TMS320F28027課件-第一講-緒論

《DSP原理及應(yīng)用》Lecture1Introduction教材：《32位數(shù)字信號(hào)控制器原理及應(yīng)用》黃燦水2015.3教材與軟硬件教材：

《32位數(shù)字信號(hào)控制器原理及應(yīng)用—基于TMS320F28027DSC口袋實(shí)驗(yàn)板》.劉和平等編著.北京航空航天大學(xué)出版社，2014.11軟件：

CCSV5.5PROTEUSV8.1調(diào)試窗口變量，觀察，寄存器口程序窗口控制臺(tái)窗口CCSV5.5教材與軟硬件PROTUESV8.1教材與軟硬件教材與軟硬件CCS5.5

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8.1百度云盤下載地址/s/1bn2HG1x口袋實(shí)驗(yàn)板硬件：教材與軟硬件仿真器開發(fā)板教材與軟硬件口袋實(shí)驗(yàn)板電路圖Lecture1Introduction2ClassLecture2PIE2ClassLecture3GPIO4ClassLecture4SCI2ClassLecture5ADC4ClassLecture6PWM8ClassLecture7HRPWM2Class Lecture8eCAP2ClassLecture9Application2ClassExperiment4Class課堂授課時(shí)間分配:(32學(xué)時(shí))期末考試：80%上機(jī)實(shí)驗(yàn)：10%考勤和作業(yè)：10%期末成績(jī)?cè)u(píng)定☉DSP(DigitalSignalProcessing)數(shù)字信號(hào)處理的理論和方法。☉DSP(DigitalSignalProcessor)用于數(shù)字信號(hào)處理的可編程微處理器。☉DSP技術(shù)(DigitalSignalProcess)是利用專門或通用數(shù)字信號(hào)處理芯片，通過(guò)數(shù)字計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)處理的方法與技術(shù)。

Lecture1Introduction一、DSP與DSP技術(shù)2/4/202311二、模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)信號(hào)1）、模擬信號(hào)2）、數(shù)字信號(hào)信號(hào)：是隨時(shí)間變化的物理量，是信息的載體，信息反映系統(tǒng)狀態(tài)與特性。幅值上連續(xù)時(shí)間上連續(xù)幅值上量化時(shí)間上離散2/4/202312模擬信號(hào)處理

數(shù)字信號(hào)處理

二、模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)信號(hào)2/4/202313比較內(nèi)容數(shù)字處理模擬處理靈活性好差可靠性高差精

度高差實(shí)時(shí)性差好數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理的特點(diǎn)比較二、模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)信號(hào)1、按用途分類通用型DSP芯片一般指可以用指令編程的DSP芯片，適合普通的DSP應(yīng)用，如TI公司的一系列DSP芯片屬于通用型DSP芯片。專用型DSP芯片為特定的DSP運(yùn)算而設(shè)計(jì)，如數(shù)字濾波、卷積和FFT等，通過(guò)加載數(shù)據(jù)、控制參數(shù)或在管腳上加控制信號(hào)的方法使其具有有限的可編程能力。如Motorola公司的DSP56200（FIR數(shù)字濾波）。三、DSP芯片分類2、按數(shù)據(jù)格式分定點(diǎn)DSP

數(shù)據(jù)以定點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為定點(diǎn)DSP芯片，該芯片簡(jiǎn)單、成本較低。兩種基本表示方法：

?整數(shù)表示方法：主要用于控制操作、地址計(jì)算和其他非信號(hào)處理的應(yīng)用。

?小數(shù)表示方法：主要用于數(shù)字和各種信號(hào)處理算法的計(jì)算中。定點(diǎn)表示并不意味著一定是整數(shù)表示。三、DSP芯片分類2、按數(shù)據(jù)格式分浮點(diǎn)DSP

數(shù)據(jù)以浮點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為浮點(diǎn)DSP芯片，該芯片運(yùn)算精度高、運(yùn)行速度快。浮點(diǎn)數(shù)在運(yùn)算中，表示數(shù)的范圍由于其指數(shù)可自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此可避免數(shù)的規(guī)格化和溢出等問(wèn)題。但浮點(diǎn)DSP一般比定點(diǎn)DSP復(fù)雜，成本較高。三、DSP芯片分類☉1978年第一片DSP誕生S2811(Microsystems公司AMI子公司)☉1986年以來(lái)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。☉現(xiàn)今主要DSP芯片生產(chǎn)商：德州儀器公司（TI)、美國(guó)模擬器件公司(ADI)、Motorola公司、Freescale、ARM、MIPS；

四、DSP芯片發(fā)展?第一代：TMS32010及其系列產(chǎn)品（1982年）

?第二代：TMS320C20、TMS320C25/C26/C28?第三代：TMS320C30/C31/C32，

?第四代：TMS320C40/C44，

?第五代：TMS320C50/C51/C52/C53/C54和集多個(gè)

DSP于一體的高性能DSP芯片TMS320C80/C82等

?第六代：TMS320C62x/C67x等,代表DSP頂尖水平

五、TI公司DSP芯片發(fā)展2/4/2023191、TMS320C6000系列高性能2、TMS320C5000系列低功耗3、TMS320C2000系列強(qiáng)控制

主要用于音頻、視頻和寬帶設(shè)施領(lǐng)域。早期C62x/C64x/C67x三個(gè)子系列。C62x和C64x是32位定點(diǎn)DSP，C67x是32位浮點(diǎn)DSP。近些年，TI公司又推出了DaVinci數(shù)字媒體處理器、OMAP開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)和融入ARM內(nèi)核的多核產(chǎn)品。

低功耗16位定點(diǎn)DSP。兩個(gè)子系列：C54x和C55x。該系列DSP待機(jī)功率小于0.15mW，工作功率小于0.15mW/MHz，是業(yè)界功耗最低的16位DSP，主要用于語(yǔ)音處理、移動(dòng)通信、醫(yī)療監(jiān)測(cè)等便攜設(shè)備。

不但具有DSP內(nèi)核，而且還具有用于電機(jī)控制的片上外設(shè)，從而將高速運(yùn)算與靈活控制融于一體。主要用于電機(jī)控制、數(shù)字電源和再生能源、電動(dòng)汽車及LED照明等領(lǐng)域。該系列產(chǎn)品目前仍有119種在生產(chǎn)。由于該系列DSP主要用于控制領(lǐng)域，TI公司又將該系列DSP芯片歸類為DSC（即數(shù)字信號(hào)控制器），習(xí)慣仍稱其為DSP。五、TI公司DSP芯片發(fā)展2/4/2023201、C28x

基本型2、

Piccolo（短笛）小封裝3、

Delfino（海豚）高性能C28x目前有23種芯片。典型器件：F2812:32位定點(diǎn)，150MHz,128KWFlash，18KWram，16chADC，電機(jī)控制接口…目前有48種芯片。典型器件：F28027:32位定點(diǎn)，60MHz,32KWFlash，6KWram，13chADC，38,48Pin，…F28069:32位浮點(diǎn)，90MHz，CLA、VCU，128KWFlash，50KWram，16chADC，80,100Pin，…目前有9種芯片。典型產(chǎn)品：F28335:32位浮點(diǎn)，150MHz,256KWFlash，34KWram，16chADC，增強(qiáng)電機(jī)控制接口…4、

Concerto（協(xié)奏曲）--多核型將ARMCortex-M3內(nèi)核與C28x內(nèi)核結(jié)合到一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了連接和控制一體化。同時(shí)還可以將通信和控制分開設(shè)計(jì)。該系列目前有34種芯片供選擇。六、TMS320F28x系列七、2802x系列概述TMS320F28027、TMS320F28026、TMS320F28023、TMS320F28022、TMS320F28021、TMS320F28020、TMS320F280200、七、2802x系列概述七、2802x系列概述–高效32位中央處理單元(CPU)–3.3V

單電源供電–高速60MHz（16.67ns），50MHz，和40MHz–

PLL鎖相環(huán)技術(shù)–集成型上電和欠壓復(fù)位–兩個(gè)內(nèi)部零引腳振蕩器–多達(dá)22個(gè)復(fù)用通用輸入/出(GPIO)引腳，輸入尖脈沖濾波–三個(gè)32位CPU定時(shí)器–片載閃存、SRAM、一次性可編程(OTP)內(nèi)存、引導(dǎo)ROM七、2802x系列概述–代碼安全模塊，128位密碼保護(hù)，防止固件逆向工程–增強(qiáng)型控制外設(shè)：增強(qiáng)型脈寬調(diào)制器(ePWM)、高分辨率PWM(HRPWM)、增強(qiáng)型捕捉(eCAP)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、片上溫度傳感器、比較器、通信外設(shè)（SCI、I2C、SPI）–16x16和32x32媒介訪問(wèn)控制(MAC)運(yùn)算–16x16雙MAC–哈佛(Harvard)總線架構(gòu)–可支持所有外設(shè)中斷的外設(shè)中斷擴(kuò)展(PIE)模塊八、28027芯片功能CPUBUSJTAGMEMORYPIECLOCKGPIOPeripheralDevice八、28027芯片功能1、CPU32位定點(diǎn)架構(gòu)高效的C/C++引擎32x32位MAC64位處理能力帶有關(guān)鍵寄存器自動(dòng)斷點(diǎn)保存的快速中斷響應(yīng)8級(jí)流水線操作八、28027芯片功能2、BUS（總線）多總線內(nèi)存總線（哈弗架構(gòu)）外設(shè)總線指令與數(shù)據(jù)使用各自存儲(chǔ)器指令與數(shù)據(jù)使用各自總線指令與數(shù)據(jù)同時(shí)操作哈佛總線結(jié)構(gòu)

八、28027芯片功能3、MEMORYFlash：32KW(16位)SARAM：M0-1KW、M1-1KW、L0SARAM-4KWBootROM：8KWOPT存儲(chǔ)器：1KW八、28027芯片功能4、PIE支持多達(dá)96個(gè)外設(shè)中斷，分成8組F2802x使用33個(gè)可以通過(guò)硬件和軟件控制中斷的優(yōu)先級(jí)可以在PIE內(nèi)啟用/禁用每個(gè)中斷支持3個(gè)可屏蔽外部中斷八、28027芯片功能5、CLOCK兩個(gè)內(nèi)部零引腳振蕩器（INTOSC1、INTOSC2）外部時(shí)鐘源PLL支持高達(dá)12個(gè)輸入時(shí)鐘縮放比外設(shè)的時(shí)鐘可被啟用/禁用以減少功耗32位CPU定時(shí)器(Timer0，Timer1，Timer2)看門狗WatchDog八、28027芯片功能5、CLOCK低功耗運(yùn)行八、28027芯片功能6、PeripheralDevice增強(qiáng)型脈寬調(diào)制器(ePWM)高分辨率PWM(HRPWM)增強(qiáng)型捕捉(eCAP)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)(片上溫度傳感器)比較器(COMP)串行接口外設(shè)（SPI、SCI、I2C）九、內(nèi)存映射程序空間（ProgSpace）保存程序代碼及常量掉電不丟失數(shù)據(jù)空間（DataSpace）保存寄存器及臨時(shí)變量值掉電丟失九、內(nèi)存映射1、SARAM–6KW常配置為Data配置為Data或ProgM0，1KW–向量表M1，1KW–常作為堆棧L0，4KW–雙重映射九、內(nèi)存映射2、FLASH–32KW程序?qū)懭朐摯鎯?chǔ)器，受CSM保護(hù)，防止非法讀取。九、內(nèi)存映射3、OTP–1KW使用較少4、BOOTROM–8KW上電引導(dǎo)程序區(qū)向量表(32個(gè)向量)

九、內(nèi)存映射5、外設(shè)幀PF0:仿真、功率控制、閃存、ADC

代碼安全、Timer、PIEPF1:比較器、PWM、CAP、GPIOPF2：系統(tǒng)控制、SPI、SCI、NMIXINT、ADC、I2C十、寄存器映射F2802x系列包含3個(gè)外設(shè)寄存器空間：外設(shè)幀0（PF0）：直接映射到CPU內(nèi)存總線的外設(shè), 支持16位和32位訪問(wèn)。外設(shè)幀1（PF1）：映射到32位外設(shè)總線的外設(shè)。外設(shè)幀2（PF2）：映射到16位外設(shè)總線的外設(shè)。注：部分寄存器受EALLOW保護(hù)，

EALLOW（EditAllow）指令允許寫入。

EDIS（EditDisable）指令禁用寫入。十、寄存器映射外設(shè)幀0寄存器(PF0)名稱地址范圍大小EALLOW保護(hù)器件仿真寄存器0x000880-0x000984261支持系統(tǒng)功率控制寄存器0x000985-0x0009873支持閃存寄存器0x000A80-0x000ADF96支持代碼安全模塊寄存器0x000AE0-0x000AEF16支持ADC寄存器（0等待只讀）0x000B00-0x000B0F16否CPU-定時(shí)器0/1/2寄存器0x000C00-0x000C3F64否PIE寄存器0x000CE0-0x000CFF32否PIE矢量表0x000D00-0x000DFF256否十、寄存器映射外設(shè)幀1寄存器(PF1)名稱地址范圍大小EALLOW保護(hù)比較器1寄存器0x006400-0x00641F32部分比較器2寄存器0x006420-0x00643F32部分ePWM1+HRPWM1寄存器0x006800-0x00683F64部分ePWM2+HRPWM2寄存器0x006840-0x00687F64部分ePWM3+HRPWM3寄存器0x006880-0x0068BF64部分ePWM4+HRPWM4寄存器0x0068C0-0x0068FF64部分eCAP1寄存器0x006A00-0x006A1F32否GPIO寄存器0x006F80-0x006FFF128部分十、寄存器映射外設(shè)幀2寄存器(PF2)名稱地址范圍大小EALLOW保護(hù)系統(tǒng)控制寄存器0x007010-0x00702F32支持SPI-A寄存器0x007040-0x00704F16否SCI-A寄存器0x007050-0x00705F16否NMI安全裝置中斷寄存器0x007060-0x00706F16支持外部中斷寄存器0x007070-0x00707F16支持ADC寄存器0x007100-0x00717F128部分I2C-A寄存器0x007900-0x00793F64部分十一、CMD文件后綴為.CMD，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的分配。該文件常用的偽指令：MEM