DSP-TMS320F2812原理與應(yīng)用

1、DSP教程教程 選用教材選用教材:TMS320 x28xxx原理與開發(fā)原理與開發(fā)作者作者 蘇奎峰等蘇奎峰等電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社書號書號 ISBN 978-7-121-08403-4參考書與相關(guān)網(wǎng)址參考書與相關(guān)網(wǎng)址 TMS320F2812原理與開發(fā),蘇奎峰,電子工業(yè)出版社 TMS320C28x系列DSP的CPU與外設(shè)(上/下),張衛(wèi)寧,清華大學(xué)出版社,2005 TMS320F2812DSP原理與應(yīng)用實例,三恒星科技編著,電子工業(yè)出版社,2009.2 TMS320LF/LC24系列DSP的CPU與外設(shè),徐科軍,清華大學(xué)出版社,2004 DSP實驗課實驗課(16學(xué)時學(xué)時)預(yù)約時間：電工電子實

2、驗中心預(yù)約時間：電工電子實驗中心http:/實驗教學(xué)實驗教學(xué)_實驗預(yù)約實驗預(yù)約_DSP原理原理及應(yīng)用及應(yīng)用1 什么是數(shù)字信號處理器什么是數(shù)字信號處理器 ? 數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing)(Digital Signal Processing) 以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理 數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor)(Digital Signal Processor) 是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)是一種特

3、別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器算的微處理器芯片芯片，其主要應(yīng)用是實時快，其主要應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法1.1 計算機(jī)芯片的簡單分類計算機(jī)芯片的簡單分類 微處理器微處理器(P) 例如：例如：DSPs 微控制器微控制器(C) 例如：單片機(jī)例如：單片機(jī)P/C-總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)一個由多IC構(gòu)成的處理系統(tǒng)的核心器件(芯片)l2種基本的總線結(jié)構(gòu): Von Neumann- 馮.諾依曼 Harvard 哈弗lVon Neumann: 數(shù)據(jù)、代碼共享內(nèi)存空間 數(shù)據(jù)、代碼共享內(nèi)存總線 Example: Intels x86 Pentium Processor

4、familylHarvard: 數(shù)據(jù)、代碼獨(dú)立存儲空間 數(shù)據(jù)、代碼獨(dú)立存儲總線1.2 DSPs-數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器l改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)：改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)：多總線訪問機(jī)制l流水線操作流水線操作 l專用的硬件乘法器專用的硬件乘法器(MPY)l特殊的特殊的DSP指令指令l快速的指令周期快速的指令周期結(jié)論：結(jié)論：DSPs追求快速、實時的追求快速、實時的數(shù)據(jù)處數(shù)據(jù)處理能力理能力和和數(shù)據(jù)傳輸能力數(shù)據(jù)傳輸能力。 典型的典型的DSP算法算法1.3 微控制器微控制器 (C) 用來實現(xiàn)實時控制的計算機(jī)芯片l 集成CPU以及輸入、輸出接口l 在嵌入式應(yīng)用中具有較高的性價比l 傳統(tǒng)意義上的C片內(nèi)沒有硬件乘

5、法器l 2種總線結(jié)構(gòu) (Von Neumann 和Harvard) 廣泛應(yīng)用于 Microcontrollersl 相對而言，運(yùn)算能力較弱，接口能力較強(qiáng)2 數(shù)字信號控制器數(shù)字信號控制器 (DSC) DSC：以數(shù)字信號處理器(DSPs)為內(nèi)核，片內(nèi)集成多種外設(shè)外設(shè)的單芯片微型計算機(jī) DSPs的高速運(yùn)算處理能力、微控制器的豐富外設(shè)接口、增強(qiáng)的中斷管理相結(jié)合，獲得了高效的嵌入式實時處理和實時控制解決方案 DSC Example: Ti C2000系列DSPs3 數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法 在通用的計算機(jī)在通用的計算機(jī)(如如PC機(jī)機(jī))上用軟件上用軟件(如如Fortran、C語言語言)

6、實現(xiàn)實現(xiàn) ：速度中等速度中等 在通用計算機(jī)系統(tǒng)中加上專用的加速處理機(jī)在通用計算機(jī)系統(tǒng)中加上專用的加速處理機(jī)實現(xiàn)：實現(xiàn)：應(yīng)用受限制應(yīng)用受限制 用通用的單片機(jī)用通用的單片機(jī)(如如MCS-51、96系列等系列等)實實現(xiàn)現(xiàn) ：僅限于簡單算法僅限于簡單算法 用通用的可編程用通用的可編程DSP芯片實現(xiàn)芯片實現(xiàn) ：廣泛應(yīng)用：廣泛應(yīng)用 用專用的用專用的DSP芯片實現(xiàn)：芯片實現(xiàn)：應(yīng)用受限制應(yīng)用受限制 現(xiàn)場可編程門陣列現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)：高速、廣泛應(yīng)用高速、廣泛應(yīng)用 專用集成電路專用集成電路(ASIC)：高速、專用、高價格高速、專用、高價格 DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域（1）信號處理

7、）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8）無線電）無線電數(shù)字濾波數(shù)字濾波卷積卷積相關(guān)相關(guān)希爾伯特變換希爾伯特變換FFT自適應(yīng)濾波自適應(yīng)濾波加窗加窗波形產(chǎn)生波形產(chǎn)生DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理（2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8）無線電）無線電三維旋轉(zhuǎn)三維旋轉(zhuǎn)機(jī)器人視覺機(jī)器人視覺圖像傳輸圖像傳輸/壓縮壓縮同態(tài)處理同態(tài)處理模式識別模式識別工作站

8、工作站動畫動畫/數(shù)字地圖數(shù)字地圖DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理（3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8）無線電）無線電頻譜分析頻譜分析函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器模式匹配模式匹配地震信號處理地震信號處理數(shù)字濾波數(shù)字濾波鎖相環(huán)鎖相環(huán)DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器（4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8）無線電）無線電聲碼器聲

9、碼器語音識別語音識別語音增強(qiáng)語音增強(qiáng)語音合成語音合成DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言（5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8）無線電）無線電數(shù)值控制數(shù)值控制聲控聲控伺服控制伺服控制機(jī)器人控制機(jī)器人控制激光打印機(jī)激光打印機(jī)控制控制發(fā)動機(jī)控制發(fā)動機(jī)控制DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制（6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信 （8

10、）無線電）無線電雷達(dá)處理雷達(dá)處理聲納處理聲納處理圖像處理圖像處理導(dǎo)航導(dǎo)航導(dǎo)彈制導(dǎo)導(dǎo)彈制導(dǎo)高頻調(diào)制高頻調(diào)制解調(diào)器解調(diào)器保密通訊保密通訊DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用（7）電信）電信 （8）無線電）無線電數(shù)字交換機(jī)數(shù)字交換機(jī)線路轉(zhuǎn)發(fā)器解調(diào)器線路轉(zhuǎn)發(fā)器解調(diào)器通道多路復(fù)用通道多路復(fù)用1200至至19200bps調(diào)制調(diào)制自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡傳真?zhèn)髡鏀U(kuò)頻通訊擴(kuò)頻通訊DSPDSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域 （1）信號處理）信號處理 （2）圖

11、像處理）圖像處理 （3）儀器）儀器 （4）聲音）聲音/語言語言 （5）控制）控制 （6）軍事應(yīng)用）軍事應(yīng)用 （7）電信）電信（8）無線電）無線電全球定位全球定位導(dǎo)航導(dǎo)航數(shù)字無線數(shù)字無線電電/TVDSP系統(tǒng)基本構(gòu)成系統(tǒng)基本構(gòu)成輸入輸入DSP系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計方方法法DSP系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計方方法法DSP總總體體設(shè)設(shè)計計框框圖圖硬件系統(tǒng)設(shè)計框圖硬件系統(tǒng)設(shè)計框圖需求需求分析分析系統(tǒng)結(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇構(gòu)選擇系統(tǒng)總系統(tǒng)總體構(gòu)成體構(gòu)成軟硬件軟硬件設(shè)計設(shè)計系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試試運(yùn)試運(yùn)行行交付交付使用使用 在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法 程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指

12、令和數(shù)據(jù)程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù) 片內(nèi)具有快速片內(nèi)具有快速 RAMRAM，通常可通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線，通?？赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問在兩塊中同時訪問 具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持 快速的中斷處理和硬件快速的中斷處理和硬件I/OI/O支持支持 具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器 可以并行執(zhí)行多個操作可以并行執(zhí)行多個操作 支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行操作可以支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行操作可以重疊執(zhí)行重疊執(zhí)行 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：大規(guī)模集成性、大規(guī)模集成性、 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好 精

13、度高精度高 可編程性可編程性 高速性能高速性能 可嵌入性可嵌入性 接口和集成方便接口和集成方便 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：成本較高成本較高 高頻時鐘的高頻干擾高頻時鐘的高頻干擾 功率消耗較大等功率消耗較大等 軟件代價較大軟件代價較大 完成乘加操作的時間下降到完成乘加操作的時間下降到10ns10ns以下以下 乘法部件占模片區(qū)從乘法部件占模片區(qū)從4040下降到下降到5 5 引腳數(shù)從引腳數(shù)從6464增加到增加到200200以上以上 重量和體積大大下降重量和體積大大下降 采用低電壓，功耗大大下降采用低電壓，功耗大大下降500K50K集成集成晶體管數(shù)晶體管數(shù)0.45mW/MIPS12.5mW/MIPS250mW/MI

14、PS功耗功耗$5.00$25.00$ 15.00$150.00價格價格16K字字4K字字1.5K字字內(nèi)部內(nèi)部ROM32K字字1K字字144字字內(nèi)部內(nèi)部RAM100MHz80MHz20MHzMHz100MIPS40MIPS5MIPSMIPS0.3 m CMOS0.8 m CMOS4 m NMOS制造工藝制造工藝1999年年1992年年1982年年年份年份DSPDSP分類分類通用通用專用專用定點(diǎn)（定點(diǎn)（FixedFixed）浮點(diǎn)（浮點(diǎn)（FloatingFloating）一致性（兼容性）一致性（兼容性）靜態(tài)靜態(tài) 運(yùn)算速度運(yùn)算速度 DSPDSP芯片的價格芯片的價格 DSPDSP芯片的硬件資源芯片的硬件

15、資源 DSPDSP芯片的運(yùn)算精度芯片的運(yùn)算精度 DSPDSP芯片的開發(fā)工具芯片的開發(fā)工具 DSPDSP芯片的功耗芯片的功耗 其它：其它： 一個采用一個采用LMS（Least Mean Square）最）最小均方算法的小均方算法的256 抽頭的自適應(yīng)抽頭的自適應(yīng)FIR（Finite Impulse Response）濾波器）濾波器 假定：假定：3個個MAC/抽頭抽頭 則：則：2563768個個MAC周期周期 設(shè)：采樣頻率為設(shè)：采樣頻率為8kHz，即樣點(diǎn)之間的間隔，即樣點(diǎn)之間的間隔為為125s；采樣頻率為；采樣頻率為44.1kHz，即樣點(diǎn)之，即樣點(diǎn)之間的間隔為間的間隔為22.7s用用DSP芯片實現(xiàn)

16、數(shù)字濾波芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波 DSPDSP芯片的基本結(jié)構(gòu)芯片的基本結(jié)構(gòu) 哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu) 流水線操作流水線操作 專用的硬件乘法器專用的硬件乘法器 特殊的特殊的DSPDSP指令指令快速的指令周期快速的指令周期 馮馮諾曼（諾曼（Van Neuman） 流水線深度從流水線深度從2 26 6級不等級不等 多個指令重疊進(jìn)行，理想情況下，多個指令重疊進(jìn)行，理想情況下，K K 段段流水能在流水能在 K+N-1K+N-1個周期內(nèi)，處理個周期內(nèi)，處理 N N 條指條指令令流水線流水線 在通用的微處理器中，乘法指令是在通用的微處理器中，乘法指令是由一系列加法來實現(xiàn)的，故需許多由一系列加法來實現(xiàn)的，故需許多個指令周期來

17、完成個指令周期來完成 DSPDSP具有專用的硬件乘法器，乘法可具有專用的硬件乘法器，乘法可在一個指令周期內(nèi)完成在一個指令周期內(nèi)完成 TMS320C28X指令周期指令周期（ns）片內(nèi)片內(nèi)RAM（字）字）片內(nèi)片內(nèi)FLM（字）字）12bitA/D 串行口串行口PWMC28126.6720K16ch216C28116.6720K16ch216F28126.6718K128K16ch216F28116.6718K128K16ch216F28106.6718K64K16ch216F28081018K64K16ch216TMS320F2812的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)(1)1）采用高性能靜態(tài)CMOS制造工藝 -主

18、頻達(dá)150MHZ(時鐘周期6.67ns) -低功耗(150MHz核電壓1.9V,135MHz以下核電壓1.8V,I/O口電壓3.3V) -Flash 編程電壓為3.3V2）支持JTAG 邊沿掃描3）高性能32位CPU -1616和3232乘積累加操作 -1616雙乘積累加器 -程序和數(shù)據(jù)空間分開尋址(哈佛總線結(jié)構(gòu))TMS320F2812的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)(2) -快速中斷響應(yīng)和處理 -統(tǒng)一寄存器編程模式 -可達(dá)4M的線性程序地址 -可達(dá)4M的線性數(shù)據(jù)地址 -高效的代碼轉(zhuǎn)換能力(支持C/C+和匯編語言)4） 片上存儲器 -有多達(dá)128K16的FLASH存儲器 -或或 有多達(dá)128K16的ROM

19、5）外部存儲器接口 -有多達(dá)1MB的尋址空間 -三個獨(dú)立的片選端TMS320F2812的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)(3) 6）時鐘與系統(tǒng)控制 -支持動態(tài)的改變鎖相環(huán)(PLL)的頻率 -片上振蕩器 7）三個外部中斷8）外部中斷擴(kuò)展(PIE)模塊，支持45個外部中斷9）128位的密鑰/鎖 -保護(hù)FLASH/ROM -防止固化在ROM中的程序被盜10）三個32位的CPU定時器TMS320F2812的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)(4)11）串口外圍設(shè)備 -串行外部設(shè)備接口(SPI) -兩個串行通信接口(SCIs)12）12位的ADC,16通道 -2個8通道的輸入多路選擇器 -兩個采樣保持器 -單/連續(xù)通道轉(zhuǎn)換 -快速轉(zhuǎn)

20、換率80ns/12.5MSPS(兆采樣每秒) -可用兩個事件管理器順序觸發(fā)8對模數(shù)轉(zhuǎn)換13）多達(dá)56個獨(dú)立的可編程、多用途通用輸入/輸出(GPIO)引腳第二部分：第二部分：C2000結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C281x Block DiagramC28x CPU CoreC28x Internal Bus StructureC28x Multiplier and ALU / Shifters來至于寄存器來至于寄存器操作碼操作碼數(shù)據(jù)存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)操作數(shù)操作數(shù)2乘法器結(jié)果乘法器結(jié)果操作數(shù)操作數(shù)1C28x Pointer, DP and Memory DP（16bit） 訪問65536個數(shù)據(jù)頁 4M以上的數(shù)據(jù)存儲區(qū)

21、DP不能訪問XAR15-0=AR7-0XAR31-16C28x PipelineTMS320F2812 Memory MapreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedXINT Zone 0 (8K)XINT Zone 1 (8K)XINT Zone 2 (0.5M)XINT Zone 6 (0.5M)XINT Zone 7 (16K)MP/MC=1XINT Vector-RAM (32)MP/MC=1 ENPIE=0reservedreservedreservedreserved3FF0003FFCC0：數(shù)學(xué)表和功能3FFC

22、C03FFFC0：引導(dǎo)裝載功能3FFFC03FFFFF：復(fù)位向量以及CPU向量表唯一能從內(nèi)部引導(dǎo)ROM操作向量的是位于3FFFC0的復(fù)位向量，他是廠家編程的，指向初始化引導(dǎo)函數(shù)（InitBoot），該函數(shù)用于啟動引導(dǎo)操作Code Security Module 保護(hù)知識產(chǎn)權(quán) 用戶自定義密碼128bit 映射到存儲空間：0 x00 0AE0 0 x00 0AE7 寄存器受到EALLOW保護(hù) 128-bits = 2128 = 3.4 x 1038 1次/2cycle 猜測所有的密碼需要1.4*10E23 年reservedreservedC28x Fast Interrupt Response

23、ManagerC28x / C24x ModesReset Bootloader第三部分：第三部分：C2000 InterruptC28x 中斷源 2個不可屏蔽中斷 /RS NMI 14個可屏蔽中斷 (INT1 INT14)C28X 復(fù)位中斷Reset Boot LoaderBootloader 模式Reset 引導(dǎo)過程C28X 中斷源可屏蔽中斷處理過程中斷標(biāo)志寄存器 (IFR)中斷使能寄存器 (IER)中斷全局使能 INTM用來做全局的使能/禁止中斷: 使能: INTM = 0 禁止: INTM = 1 (reset value) INTM只能被匯編語言修改:Peripheral Inter

24、rupt Expansion - PIE101(TINT1 / XINT13)(TINT2)PIE 寄存器reservedreservedreserved#include “DSP28_Device.h” PieCtrlRegs.PIEIFR1.bit.INTx4 = 1; /manually set IFR for XINT1 in PIE group 1 PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx5 = 1; /enable CAPINT1 in PIE group 3 PieCtrlRegs.PIEACK.all = 0 x0004; /acknowledge the PI

25、E group 3 PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1; /enable the PIE884復(fù)位時默認(rèn)中斷向量表PIE Vector Mapping (ENPIE = 1)CPU vectors are remapped to 0 x00 0D00 in Data spacePIE vector space - 0 x00 0D00 256 Word memory in Data space RESET and INT1-INT12 vector locations are Re-mappedF2812/10 PIE Interrupt Assignment

26、TableDevice Vector Mapping -Summary中斷響應(yīng)過程第四部分：第四部分：C2000 內(nèi)存內(nèi)存映射映射/BOOTROMTMS320F2812 內(nèi)存映射reservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedXINT Zone 0 (8K)XINT Zone 1 (8K)XINT Zone 2 (0.5M)XINT Zone 6 (0.5M)XINT Zone 7 (16K)MP/MC=1XINT Vector-RAM (32)MP/MC=1 ENPIE=0reservedreservedreservedrese

27、rvedTMS320F2812片內(nèi)ROM MAPC28x 初始化引導(dǎo)匯編程序Init BootRESET初始化器件:OBJMODE = 1AMODE = 0M0M1MAP = 1DP = 0OVM = 0SPM = 0SP = 0 x00 0400 Dummy Read CSM passwordsCall BootModeSelectExitBootFlash 的啟動順序SCAN GPIOPasswords (8)C start routine“rts2800_ml.lib”“user” code sectionsF2812 Flash Memory Map加速 Flash 執(zhí)行速度流水線re

28、servedCCS編程插件Code Security Module (CSM)受CSM保護(hù)的存儲區(qū)：L0、L1、OTP、Flash在受保護(hù)區(qū)域里面運(yùn)行的程序才能讀寫限制區(qū)的數(shù)據(jù)任何其他的數(shù)據(jù)讀寫都被拒絕:JTAG 調(diào)試, ROM 引導(dǎo), 運(yùn)行在片外或者片內(nèi)非保護(hù)區(qū)的程序reservedreservedCSM RegistersCSM的安全解鎖 上電或者復(fù)位的時候CSM被鎖的 CSM的解鎖: 對FLASH的每個密碼執(zhí)行一次啞讀操作（8次） 往8個KEY寄存器寫入正確的密碼 新的Flash器件 (PWL 都是 0 xFFFF): 對PWL進(jìn)行一次讀寫，使得器件工作在非鎖定模式volatile in

29、t *CSM=0 x000AE0；volatile int *PWL=0 x3F7FF8；volatile int tmp;Int I;/啞讀密碼位置8次For (i=0;i10的空閑周期=10；10的空閑周期地址幀跟隨10bit或更多位空閑周期后第一個數(shù)據(jù)幀 SPSTAddr空閑周期10地址位喚醒方式 所有幀都包含一個額外的地址位，判決地址/數(shù)據(jù) 當(dāng)?shù)刂肺槐粰z測到的時候喚醒 只要在SCITXBUF寫入地址前置位TXWAKE=1，自動設(shè)置幀內(nèi)數(shù)據(jù)/地址的設(shè)定Last DataSTSTDataSCIRXD/SCITXDBlock of Frames SPSPLast DataSTAddr SP空

30、閑周期無特別限制塊中首個幀是地址位地址位=1第一個數(shù)據(jù)幀0100 SPSTAddr1SP在停止位前無額外的空閑位SCI-A 寄存器AddressRegisterName0 x007050SCICCRSCI-A 通信控制寄存器通信控制寄存器0 x007051SCICTL1SCI-A 控制寄存器控制寄存器10 x007052SCIHBAUDSCI-A 波特率寄存器，高位波特率寄存器，高位0 x007053SCILBAUDSCI-A 波特率寄存器，低位波特率寄存器，低位0 x007054SCICTL2SCI-A 控制寄存器控制寄存器20 x007055SCIRXSTSCI-A 接受狀態(tài)寄存器接受狀態(tài)

31、寄存器0 x007056SCIRXEMUSCI-A 接受仿真數(shù)據(jù)寄存器接受仿真數(shù)據(jù)寄存器0 x007057SCIRXBUFSCI-A 接受數(shù)據(jù)寄存器接受數(shù)據(jù)寄存器0 x007059SCITXBUFSCI-A 發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器0 x00705ASCIFFTXSCI-A FIFO 發(fā)送寄存器發(fā)送寄存器0 x00705BSCIFFRXSCI-A FIFO 接受寄存器接受寄存器0 x00705CSCIFFCTSCI-A FIFO 控制寄存器控制寄存器0 x00705FSCIPRISCI-A 極性控制極性控制 寄存器寄存器SCI-A 通信控制寄存器 SCICCR0 x007050ADDR/I

32、DLEMODESTOPBITSEVEN/ODDPARITYPARITYENABLELOOP BACKENABLESCICHAR2SCICHAR1SCICHAR00 = 1 Stop bit1 = 2 Stop bits0 = Odd1 = Even0 = Disabled1 = Enabled0 = Disabled1 = Enabled0 = Idle-line mode1 = Addr-bit mode76543210# of data bits = (binary + 1)e.g. 110b gives 7 data bitsSCI-B Communications Control Re

33、gister (SCICCR) 0 x007750SCI-A 控制寄存器 1SCICTL1 0 x007051TXWAKEreservedRX ERRINT ENASWRESETreservedSLEEPTXENARXENA0 = Receive Error Interrupt disabled1 = Receive Error Interrupt enabledWrite 0 = Reset SCIWrite 1 = release from ResetTransmitter wakeup method select1 = wakeup mode depends on SCICCR.30 =

34、 no wakeup mode 765432100 = sleep mode disabled1 = sleep mode enabled0 = transmitter disabled1 = transmitter enabled0 = receiver disabled1 = receiver enabledSCI-A 波特率寄存器BAUD15(MSB)BAUD14Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) 0 x00705276543210BAUD13BAUD12BAUD11BAUD10BAUD9BAUD8BAUD6Baud-Select LSbyte

35、Register (SCILBAUD) 0 x00705376543210BAUD5BAUD4BAUD3BAUD2BAUD1BAUD7BAUD0(LSB)SCI baud rate =LSPCLK(BRR + 1) x 8LSPCLK16,BRR = 1 to 65535,BRR = 0SCI-B Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) 0 x007752SCI-B Baud-Select LSbyte Register (SCILBAUD) 0 x007753TXRDYTX EMPTYRX/BKINT ENASCI-A 控制寄存器 2SCICTL2 0

36、x0070540TXINT ENA1765 - 2reservedSCI TX READY 0 = SCITXBUF is full 1 = SCITXBUF is emptySCI TX EMPTY0 = TXBUF or shift register are loaded with data1 = Transmit buffer and shift register both emptyreserved15 - 8SCI-B Control Register 2(SCICTL2) 0 x007754SCI TX INT ENA 0 = Disable TXRDY interrupt 1 =

37、 Enable TXRDY interruptSCI RX/BK INT ENA 0 = Disable RXRDY/BRKDT interrupt 1 = Enable RXRDY/BRKDT interruptSCI-A 接受狀態(tài)寄存器SCIRXST 0 x007055SCI-B Receiver Status Register (SCIRXST) 0 x007755OERXERRORRXRDYBRKDTFEPERXWAKEreserved0 = No error flags set1 = Error flag(s) set0 = no new character in SCIRXBUF1

38、 = new character in SCIRXBUF1 = Break condition occurred0 = no break condition 765432101 = Framing Error detected1 = Overrun Error detected1 = Parity Error detected1 = Receiver wakeup condition detectedSCI-A FIFO 發(fā)送寄存器SCIFFTX 0 x00705A0TXFFIL2SCIFFENATXFFST0TXFFST3TXFFIENA123456789101112131415TXFFIL

39、0TXFFIL1TXFFIL4TXFFIL3TXFFST1TXFFINTCLRTXFFST2TXFFINTTXFFST4TXFIFORESETSCIRSTTX FIFO Status (read-only)00000TX FIFO empty00001TX FIFO has 1 word00010TX FIFO has 2 words00011TX FIFO has 3 words10000TX FIFO has 16 words.TX FIFO Interrupt LevelInterrupt when TXFFST4-0and TXFFIL4-0 matchSCI FIFOEnhancem

40、ents0 = disable1 = enableTX FIFO Reset0 = reset (pointer to 0)1 = enable operationTX FIFOInterrupt(on match)Enable0 = disable1 = enableTX FIFOInterruptFlag (read-only)0 = not occurred1 = occurredTX FIFOInterruptFlag Clear0 = no effect1 = clearSCI Reset0 = reset1 = enable operationSCI-A FIFO 接受寄存器SCI

41、FFRX 0 x00705B0RXFFIL2RXFF-OVF CLRRXFFST0RXFFST3RXFFIEN123456789101112131415RXFFIL0RXFFIL1RXFFIL4 RXFFIL3RXFFST1RXFFINTCLRRXFFST2RXFFINTRXFFST4RXFIFORESETRXFF-OVFRX FIFO Status (read-only)00000RX FIFO empty00001RX FIFO has 1 word00010RX FIFO has 2 words00011RX FIFO has 3 words10000RX FIFO has 16 wor

42、ds.RX FIFO Interrupt LevelInterrupt when RXFFST4-0and RXFFIL4-0 matchRX FIFO Reset0 = reset (pointer to 0)1 = enable operationRX FIFOInterrupt(on match)Enable0 = disable1 = enableRX FIFOInterruptFlag (read-only)0 = not occurred1 = occurredRX FIFOInterruptFlag Clear0 = no effect1 = clearRX FIFOOverfl

43、owFlag (read-only)0 = no overflow1 = overflowRX FIFOOverflowFlag Clear0 = no effect1 = clearSCI-A FIFO 控制寄存器SCIFFCT 0 x00705C0ABDCLR123456789101112131415CDCABDFFTXDLYTime delay between every transfer from FIFOto transmit shift register in number of SCI baud clock cycles( 0 to 255 )CDC calibrate A0 =

44、 disabled auto-baud alignment1 = enables auto-baud alignmentAuto BauddetectionFlag (read-only)0 = not complete1 = completeAuto BauddetectionFlag Clear0 = no effect1 = clearreserved第五部分：第五部分：F2812增強(qiáng)型增強(qiáng)型區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制器(CAN)CAN的特征u多主機(jī)總線訪問u帶沖突避免的隨機(jī)訪問（CSMA）u短幀結(jié)構(gòu)，08個字節(jié)的數(shù)據(jù)長度u傳輸速度從 100KBPS 到 1MBPSu遠(yuǎn)傳輸距離u自動重發(fā)

45、機(jī)制u優(yōu)化的EMC抗電子干擾干擾特性u可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制CAN的實現(xiàn)以及分類 Communication is identical for all implementations of CAN. However, there are two principal hardware implementations and two additional versions of data formats :CAN-ImplementationFull-CANBASIC-CANBASIC-CAN、FULL-CAN-一個發(fā)送緩沖器一個發(fā)送緩沖器-2個接受緩沖器個接受緩沖器-一個消息接受過濾器一個消息

46、接受過濾器-軟件路由選擇軟件路由選擇-提供一個消息服務(wù)器提供一個消息服務(wù)器-擴(kuò)展的消息接受過濾器擴(kuò)展的消息接受過濾器-可編程郵箱可編程郵箱-高級錯誤檢測高級錯誤檢測 BASIC-CANFull-CANCAN的數(shù)據(jù)格式 CAN-Version 2.0A11位標(biāo)識符位標(biāo)識符CAN-Version 2.0B 29位表示符位表示符Standard-CANExtended-CANCAN的數(shù)據(jù)幀 Identifier11 bitsstart1 bitEOF + IFS10 bitsACK2 bitsCRC15 bitsdata0.8 byteDLC4 bitsr01 bitr11bitRTR1bitSRR

47、1bitIDE1bitIdentifier18bitDATA-Frame CAN 2.0A ( 11-bit-identifier )DATA-Frame CAN 2.0B ( 29-bit-identifier )CAN 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)幀起始：幀起始：標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，僅由一個“顯性”位組成仲裁場仲裁場 : 標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)準(zhǔn)幀CAN 2.0A ：11 標(biāo)識符RTR 位組成。識別符位由ID-28ID-18 擴(kuò)展幀擴(kuò)展幀CAN 2.0B：29 標(biāo)識符，、SRR 位、IDE 位、RTR 位。其識別符由ID-28. ID-0。控制場：控制場： 標(biāo)準(zhǔn)格式：標(biāo)準(zhǔn)格式：幀包括數(shù)據(jù)長度代碼、IDE 位（為顯性

48、位，見上文）、及保留位r0 擴(kuò)展格式：擴(kuò)展格式：的幀包括數(shù)據(jù)長度代碼和兩個保留位：r1 和r0。其保留位必須發(fā)送為顯性，但是接收器認(rèn)可“顯性”和“隱性”位的組合。數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場 :最大8個字節(jié)的消息 ；0字節(jié)數(shù)據(jù)也被允許CRC 場場:CRC冗余檢查 ：包含一個由 CRC多項式產(chǎn)生的校驗和應(yīng)答場：應(yīng)答場：應(yīng)答間隙（ACK SLOT）和應(yīng)答界定符（ACK DELIMITER）。當(dāng)接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應(yīng)答間隙（ACK SLOT）期間（發(fā)送ACK 信號）向發(fā)送器發(fā)送一“顯性”位以示應(yīng)答。幀結(jié)尾幀結(jié)尾:包含應(yīng)答 , 錯誤信息, 消息結(jié)束CAN 幀格式 開始位開始位(1 bit): 只

49、在總線空閑時才允許站開始發(fā)送（信號）。所有的站必須同只在總線空閑時才允許站開始發(fā)送（信號）。所有的站必須同步于首先開始發(fā)送信息的站的幀起始前沿步于首先開始發(fā)送信息的站的幀起始前沿標(biāo)識符標(biāo)識符 標(biāo)識消息名稱和優(yōu)先級標(biāo)識消息名稱和優(yōu)先級 ;數(shù)值越低優(yōu)先級越高。數(shù)值越低優(yōu)先級越高。11bit(ID28-ID18)；18bit（ID17-ID0）+11bitRTR (1 bit) : 遠(yuǎn)程請求發(fā)送遠(yuǎn)程請求發(fā)送 ; if RTR=1 (隱性隱性) 幀內(nèi)無有效數(shù)據(jù)幀內(nèi)無有效數(shù)據(jù) 請求接收請求接收端發(fā)送數(shù)據(jù)端發(fā)送數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)幀顯性，遠(yuǎn)程幀隱性）數(shù)據(jù)幀顯性，遠(yuǎn)程幀隱性）IDE (1 bit) : 擴(kuò)展標(biāo)識符擴(kuò)

50、展標(biāo)識符 ; if IDE=1 ，擴(kuò)展幀，擴(kuò)展幀 r0 (1 bit) :保留保留CDL(4 bit) : 數(shù)據(jù)長度編碼數(shù)據(jù)長度編碼 08data(0.8 byte ) : 數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場CRC(15 bit ) : 冗余校驗冗余校驗 ; 只檢測錯誤無校正只檢測錯誤無校正 ; 海明距離海明距離 6 ACK (2 bit) : 應(yīng)答應(yīng)答; 每個接收到無錯信息的接受者每個接收到無錯信息的接受者 ( CRC !) 必須先在應(yīng)答間必須先在應(yīng)答間隔（隔（ACK SLOT）傳輸一個應(yīng)答位）傳輸一個應(yīng)答位EOF (7 bit = 1，隱性，隱性) : 幀結(jié)束幀結(jié)束 ; 5個隱位之后自動一個填充位個隱位之后自動

51、一個填充位IFS( 3 bit = 1 隱性隱性 ) : 幀間空間幀間空間 ; 用于把數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀與當(dāng)前幀分離用于把數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀與當(dāng)前幀分離SRR(1 bit = 隱性隱性) : 替代遠(yuǎn)程幀替代遠(yuǎn)程幀 ; 它在擴(kuò)展格式的標(biāo)準(zhǔn)幀它在擴(kuò)展格式的標(biāo)準(zhǔn)幀RTR 位位置，因位位置，因此代替標(biāo)準(zhǔn)幀的此代替標(biāo)準(zhǔn)幀的RTRr1(1 bit ): 保留保留遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀 錯誤幀錯誤幀 過載幀過載幀遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀：幀起始、仲裁場、控制場、CRC 場、應(yīng)答場、幀結(jié)尾 RTR隱性 沒有數(shù)據(jù)場，數(shù)據(jù)長度代碼的數(shù)值是不受制約（0-8任何值）錯誤幀錯誤幀 2個不同的場組成：不同站提供的錯誤標(biāo)志（ERROR FLAG）和錯誤

52、界定符 2類錯誤標(biāo)志：主動錯誤標(biāo)志（6個連續(xù)顯性）和被動錯誤標(biāo)志（6個連續(xù)隱性）過載幀過載幀 2個位場：過載標(biāo)志和過載界定符 3個條件： 接收器的內(nèi)部情況（此接收器對于下一數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀需要有一延時） 在間歇的第一和第二字節(jié)檢測到一個“顯性”位。 如果CAN 節(jié)點(diǎn)在錯誤界定符或過載界定符的第8 位（最后一位）采樣到一個顯性位，節(jié)點(diǎn)會發(fā)送一個過載幀（不是錯誤幀）。錯誤計數(shù)器不會增加。CAN 數(shù)據(jù)幀控制場 A-BDLC 數(shù)據(jù)長度編碼CAN 的標(biāo)準(zhǔn)CAN是開放式的系統(tǒng)是開放式的系統(tǒng) CAN標(biāo)準(zhǔn)來至于標(biāo)準(zhǔn)來至于 ISO-OSI 開放互聯(lián)系統(tǒng)的開放互聯(lián)系統(tǒng)的7層層 在汽車通信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了在汽車通信網(wǎng)絡(luò)中

53、實現(xiàn)了1、2和和7層（對象層、傳輸層、物層（對象層、傳輸層、物理層）理層） 物理層沒有被標(biāo)準(zhǔn)化物理層沒有被標(biāo)準(zhǔn)化The ISO-Standards : CAN : ISO 11519 - 2 :layer 2 , layer 1 (top) CAN : ISO 11898 : layer 1 (bottom) VAN : ISO 11519 - 3 : layer 2 , layer 1 J1850 : ISO 11519 - 4 : layer 2 , layer 1ISO-OSI開放互聯(lián)協(xié)議 規(guī)定通訊介質(zhì)的物理特性。如：電氣特性和信號交換的解釋 消息格式以及傳輸鏈路CSMA/CA 訪問協(xié)議

54、 用戶、軟件、網(wǎng)絡(luò)終端CAN 節(jié)點(diǎn)的層結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)鏈路層 邏輯鏈路控制子層（LLC） 為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。 確定由實際要使用的LLC 子層接收哪一個報文。 為恢復(fù)管理和過載通知提供手段。 媒體訪問控制子層（MAC） 控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標(biāo)定、故障界定 總線上什么時候開始發(fā)送新報文及什么時候開始接收報文 位定時 物理層 不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實際傳輸。 同一網(wǎng)絡(luò)的物理層對于所有的節(jié)點(diǎn)當(dāng)然是相同的。總線訪問程序Send MessageEndlisten to busbusabhrenbusempty ?transmit &receiveColl

55、isionabort transmittime delaynoyesyesnoCSMA /CD:Carrier SenseMultipleAccess withCollision DetectionNote : This Procedure is NOT used for CAN !Why ?CAN BUS CSMA/CDnode Anode Bbus lineTxRxTxRxstartid10id9id8id7id6CSMA/ CA = 帶沖突避免的載波偵聽多路訪問 如果有沖突則贏者占用總?cè)绻袥_突則贏者占用總線線 高優(yōu)先級的消息不延時高優(yōu)先級的消息不延時越低的標(biāo)識符優(yōu)先級越高越低的標(biāo)識符優(yōu)

56、先級越高發(fā)送監(jiān)控電平一致優(yōu)先級發(fā)送監(jiān)控電平一致優(yōu)先級高，不一致退出高，不一致退出非破壞性的位判斷控制訪非破壞性的位判斷控制訪問問CSMA/CA (cont.) 如果在仲裁長有沖突則低優(yōu)先級取消發(fā)送如果在仲裁長有沖突則低優(yōu)先級取消發(fā)送 高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 同時多個節(jié)點(diǎn)發(fā)送同時多個節(jié)點(diǎn)發(fā)送“線與線與”仲裁仲裁 node 1 node 2 node 3 high : reccessive low : dominant node 1 node 2 node 3 bus high high high high high low high low low low

57、high low Vcc R CAN 物理層node 1node 30120Ohm120OhmCAN_HCAN_LV oltagetim e2,5V3,5V1,5VC A N _HC A N _Lrecessivedom inantrecessicveC A N high-speed , nom inal bus levelsCAN 高速節(jié)點(diǎn)DSP with on-chipCAN moduleCAN TransceiverCAN BUSTxdRxdCAN_LCAN_HSN65HVD23X CAN 錯誤檢測 所發(fā)送的位值與所監(jiān)視的位值不相符合( 仲裁和應(yīng)答間隙除外 )如果在使用位填充法進(jìn)行編碼的

58、信息中，出現(xiàn)了第6 個連續(xù)相同的位電平時，將檢測到一個填充錯誤。( 結(jié)束幀除外 )接收到的CRC校驗和不匹配當(dāng)一個固定形式的位場含有1 個或多個非法位，則檢測到一個形式錯誤。(備注：接收器的幀末尾最后一位期間的顯性位不被當(dāng)作幀錯誤)在應(yīng)答間隙發(fā)送器沒有收到顯性位： 消息沒有被任何節(jié)點(diǎn)節(jié)接受CAN 錯誤處理 errorhandlingerrordetectionerrormanagingerrorlimitation在一個節(jié)點(diǎn)檢測到一個錯誤之后， 所有其他的站由此檢測到錯誤條件并與此同時開始發(fā)送錯誤標(biāo)志。因此，“顯性”位的序列導(dǎo)致一個結(jié)果，這個結(jié)果就是把個別站發(fā)送的不同的錯誤標(biāo)志疊加在一起。這個

59、序列的總長度最小為6 個位，最大為12 個位。錯誤檢測檢測到錯誤條件的節(jié)點(diǎn)都發(fā)送錯誤幀最后收到的消息將被所有節(jié)點(diǎn)丟棄錯誤計數(shù)器加1原始的報文重新發(fā)送CAN 錯誤狀態(tài) errorhandlingerrordetectionerrormanagingerrorlimitationerroractiveerror passivebusoff* 目的目的: 為了避免錯誤引起的長期干擾，為了避免錯誤引起的長期干擾，需要關(guān)閉錯誤的節(jié)點(diǎn)需要關(guān)閉錯誤的節(jié)點(diǎn)* 錯誤的三個狀態(tài)錯誤的三個狀態(tài) :主動錯誤主動錯誤 : “錯誤主動”的單元可以正常地參與總線通訊并在錯誤被檢測到時發(fā)出主動錯誤標(biāo)志。被動錯誤被動錯誤 :

60、“錯誤被動”的單元不允許發(fā)送主動錯誤標(biāo)志?！板e誤被動”的單元參與總線通訊，在錯誤被檢測到總線關(guān)閉總線關(guān)閉 : 這個節(jié)點(diǎn)獨(dú)立于CAN , 發(fā)送和接受都被禁止, 節(jié)點(diǎn)不能夠發(fā)送錯誤幀，只能通過reset才能脫離總線關(guān)閉狀態(tài)CAN 錯誤計算器 error passiveerror activebus offREC 127andTEC 127 or127TEC 255 reset or init node 2個錯誤狀態(tài)計數(shù)器個錯誤狀態(tài)計數(shù)器 : Possible situations :a) 發(fā)送位發(fā)送一錯誤標(biāo)志發(fā)送位發(fā)送一錯誤標(biāo)志: TEC:=TEC + 8b) 接收器檢測到一個錯誤接收器檢測到一個錯誤