1、第5章 DSP片內(nèi)外設(shè),片內(nèi)外設(shè)概述 中斷管理系統(tǒng) 數(shù)字I/O接口 事件管理器模塊EV (Event Manager) 模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC SCI串行通信接口模塊 SPI串行外設(shè)接口模塊 CAN控制器模塊 看門狗定時(shí)器 WDT,片內(nèi)外設(shè)概述,TMS320C2000 DSP 控制器可以被看成是一種高檔32位單片計(jì)算機(jī)（單片解決方案：Single Chip Solution)。也是由CPU、存儲(chǔ)器、接口等組成。 C2000 DSP片內(nèi)接口部件有數(shù)字I/O接口、事件管理器模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、各種通信模塊（包括SCI串行通信接口、 SPI串行外設(shè)接口、CAN控制器模塊）、看門狗定時(shí)器及中斷管理系統(tǒng)

2、等。,2407 DSP功能框圖,中斷管理系統(tǒng),2407 DSP中斷管理系統(tǒng),DSP內(nèi)核中斷: INT1-INT6。每個(gè)外設(shè)中斷連接到內(nèi)核中斷。 支持軟件中斷與硬件中斷 軟件中斷是由指令I(lǐng)NTR、NMI、TRAP請(qǐng)求的中斷。硬件中斷由硬件引起。 外部中斷（由外部中斷引腳引起）與內(nèi)部中斷（由片內(nèi)外設(shè)動(dòng)作事件引起） 可屏蔽中斷（都是硬件中斷，可以用指令屏蔽或允許）與不可屏蔽中斷（包括所有軟件中斷和硬件復(fù)位中斷RS。,CPU中斷寄存器,CPU中斷標(biāo)志寄存器IFR (Interrupt Flag Register) 地址0006H D15-6 Reserved 。 D5 INT6 flag, D5=1

3、有INT6中斷申請(qǐng)。向該位寫1，可清除中斷請(qǐng)求。 D4-D0 為INT5-INT1中斷申請(qǐng)標(biāo)志。 CPU中斷屏蔽寄存器IMR ( Interrupt Maskable Register) 地址0004H D15-6 Reserved 。 D5 INT6 mask, D5=1 , 使能INT6中斷。D5=0，屏蔽 INT6中斷請(qǐng)求。 D4-D0 為INT5-INT1中斷屏蔽位。,外設(shè)中斷寄存器,外設(shè)中斷矢量寄存器 PIVR 地址 701EH 包含外設(shè)中斷的地址向量。 外設(shè)中斷請(qǐng)求寄存器 PIRQ0 7010H, PIRQ1 7011H, PIRQ2 7012H 某位為1，表示有相應(yīng)的外設(shè)中斷請(qǐng)求

4、 外設(shè)中斷應(yīng)答寄存器 PIACK0 7014H, PIACK1 7015H, PIACK2 7016H, 外設(shè)中斷請(qǐng)求應(yīng)答位。寫1引起相應(yīng)的外設(shè)中斷應(yīng)答，從而將相應(yīng)的外設(shè)中斷請(qǐng)求位清零。,定時(shí)器T1周期中斷例子 (另有教材P183例9-3）,0000h B _c_int0 ；復(fù)位中斷 0004h B GISR2 ；INT2中斷 _c_int0: ;主程序 CLRC INTM ;開(kāi)放總中斷 WAIT: NOP ;等中斷 B WAIT 1000h GISR2: LACC EVIVA，1 ;讀取外設(shè)中斷向量 ADD #EV_VECTORS;加上外設(shè)中斷入口地址 B ACC ;轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序

5、 T1PINT_ISR: ; T1周期中斷服務(wù)子程序 RET,數(shù)字I/O端口(教材P179例9-2）,數(shù)字并行I/O端口概述 2407 DSP有41個(gè)通用雙向的數(shù)字I/O(GPIO)引腳,其中大多數(shù)都是基本功能和通用I/O復(fù)用引腳。 數(shù)字I/O端口寄存器 引腳的功能可以通過(guò)如下9個(gè)16控制寄存器設(shè)置： I/O復(fù)用控制寄存器（MCRx, x=A,B,C): 用來(lái)選擇I/O端口作為基本功能或通用I/O功能。1：基本功能 數(shù)據(jù)和方向控制寄存器（PxDATDIR, x=A, B, C, D, E, F):用來(lái)選擇一般I/O的數(shù)據(jù)方向。1：輸出方式；0：輸入方式,數(shù)字I/O復(fù)用引腳方框圖,事件管理器模塊

6、EVA/EVB,通用定時(shí)器 GPT (General Purpose Timer) 比較單元與PWM發(fā)生器 (Pulse Width Modulation) 捕獲單元Capture 正交脈沖編碼電路QEP (Quadrature Encoder Pulse ) 240 x DSP 提供兩個(gè)完全相同的事件管理器模塊EVA/EVB。而24x(240,243等）DSP有一個(gè)。 事件管理器中斷分為三組（INT2, INT3, INT4），每組分配一個(gè)中斷。每組中斷皆有多個(gè)中斷源。,事件管理器結(jié)構(gòu)圖,事件管理器:通用定時(shí)器 GPT,通用定時(shí)器 GPT,通用定時(shí)器x包括以下部件: (EVA:x=1,2EV

7、B:x=3,4) 16位可讀寫的定時(shí)器計(jì)數(shù)器 TxCNT 16位可讀寫的定時(shí)器周期寄存器 TxPR 16位可讀寫的定時(shí)器比較寄存器 TxCMPR 16位可讀寫的定時(shí)器控制寄存器 TxCON,全局通用定時(shí)器控制寄存器GPTCONA/B,D15，12-11，5-4: Reserved D14:T2STAT 定時(shí)器2的狀態(tài)。0：減計(jì)數(shù) D13:T1STAT D10-9:T2TOADC 定時(shí)器2啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換事件 D8-7:T1TOADC D6:TCOMOE 比較輸出允許 D3-2:T2PIN 定時(shí)器2比較輸出極性 D1-0:T1PIN,單個(gè)通用定時(shí)器控制寄存器TxCON,D15-14: Free, S

8、oft 仿真控制位 D13: Reserved D12-11:TMOD1,TMODE0 計(jì)數(shù)模式選擇 D10-8:TPS2-TPS0輸入時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)系數(shù) D6:TENBLE 定時(shí)器2，4周期寄存器選擇位 D5-4:TCLKS1,TCLKS0 時(shí)鐘源選擇 D3-2:TCLD1,TCLD0定時(shí)器比較寄存器的重載條件 D1:TECMPR定時(shí)器比較使能位 D0:SELT1PR 周期寄存器選擇,通用定時(shí)器的四種工作模式,停止/保持模式 連續(xù)增計(jì)數(shù)模式 定向增/減模式 連續(xù)增/減模式,通用定時(shí)器 ：連續(xù)增/減模式,事件管理器:通用定時(shí)器 GPT：比較輸出,事件管理器:比較單元與PWM發(fā)生器,每個(gè)事件管理器有

9、三個(gè)全比較單元。每個(gè)比較單元都有兩個(gè)相關(guān)的PWM輸出。比較單元的時(shí)基由通用定時(shí)器提供。 每個(gè)事件管理器模塊的比較單元包括： 三個(gè)16位的比較器（EVA:CMPR1,2,3); 一個(gè)16位的比較控制寄存器（COMCONA); 一個(gè)16位的比較方式寄存器（ACTRA) 6個(gè)比較/PWM輸出引腳(EVA: PWMy,y=1-6),比較控制寄存器A:COMCONA,D15: CENABLE 比較使能位 D14-13:CLD1/CLD0 比較寄存器重載條件 D12:SVENABLE 空間矢量PWM模式位 D11-10:ACTRLD1/ACTRLD0 方式控制寄存器重載條件 D9:FCOMPOE 比較輸出

10、使能位 D8:PDPINTA STATUS 當(dāng)前PDPINT引腳的狀態(tài) D7-0:保留位,比較方式寄存器:ACTRA,D15:SVDIR 空間矢量PWM旋轉(zhuǎn)方向位 D14-12:D2-D0 基本的空間矢量位 D11-10:CMP6ACT1/0 引腳PWM6的比較輸出方式選擇位。00-強(qiáng)制低，01-低有效，10-高有效，11-強(qiáng)制高 D9-8:CMP5ACT1/0 D7-6:CMP4ACT1/0 D5-4: CMP3ACT1/0 D3-2: CMP2ACT1/0 D1-0: CMP1ACT1/0,事件管理器:比較單元框圖,PWM電路框圖,事件管理器:比較單元與PWM發(fā)生器 (教材P188例9-4

11、）,事件管理器:捕獲單元(教材P193例9-5）,捕獲單元用于捕獲輸入引腳電平的變化并記錄其發(fā)生變化的時(shí)間。每個(gè)事件管理器有3個(gè)捕獲單元。每個(gè)捕獲單元有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的捕獲輸入引腳。 為了使捕獲單元正常工作，應(yīng)設(shè)置如下寄存器: 1) 初始化捕獲單元FIFO堆棧CAPFIFOx, 并將適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)位清零。 2）初始化TxCON以設(shè)置所選擇的通用定時(shí)器的一種操作模式。 3）如果希望得到比較和周期中斷，則應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的通用定時(shí)器的比較器TxCMP和周期寄存器TxPR。 4) 設(shè)置捕獲控制器CAPCON。,事件管理器:捕獲單元,事件管理器:正交脈沖編碼電路QEP,正交編碼脈沖（QEP: Quadrature

12、 Encoder Pulse )是兩個(gè)頻率相同且正交（相位差90度即1/4個(gè)周期）的脈沖。在許多運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，需要正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，為了對(duì)位置、速度進(jìn)行控制，必須檢測(cè)出當(dāng)前運(yùn)動(dòng)的方向、位置、速度等。EVA、EVB各有一個(gè)QEP電路。 內(nèi)部有4倍頻電路。,事件管理器:正交脈沖編碼電路QEP,模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,240 x DSP內(nèi)部有一個(gè)10位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC （Analog to Digital Conversion)。可有16路模擬輸入信號(hào)。轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到375ns以內(nèi)。 啟動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換有三種方式：軟件觸發(fā)、事件管理器觸發(fā)、外部引腳啟動(dòng)。 16個(gè)結(jié)果寄存器RESULT0-15存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)果

13、。,模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊方框圖,模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊方框圖,AD轉(zhuǎn)換實(shí)例(另有教材P200例9-6）,#include DSP281x_Device.h / DSP281x Headerfile Include File #include DSP281x_Examples.h / DSP281x Examples Include File / Prototype statements for functions found within this file. interrupt void adc_isr(void); / Global variables used in this example: Uin

14、t16 LoopCount; Uint16 ConversionCount; Uint16 Voltage11024; Uint16 Voltage21024; main() InitSysCtrl();/初始化cpu DINT;/關(guān)中斷 InitPieCtrl();/初始化pie寄存器 IER = 0 x0000;/禁止所有的中斷 IFR = 0 x0000; InitPieVectTable();/初始化pie中斷向量表 / Interrupts that are used in this example are re-mapped to / ISR functions found wit

15、hin this file. EALLOW; / This is needed to write to EALLOW protected register,AD轉(zhuǎn)換實(shí)例,PieVectTable.ADCINT = / Setup ADCINA2 as 2nd SEQ1 conv.,AD轉(zhuǎn)換實(shí)例,AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1; / Enable EVASOC to start SEQ1 AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1; / Enable SEQ1 interrupt (every EOS) / Configur

16、e EVA / Assumes EVA Clock is already enabled in InitSysCtrl(); EvaRegs.T1CMPR = 0 x0080; / Setup T1 compare value EvaRegs.T1PR = 0 x10; / Setup period register EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC = 1; / Enable EVASOC in EVA EvaRegs.T1CON.all = 0 x1042; / Enable timer 1 compare (upcount mode) / Wait for ADC

17、interrupt while(1) LoopCount+; interrupt void adc_isr(void) Voltage1ConversionCount = AdcRegs.ADCRESULT0 4; Voltage2ConversionCount = AdcRegs.ADCRESULT1 4; / If 40 conversions have been logged, start over,AD轉(zhuǎn)換實(shí)例,if(ConversionCount = 1023) ConversionCount = 0; else ConversionCount+; / Reinitialize fo

18、r next ADC sequence AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; / Reset SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; / Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; / Acknowledge interrupt to PIE return; ,SCI串行通信接口模塊,串行通信的工作原理 SCI相關(guān)寄存器 串行通信接口模塊SCI的結(jié)構(gòu) 多機(jī)通信 240 x DSP的SCI(Serial Communication Interface)

19、串行通信接口模塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的異步串行口(UART)。可以和RS232/485設(shè)備接口。 半雙工或全雙工操作。 可以通過(guò)波特率選擇寄存器設(shè)置波特率。 數(shù)據(jù)格式：一個(gè)起始位、1-8位數(shù)據(jù)位、可選擇的奇/偶/無(wú)校驗(yàn)位、一個(gè)或兩個(gè)停止位。,SCI相關(guān)寄存器,SCI通信控制寄存器 SCICCR(見(jiàn)教材） SCI控制寄存器1: SCICTL1 波特率選擇寄存器SCIHBAUD,SCILBAUD SCI控制寄存器2: SCICTL2 SCI接收狀態(tài)寄存器SCIRXST SCI接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器SCIRXBUF SCI發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器SCITXBUF SCI優(yōu)先級(jí)控制寄存器SCIPRI,SCI模塊方框圖,S

20、CI串口通信實(shí)例(另有教材P206例9-7）,/* 2812A板：使用直連的串口通信電纜;啟動(dòng)串口調(diào)試助手.exe; PC機(jī)發(fā)送一個(gè).為結(jié)束標(biāo)志*/ #include DSP281x_Device.h #include DSP281x_Examples.h / Prototype statements for functions found within this file. void scia_loopback_init(void); void scia_fifo_init(void); void scia_xmit(int a); void error(int); void wait(in

21、t nWait); interrupt void scia_rx_isr(void); interrupt void scia_tx_isr(void); / Global counts used in this example Uint16 LoopCount; Uint16 ErrorCount; char cString17= Hello PC!,Over| ,cReceive,cBuffer17,cAnswer16=Oh,you say;,SCI串口通信實(shí)例,void main(void) char ReceivedChar; int i,k=0,nLen,bReceive=0; /

22、Step 1. Initialize System Control registers, PLL, WatchDog, Clocks to default state: / This function is found in the DSP281x_SysCtrl.c file. InitSysCtrl(); / Step 2. Select GPIO for the device or for the specific application: / This function is found in the DSP281x_Gpio.c file. / InitGpio(); skip th

23、is as this is example selects the I/O for SCI in this file itself EALLOW; GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0 x0030; / Select GPIOs to be Sci pins / Port F MUX - x000 0000 0011 0000 EDIS; / Step 3. Initialize PIE vector table: / The PIE vector table is initialized with pointers to shell Interrupt / Service Rou

24、tines (ISR). The shell routines are found in,SCI串口通信實(shí)例,DSP281x_DefaultIsr.c. / Insert user specific ISR code in the appropriate shell ISR routine in / the DSP28_DefaultIsr.c file. / Disable and clear all CPU interrupts: DINT; IER = 0 x0000; IFR = 0 x0000; / Initialize Pie Control Registers To Defaul

25、t State: / This function is found in the DSP281x_PieCtrl.c file. / InitPieCtrl(); PIE is not used for this example / Initialize the PIE Vector Table To a Known State: / This function is found in DSP281x_PieVect.c. / This function populates the PIE vector table with pointers / to the shell ISR functi

26、ons found in DSP281x_DefaultIsr.c. InitPieVectTable(); / Enable CPU and PIE interrupts / This example function is found in the DSP281x_PieCtrl.c file. EnableInterrupts();,SCI串口通信實(shí)例,/ Step 4. Initialize all the Device Peripherals to a known state: / This function is found in DSP281x_InitPeripherals.c

27、 / InitPeripherals(); skip this for SCI tests / Step 5. User specific functions, Reassign vectors (optional), Enable Interrupts: LoopCount = 0; ErrorCount = 0; scia_fifo_init(); / Initialize the SCI FIFO scia_loopback_init(); / Initalize SCI for digital loop back / Note: Autobaud lock is not require

28、d for this example / Send a character starting with 0 / Step 6. Send Characters forever starting with 0 x00 and going through / 0 xFF. After sending each, check the recieve buffer for the correct value for ( i=0;i16;i+ ) scia_xmit(cStringi); while(SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST !=0) /wait(1024); for(;)

29、,SCI串口通信實(shí)例, if ( bReceive=1 ) for ( i=0;i10;i+ ) scia_xmit(cAnsweri); while(SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST !=0) scia_xmit(); for ( i=0;inLen;i+ ) scia_xmit(cBufferi); while(SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST !=0) scia_xmit(); wait(1024); for ( i=9;i16;i+ ) scia_xmit(cStringi); while(SciaRegs.SCIFFTX.bit.TXFFS

30、T !=0) ,SCI串口通信實(shí)例,k=0; bReceive=0; while(1) while(SciaRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFST =0) / 如果接受寄存器不為0則跳出 ReceivedChar = SciaRegs.SCIRXBUF.all; cBufferk=ReceivedChar; if ( ReceivedChar=.) cBufferk+1=0; nLen=k+1; bReceive=1; break; k+; k%=16; / Step 7. Insert all local Interrupt Service Routines (ISRs) and

31、functions here:,SCI串口通信實(shí)例,void error(int ErrorFlag) ErrorCount+; / Test 1,SCIA DLB, 8-bit word, baud rate 0 x000F, default, 1 STOP bit, no parity void scia_loopback_init() / Note: Clocks were turned on to the SCIA peripheral / in the InitSysCtrl() function SciaRegs.SCICCR.all =0 x0007; / 1 stop bit,

32、 No loopback / No parity,8 char bits, / async mode, idle-line protocol SciaRegs.SCICTL1.all =0 x0003; / enable TX, RX, internal SCICLK, / Disable RX ERR, SLEEP, TXWAKE SciaRegs.SCICTL2.all =0 x0003; SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA =1; SciaRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =1; SciaRegs.SCIHBAUD =0 x0001;,SCI

33、串口通信實(shí)例,SciaRegs.SCILBAUD =0 x00e7; SciaRegs.SCICCR.bit.LOOPBKENA =0; / disable loop back SciaRegs.SCICTL1.all =0 x0023; / Relinquish SCI from Reset / Transmit a character from the SCI void scia_xmit(int a) SciaRegs.SCITXBUF=a; / Initalize the SCI FIFO void scia_fifo_init() SciaRegs.SCIFFTX.all=0 xE0

34、40; SciaRegs.SCIFFRX.all=0 x204f; SciaRegs.SCIFFCT.all=0 x0; void wait(int nWait) int i,j,k=0; for ( i=0;inWait;i+ ) for ( j=0;j64;j+ )k+;,SPI串行外設(shè)接口模塊,串行外設(shè)接口的結(jié)構(gòu)與工作原理 SPI的多機(jī)通信 SPI引腳功能的選擇 SPI是一種串行總線的外設(shè)接口，它只需3根引腳線（發(fā)送，接收與時(shí)鐘）就可以與外部設(shè)備相連。 SPI為同步通信接口，兩臺(tái)通信設(shè)備在同一個(gè)時(shí)鐘下工作。 采用SPI接口的芯片如A/D、D/A、移位寄存器、顯示驅(qū)動(dòng)器、日歷時(shí)鐘、I/O、

35、E2PROM、語(yǔ)音電路等越來(lái)越多， 傳輸速度高達(dá)幾十Mbps。例如MAX5121為帶SPI接口的12位D/A轉(zhuǎn)換器芯片。 類似于I2C。對(duì)比并行接口。,SPI模塊方框圖,SPI相關(guān)寄存器,SPI配置控制寄存器 SPICCR SPI控制寄存器SPICTL SPI狀態(tài)寄存器SPISTS SPI波特率寄存器SPIBRR SPI接收緩沖寄存器SPIRXBUF SPI發(fā)送緩沖寄存器SPITXBUF SPI 串行數(shù)據(jù)寄存器SPIDAT SPI優(yōu)先級(jí)控制寄存器SPIPRI,SPI模塊,CAN控制器模塊,概述 郵箱 控制寄存器 CAN(控制器局域網(wǎng)Controller Area Network) 總線最初是德

36、國(guó)BOSH公司為實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線（Field Bus）,它是一種多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制串行通信網(wǎng)絡(luò),帶有CAN網(wǎng)卡的PC主機(jī)及其帶有片內(nèi)CAN控制器的硬件模塊可以很方便地連接到同一CAN總線上。,CAN總線的主要特性,能以多主方式工作。 能以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式傳送和接收數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí)，以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。 CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的要求。 采用不歸零（NRZ）編碼/解碼方式。 采用循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)、幀檢測(cè)、信號(hào)出錯(cuò)檢測(cè)、總線監(jiān)控、位填充等5種錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)和糾錯(cuò)措施，從而達(dá)到很高的可靠性。 使用簡(jiǎn)單方便。 采用獨(dú)特的位仲裁技術(shù)，具有很高的實(shí)時(shí)性。 傳輸速率可達(dá)1Mbps, 傳輸距離可達(dá)40m。速率5kbps時(shí)，距離可達(dá)10km。 配置靈活，系統(tǒng)可擴(kuò)充性好。增刪節(jié)點(diǎn)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成大的影響。 可采