傳輸。下面就EMIF做一簡單介紹，詳細(xì)情況請(qǐng)參照CCS的在線幫助或者參考相關(guān)應(yīng)用手冊(cè)。5.4外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)圖5-17為EMIF的輸入/輸出框圖，說明了EMIF和DSP其他模塊以及外部存儲(chǔ)器之間怎樣連接。和外設(shè)總線控制的連接允許CPU訪問EMIF的寄存器。

圖5-17EMIF的輸入/輸出框圖

EMIF為3種類型的存儲(chǔ)器提供了無縫接口：

●異步存儲(chǔ)器，包括ROM、FLASH以及異步SRAM；

●同步觸發(fā)SRAM(SBSRAM)；

●同步觸發(fā)DRAM(SDRAM)。

EMIF支持下列類型的訪問：

●

32bit數(shù)據(jù)訪問；

●

16bit數(shù)據(jù)訪問；

●

8bit數(shù)據(jù)訪問。5.4.2EMIF信號(hào)

表5-15歸納了EMIF的信號(hào)。在類型中，I表示輸入，O表示輸出，Z表示高阻狀態(tài)。

表5-15EMIF的信號(hào)續(xù)表續(xù)表5.4.3對(duì)存儲(chǔ)器的考慮

對(duì)EMIF編程時(shí)，必須了解外部存儲(chǔ)器地址如何分配給片使能(CE)空間，每個(gè)CE空間可以同哪些類型的存儲(chǔ)器連接，以及用哪些存儲(chǔ)器bit來配置CE空間。

TMS320VC55X的外部存儲(chǔ)器映射在存儲(chǔ)空間的分布，相當(dāng)于EMIF的片選使能信號(hào)。例如，CE1空間里的一片存儲(chǔ)器，必須將其片選引腳連接到EMIF的CE1引腳。當(dāng)EMIF訪問CE1時(shí)，就驅(qū)動(dòng)變低。圖5-18表示外部存儲(chǔ)器與信號(hào)之間的關(guān)系。

圖5-18TMS320VC5509外部存儲(chǔ)器與信號(hào)之間的關(guān)系由圖5-18可以看出，DSP外部存儲(chǔ)器被分成4個(gè)CE空間，CE0空間在低地址位置，而CE3位于高地址。每個(gè)CE空間可以包含4M個(gè)字節(jié)。有些CE3空間中的地址可以用來尋址DSP內(nèi)部的ROM?？梢酝ㄟ^設(shè)置CPU內(nèi)部狀態(tài)寄存器ST3_55中MPNMC位的值來在CE3空間和ROM之間選擇。5.4.4EMIF寄存器

C55X中有關(guān)EMIF的所有寄存器如表5-16所示。

表5-16EMIF寄存器5.4.5SDRAM的使用

在5509系統(tǒng)中，EMIF的數(shù)據(jù)總線寬度為16bit，與主機(jī)接口(HPI)分享一個(gè)并口，具體的配置由外部總線選擇寄存器(EBSR)的低二位決定；提供了四個(gè)彼此獨(dú)立的外存接口(CEX)，每個(gè)CE空間容量為4MB，其中CE3空間根據(jù)需要可劃分一部分空間作為片內(nèi)ROM；通過寫CE空間控制寄存器中的MTYPE指定外存類型；SDRAM的時(shí)鐘頻率可編程控制。訪問SDRAM芯片之前，必須先將EMIF配置成外部SDRAM訪問模式。配置前，要先寫DSP時(shí)鐘發(fā)生器確定DSP的時(shí)鐘頻率，首先，清除MEMCEN位，防止CLKMEM引腳驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器時(shí)鐘，保持MEMCEN=0，寫EGCR中的MEMFREQ、WPE。WPE

=

1時(shí)，CE空間寫使能，反之禁止寫。5509中，當(dāng)CPU頻率為144MHz、MEMFREQ=

001b(1/2CPU頻率)時(shí)，外部總線選擇寄存器(EBSR)中EMIFX2位必須置1，對(duì)于其他的MEMFREQ值，必須置0。其次，將映射為外部SDRAM的每一個(gè)CE空間的CE空間控制寄存器中的MTYPE設(shè)置成011b，表明外存為16位的SDRAM。接下來，設(shè)置SDRAM控制寄存器1(SDC1)中的SDSIZE=0(表明SDRAM的大小為64Mb)，SDWID=0(表明SDRAM存儲(chǔ)器寬度是16位)；設(shè)置SDRAM控制寄存器2(SDC2)中的SDACC=0，表明EMIF提供16位數(shù)據(jù)線給SDRAM。最后，置位MEMCEN，寫SDRAM初始化寄存器(INIT)。需要說明的是，如果由EMIF控制SDRAM自刷新，則還要寫SDRAM周期寄存器(SDPER)。當(dāng)所有數(shù)值都設(shè)定好以后，延時(shí)6個(gè)CPU時(shí)鐘周期，EMIF開始按順序初始化SDRAM。當(dāng)某個(gè)CE空間被配置為SDRAM空間后，必須對(duì)其進(jìn)行初始化。任何對(duì)INIT的寫操作都會(huì)要求對(duì)SDRAM進(jìn)行初始化。初始化操作前必須正確設(shè)置MTYPE。整個(gè)初始化過程包括以下步驟：

(1)發(fā)送3個(gè)NOP到所有SDRAM空間；

(2)執(zhí)行1個(gè)DCAB命令；

(3)執(zhí)行8個(gè)REFR命令；

(4)執(zhí)行1個(gè)MRS命令；

(5)清除SDRAM的INIT中的數(shù)據(jù)。下面介紹一個(gè)TMS320VC5509與SDRAM(IS42S

16400A)的接口連接以及部分相關(guān)程序。考慮到5509與IS42S16400A的工作電壓相同，都為3.3V，存取時(shí)間基本同步，而且它們的數(shù)據(jù)線寬度都是16bit，因此選擇IS42S16400A，二者可以直接接口。IS42S16400A占用CE0、CE1兩個(gè)空間。SDRAM與EMIF的連接圖如圖5-19所示。

圖5-19SDRAM與EMIF的連接圖下面是EMIF對(duì)應(yīng)寄存器的初始化程序：

VoidSdram_init()

{

ioportunsignedint3ebsr=(unsignedint3)0x6c00；

ioportunsignedint3egcr=(unsignedint3)0x800；

ioportunsignedint3ce01=(unsignedint3)0x803；

ioportunsignedint3ce11=(unsignedint3)0x806；

ioportunsignedint3sdc1=(unsignedint3)0x80f；

ioportunsignedint3sdc2=(unsignedint3)0x813；

ioportunsignedint3sdc3=(unsignedint3)0x814；

ioportunsignedint3sdper=(unsignedint3)0x810；

unsignedint3sdper=(unsignedint3)0x810；

ioportunsignedint3init=(unsignedint3)0x812；

*ebsr=0x0001；

*egcr=0x0080；

*ce01=0x3000；

*ce11=0x3000；

*sdc1=0x4122；*sdc2=0x0151；

*sdc3=0x0004；

*sdper=0x08fc；

*egcr=0x00a0；

*init=0x01；

}

一、任務(wù)目的

(1)了解ICETEK-VC5509-A板在TMS320VC5509DSP外部擴(kuò)展存儲(chǔ)空間上的擴(kuò)展。

(2)了解ICETEK-VC5509-A板上指示燈擴(kuò)展原理。

(3)學(xué)習(xí)在C語言中使用擴(kuò)展控制寄存器的方法。任務(wù)9通過EMIF接口控制指示燈二、所需設(shè)備

(1)

PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000(或WindowsNT、Windows98、WindowsXP，以下假定操作系統(tǒng)為Windows2000)。Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)核如果是NT的應(yīng)該安裝相應(yīng)的補(bǔ)丁程序(如：Windows2000為ServicePack3，WindowsXP為ServicePack1)。

(2)

ICETEK-VC5509-A-USB-EDU試驗(yàn)箱一臺(tái)。如無試驗(yàn)箱則配備ICETEK-USB或ICETEK-PP仿真器和ICETEK-VC5509-A或ICETEK-VC5509-C評(píng)估板，+5V電源一只。

(3)

USB連接電纜一條(如使用PP型仿真器換用并口電纜一條)。三、相關(guān)原理

(1)

TMS320VC5509DSP的EMIF接口：存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口(EMIF)是DSP擴(kuò)展片外資源的主要接口，它提供了一組控制信號(hào)和地址、數(shù)據(jù)線，可以擴(kuò)展各類存儲(chǔ)器和寄存器映射的外設(shè)。ICETEK-VC5509-A評(píng)估板在EMIF接口上除了擴(kuò)展了片外SDRAM外，還擴(kuò)展了指示燈、D