F28335学习教程(南航.ppt

DSP技术应用 南京航空航天大学 自动化学院,有关本课程学习的几点建议,本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力,硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是系统的基础,软件是系统的灵魂,本课程的前期基础课程是 数字电路、微机原理、单片机原理及应用、数字信号处理 这方面知识掌握得不够好的请自己补上,预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习,TMS320F28335概述,1. DSP介绍 2. TMS320F28335结构 3. TMS320F28335中断系统 4.TMS320F28335内存映射/BOOTROM 5.F28335时钟与控制系统 6.F28335 I/O口 7.F28335的串行通信接口(SCI),1.DSP介绍(1)DSP芯片的分类,DSP芯片主要可以按照下列两种方式进行分类。 按数据格式分 定点DSP芯片 浮点DSP芯片 按用途分 通用型DSP芯片 专用型DSP芯片,(2)DSP芯片的应用,(1) 信号处理如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等； (2) 通信如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等； (3) 语音如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等； (4) 图形/图像如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等；,DSP芯片的应用,(5) 军事如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹制导等； (6) 仪器仪表如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等； (7) 自动控制如引擎控制、声控、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等； (8) 医疗如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等； (9) 家用电器如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/视等。,DSP的应用正在日益发展,PDA,巡航导弹,移动通信系统,80%的手机采用了TI的DSP Core,还可以举出很多例子,医院用的B超、CT、核磁共振,卫星遥感遥测,天气预报、地震预报、地震探矿,风洞试验,数字化士兵、数字化战争,.,DSP的应用领域取决于设计者的想象空间,C2000 DSP,以达到0.05mW/MIPs的最低 功耗性能比而具有最长的电池 寿命。 最佳的代码密度 兼容C54x DSP软件,工作频率将达到1.1GHz 最好的DSP编译器, 便于 使用 兼容C62x DSP软件,可扩展性能达到400MIPs 最佳的C/C+ 控制代码效率 兼容C24x DSP软件,C5000 DSP,C6000 DSP,Motor Control DSP,Personal DSP,Broadband Infrastruc-ture DSP,TI公司主推的三大DSP系列,C2000系列DSP,子系列,C2xx子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：TMS320F206PZ C24x子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：TMS320F240 LF240 xA子系列：16位定点DSP、40MIPS 代表器件：TMS320LF2407A F28x子系列：32位定点DSP、150MIPS 代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810 F283x子系列：32位浮点DSP、150MIPS 代表器件：TMS320F28335,Up To 40 MIPS,Control Performance,High-Precision Control,Multi-Function, Appliance ,2,3,4,5,1,加速 Flash 执行速度流水线,CCS编程插件,Code Security Module (CSM),受CSM保护的存储区：L0、L1、OTP、Flash 在受保护区域里面运行的程序才能读写限制区的数据 任何其他的数据读写都被拒绝: JTAG 调试, ROM 引导, 运行在片外或者片内非保护区的程序,CSM Registers,CSM的安全解锁,上电或者复位的时候CSM被锁的 CSM的解锁: 对FLASH的每个密码执行一次哑读操作（8次） 往8个KEY寄存器写入正确的密码 新的Flash器件 (PWL 都是 0 xFFFF): 对PWL进行一次读写，使得器件工作在非锁定模式,volatile int *CSM=0 x000AE0； volatile int *PWL=0 x3F7FF8； volatile int tmp; Int I; /哑读密码位置8次 For (i=0;i8;i+) tmp=PWL+; /让KEY寄存器写密码 Asm(“ EALLOW”) *CSM+=PAWWWORD0; *CSM+=PAWWWORD7; Asm (“EDIS”),TMS320F28335 SCI 引导函数,代码从SCIA或者XINTF传输到内部 仅支持8位的输入数据流 SCI自动波特率特性 较低波特率(防止自锁）,TMS320F28335 并行引导函数,GPIO-D6,GPIO-D5,1,2,3,4,5,6,1: GPIO6拉低表示准备好接受数据 2: 主机拉低GPIO5拉低通知DSP数据准备好，DSP的Bootloader等待主机将数据发送到GPIOB 3: DSP拉高GPIO6通知主机完成读操作 4: DSP等待主机拉高GPIO5确认DSP操作 5: DSP拉低GPIO6指示传送更多的数据,TMS320F28335 SPI Boot Loader Function,TMS320F28335 SPI,Serial EEPROM DIN DOUT CLK /CS,SPI - MOSI,SPI - SOMI,SPI - CLK,GPIO F3,ST M95080 see Module 7,1、支持8bit宽度，不支持16bit宽度 2、Boot ROM的数据必须被放在0地址,5.F28335 时钟与控制系统,TMS320F28335 Osc / PLL 时钟模块PLLCR 7021h,PLLCR bits 15:4 reserved,crystal,PLL Clock Module 4-bit PLL Select,X1 /CLKIN,X2,XTAL OSC,Watchdog Module,PLLCLK,OSCCLK,TMS320F28335 Core,CLKIN,MUX,XF_XPLLDIS,1,0,SYSCLKOUT,HSPCLK,LSPCLK,1、PLL旁路 2、PLL使能,外设时钟控制寄存器PCLKCR 701Ch,高/低速外设时钟预定标寄存器HISPCP 701Ah / LOSPCP 701Bh,看门狗定时器,如果CPU崩溃，则复位系统 看门狗计数器独立与CPU 如果计数器溢出则复位或中断被触发 为防止计数器溢出，CPU必须周期性的向看门狗KEY寄存器写入0X55+0XAA序列 在 复位之后 (30 M外部时钟)3ms之内看门狗必须被启用或者禁止,看门狗定时器模块,6 - Bit Free - Running Counter,CLR,/2,/4,/8,/16,/32,/64,OSCCLK,System Reset,101,100,011,010,001,000,111,110,8 - Bit Watchdog Counter,CLR,One-Cycle Delay,Watchdog Reset Key Register,55 + AA Detector,Good Key,Bad Key,1 0 1,/,/,3,3,WDCR . 2 - 0,WDCR . 6,WDPS,WDDIS,WDCR . 7,WDFLAG,WDCNTR . 7 - 0,WDKEY . 7 - 0,WDCR . 5 - 3,WDCHK 2-0,Bad WDCR Key,Output Pulse,WDRST,WDINT,SCSR .1,WDENINT,SCSR . 0,WDOVERRIDE,看门狗定时控制寄存器 WDCR 7029h,WDFLAG,WDDIS,7,6,5,4,3,2,1,0,WDCHK1,WDCHK0,WDPS2,WDPS1,WDPS0,WDCHK2,Logic Check Bits Write as 101 or reset immediately triggered,WD Prescale Selection Bits,Watchdog Disable Bit (Functions only if WD OVERRIDE bit in SCSR is equal to 1),reserved,15 - 8,WD Flag Bit Gets set when the WD causes a reset Writing a 1 clears this bit Writing a 0 has no effect,看门狗复位密钥寄存器 WDKEY 7025h,允许写入的数值: 55h 在AAH之后的写入55使能计数器 AAh 如果复位使能则计数器清零 写入其他任何值将复位CPU,reserved,D7,7,6,5,4,3,2,1,0,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,15 - 8,WDKEY 写操作,Sequential Step 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,Value Written to WDKEY AAh AAh 55h 55h 55h AAh AAh 55h AAh 55h 23h,Result No action No action WD counter enabled for reset on next AAh write WD counter enabled for reset on next AAh write WD counter enabled for reset on next AAh write WD counter is reset No action WD counter enabled for reset on next AAh write WD counter is reset WD counter enabled for reset on next AAh write CPU reset triggered due to improper write value,系统控制和状态寄存器SCSR 7022h,WD Enable Interrupt,WD Interrupt Status (read only),0 = active 1 = not active,0 = WD generates a DSP reset 1 = WD generates a WDINT interrupt,低功耗模式,Low Power Mode,CPU Logic Clock,Peripheral Logic Clock,Watchdog Clock,PLL / OSC,Normal Run IDLE STANDBY HALT,on off off off,on on off off,on on on off,on on on off,低功耗方式控制0寄存器LPMCR0 701Eh,Low Power Mode Selection,00 = Idle 01 = Standby 1x = Halt,低功耗模式控制1寄存器LPMCR1 701Fh,0,WDINT,SCIRXB,C2TRIP,C5TRIP,T3CTRIP,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,XINT1,XNMI,T2CTRIP,T1CTRIP,C3TRIP,T4CTRIP,C4TRIP,C1TRIP,C6TRIP,SCIRXA,CANRXA,IDLE STANDBY HALT,Exit Interrupt,Low Power Mode,Enabled Peripheral Interrupts,Note: External or Wake up include XINT1, PDPINT, TxCTRIP, CxTRIP NMI, CAN, SPI, SCI, WD,低功耗模式退出,6.F28335 I/O口,TMS320F28335 GPIO MUX/DIR 寄存器,TMS320F28335 GPIO 寄存器结构,TMS320F28335 GPIO 引脚分配,Note: GPIO are pin functions at reset,GPIO A, B, D, E include Input Qualification feature,TMS320F28335 GPIO 功能框图,1,0,MUX Control Bit 0 = I/O Function 1 = Primary Function,Pin,Primary Peripheral Function,I/O DAT Bit (R/W),In,Out,I/O DIR Bit 0 = Input 1 = Output,GPxMUX,GPxDIR,GPxDAT,GPxSET GPxCLEAR GPxTOGGLE,Some digital I/O and peripheral I/O input signals include an Input Qualification feature,TMS320F28335 GPIO 数据寄存器,7.F28335的串行通信接口(SCI),F28335 SCI 模块特点,2个外部引脚：SCITXD/SCIRXD 2种工作模式：全双工、半双工 波特率：可编程达到64K不同的速率 双缓冲接受发送模式 16级发送接受 FIFO（发送8bit、接受16bit） 自动波特率检测硬件逻辑 2个唤醒多处理器模式 空闲线 地址位,F28335 SCI 通信模块,SCITXBUF,TXSHF,SCI Device #1,SCIRXD,SCITXD,SCITXD,SCIRXD,SCI Device #2,8,SCIRXBUF,RXSHF,8,SCITXBUF,TXSHF,8,SCIRXBUF,RXSHF,8,全双工,SCI-A 可编程数据格式,Start,LSB,2,3,4,5,7,MSB,Parity,Stop 1,Addr/ Data,6,只在地址模式种有效,Stop 2,NRZ (nonreturn to zero) format,Start Bit,LSB of Data,多数表决,Falling Edge Detected,SCIRXD,SCICLK (Internal),123456781234567812,Note: 8 SCICLK/每个数据位,多处理器唤醒方式,允许一个处理器在同一个串行线上有效的向其他处理器发送数据块 2种模式：地址线空闲；地址位 操作顺序 设置 SLEEP = 1, 当地址被检测的时候处理器才能被中断，软件清零 所有的传输都是以地址帧开始 接收到的地址帧临时唤醒所有BUS上的处理器 处理器比较收到的SCI地址与本身的SCI地址（匹配） 只有当地址匹配的时候处理器才开始接受数据,空闲线多处理器方式,帧内块的空闲块 在SCIRXD 变高10个位（或更多）之后， 接收器在下降沿之后被唤醒 2种发送快启动信号 前一数据块的最后一帧的发送与下一数据块的地址帧的发送之间时间延长，能产生一段10bit或更长的空闲时间 设置TXWAKE（SCICTL1.3）=1，产生11bit的空闲时间,Last Data,ST,SP,ST,Data,SCIRXD/ SCITXD,帧内块,SP,SP,Last Data,ST,Addr,SP,=10；10 的空闲周期,=10；10 的空闲周期,地址帧 跟随10bit或 更多位空闲周期后,第一个数据帧,SP,ST,Addr,空闲周期10,地址位唤醒方式,所有帧都包含一个额外的地址位，判决地址/数据 当地址位被检测到的时候唤醒 只要在SCITXBUF写入地址前置位TXWAKE=1，自动设置帧内数据/地址的设定,Last Data,ST,ST,Data,SCIRXD/ SCITXD,Block of Frames,SP,SP,Last Data,ST,Addr,SP,空闲周期 无特别限制,块中首个帧 是地址位 地址位=1,第一个数据帧,0,1,0,0,SP,在停止位前无额外 的空闲位,SCI-A 寄存器,AddressRegisterName 0 x007050SCICCRSCI-A 通信控制寄存器 0 x007051SCICTL1SCI-A 控制寄存器1 0 x007052SCIHBAUDSCI-A 波特率寄存器，高位 0 x007053SCILBAUDSCI-A 波特率寄存器，低位 0 x007054SCICTL2SCI-A 控制寄存器2 0 x007055SCIRXSTSCI-A 接受状态寄存器 0 x007056SCIRXEMUSCI-A 接受仿真数据寄存器 0 x007057SCIRXBUFSCI-A 接受数据寄存器 0 x007059SCITXBUFSCI-A 发送数据寄存器 0 x00705ASCIFFTXSCI-A FIFO 发送寄存器 0 x00705BSCIFFRXSCI-A FIFO 接受寄存器 0 x00705CSCIFFCTSCI-A FIFO 控制寄存器 0 x00705FSCIPRISCI-A 极性控制 寄存器,SCI-A 通信控制寄存器 SCICCR0 x007050,ADDR/IDLE MODE,STOP BITS,EVEN/ODD PARITY,PARITY ENABLE,LOOP BACK ENABLE,SCI CHAR2,SCI CHAR1,SCI CHAR0,0 = 1 Stop bit 1 = 2 Stop bits,0 = Odd 1 = Even,0 = Disabled 1 = Enabled,0 = Disabled 1 = Enabled,0 = Idle-line mode 1 = Addr-bit mode,7,6,5,4,3,2,1,0,# of data bits = (binary + 1) e.g. 110b gives 7 data bits,SCI-B Communications Control Register (SCICCR) 0 x007750,SCI-A 控制寄存器 1SCICTL1 0 x007051,TXWAKE,reserved,RX ERR INT ENA,SW RESET,reserved,SLEEP,TXENA,RXENA,0 = Receive Error Interrupt disabled 1 = Receive Error Interrupt enabled,Write 0 = Reset SCI Write 1 = release from Reset,Transmitter wakeup method select 1 = wakeup mode depends on SCICCR.3 0 = no wakeup mode,7,6,5,4,3,2,1,0,0 = sleep mode disabled 1 = sleep mode enabled,0 = transmitter disabled 1 = transmitter enabled,0 = receiver disabled 1 = receiver enabled,SCI-A 波特率寄存器,SCI-B Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) 0 x007752 SCI-B Baud-Select LSbyte Register (SCILBAUD) 0 x007753,TXRDY,TX EMPTY,RX/BK INT ENA,SCI-A 控制寄存器 2SCICTL2 0 x007054,0,TX INT ENA,1,7,6,5 - 2,reserved,SCI TX READY 0 = SCITXBUF is full 1 = SCITXBUF is empty,SCI TX EMPTY 0 = TXBUF or shift register are loaded with data 1 = Transmit buffer and shift register both empty,reserved,15 - 8,SCI-B Control Register 2(SCICTL2) 0 x007754,SCI TX INT ENA 0 = Disable TXRDY interrupt 1 = Enable TXRDY interrupt,SCI RX/BK INT ENA 0 = Disable RXRDY/BRKDT interrupt 1 = Enable RXRDY/BRKDT interrupt,SCI-A 接收状态寄存器SCIRXST 0 x007055,SCI-B Receiver Status Register (SCIRXST) 0 x007755,OE,RX ERROR,RXRDY,BRKDT,FE,PE,RXWAKE,reserved,0 = No error flags set 1 = Error flag(s) set,0 = no new character in SCIRXBUF 1 = new character in SCIRXBUF,1 = Break condition occurred 0 = no break condition,7,6,5,4,3,2,1,0,1 = Framing Error detected,1 = Overrun Error detected,1 = Parity Error detected,1 = Receiver wakeup condition detected,SCI-A FIFO 发送寄存器SCIFFTX 0 x00705A,0,TXFFIL2,SCIFFENA,TXFFST0,TXFFST3,TXFFIENA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,TXFFIL0,TXFFIL1,TXFFIL4,TXFFIL3,TXFFST1,TXFFINT CLR,TXFFST2,TXFFINT,TXFFST4,TXFIFO RESET,SCIRST,SCI Reset,0 = reset 1 = enable operation,SCI-A FIFO 接收寄存器SCIFFRX 0 x00705B,SCI-A FIFO 控制寄存器SCIFFCT 0 x00705C,0,ABD CLR,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,CDC,ABD,FFTXDLY,Time delay between every transfer from FIFO to transmit shift register in number of SCI baud clock cycles ( 0 to 255 ),reserved,