TMS320F28027课件-第一讲-绪论

《DSP原理及应用》Lecture1Introduction教材：《32位数字信号控制器原理及应用》黄灿水2015.3教材与软硬件•教材：《32位数字信号控制器原理及应用—基于TMS320F28027DSC口袋实验板》.刘和平等编著.北京航空航天大学出版社，2014.11•软件：CCSV5.5PROTEUSV8.1调试窗口变量，观察，寄存器口程序窗口控制台窗口CCSV5.5教材与软硬件PROTUESV8.1教材与软硬件教材与软硬件CCS5.5百度云盘下载地址百度云盘下载地址口袋实验板•硬件：教材与软硬件仿真器开发板教材与软硬件口袋实验板电路图Lecture1Introduction-----------------2ClassLecture2PIE----------------------------2ClassLecture3GPIO-------------------------4ClassLecture4SCI---------------------------2ClassLecture5ADC--------------------------4ClassLecture6PWM-------------------------8ClassLecture7HRPWM--------------------2ClassLecture8eCAP-------------------------2ClassLecture9Application-----------------2ClassExperiment-----------------------------4Class课堂授课时间分配:(32学时)•期末考试：80%•上机实验：10%•考勤和作业：10%期末成绩评定☉DSP(DigitalSignalProcessing)----数字信号处理的理论和方法。☉DSP(DigitalSignalProcessor)----用于数字信号处理的可编程微处理器。☉DSP技术(DigitalSignalProcess)----是利用专门或通用数字信号处理芯片，通过数字计算的方法对信号进处理的方法与技术。Lecture1Introduction一、DSP与DSP技术2020/6/911二、模拟(Analog)与数字(Digital)信号1）、模拟信号2）、数字信号信号：是随时间变化的物理量，是信息的载体，信息反映系统状态与特性。)(txt1001000010011111)(ny1n379A/DS&H)(ny)(tx123•幅值上连续•时间上连续•幅值上量化•时间上离散2020/6/912模拟信号处理)(ty)(tx+-W2R4R6CA2R3+-W1R2R5R1A1+-R8R7A3dttxKtxKtyIP)()()(数字信号处理D/AZOHS&HA/D数字信号处理器（DSP))(ny)(ty)(nx前置滤波器)(tx平滑滤波器)1()()]1()([)(nynxKnxnxKnyIP二、模拟(Analog)与数字(Digital)信号2020/6/913比较内容数字处理模拟处理灵活性好差可靠性高差精度高差实时性差好数字信号处理与模拟信号处理的特点比较二、模拟(Analog)与数字(Digital)信号1、按用途分类–通用型DSP芯片一般指可以用指令编程的DSP芯片，适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。–专用型DSP芯片为特定的DSP运算而设计，如数字滤波、卷积和FFT等，通过加载数据、控制参数或在管脚上加控制信号的方法使其具有有限的可编程能力。如Motorola公司的DSP56200（FIR数字滤波）。三、DSP芯片分类2、按数据格式分–定点DSP数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，该芯片简单、成本较低。两种基本表示方法：•整数表示方法：主要用于控制操作、地址计算和其他非信号处理的应用。•小数表示方法：主要用于数字和各种信号处理算法的计算中。定点表示并不意味着一定是整数表示。三、DSP芯片分类2、按数据格式分–浮点DSP数据以浮点格式工作的DSP芯片称为浮点DSP芯片，该芯片运算精度高、运行速度快。浮点数在运算中，表示数的范围由于其指数可自动调节，因此可避免数的规格化和溢出等问题。但浮点DSP一般比定点DSP复杂，成本较高。三、DSP芯片分类☉1978年第一片DSP诞生S2811(Microsystems公司AMI子公司)☉1986年以来得到突飞猛进的发展。☉现今主要DSP芯片生产商：德州仪器公司（TI)、美国模拟器件公司(ADI)、Motorola公司、Freescale、ARM、MIPS；四、DSP芯片发展•第一代：TMS32010及其系列产品（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和集多个DSP于一体的高性能DSP芯片TMS320C80/C82等•第六代：TMS320C62x/C67x等,代表DSP顶尖水平五、TI公司DSP芯片发展2020/6/9191、TMS320C6000系列---高性能2、TMS320C5000系列---低功耗3、TMS320C2000系列---强控制主要用于音频、视频和宽带设施领域。早期C62x/C64x/C67x三个子系列。C62x和C64x是32位定点DSP，C67x是32位浮点DSP。近些年，TI公司又推出了DaVinci数字媒体处理器、OMAP开放式多媒体应用平台和融入ARM内核的多核产品。低功耗16位定点DSP。两个子系列：C54x和C55x。该系列DSP待机功率小于0.15mW，工作功率小于0.15mW/MHz，是业界功耗最低的16位DSP，主要用于语音处理、移动通信、医疗监测等便携设备。不但具有DSP内核，而且还具有用于电机控制的片上外设，从而将高速运算与灵活控制融于一体。主要用于电机控制、数字电源和再生能源、电动汽车及LED照明等领域。该系列产品目前仍有119种在生产。由于该系列DSP主要用于控制领域，TI公司又将该系列DSP芯片归类为DSC（即数字信号控制器），习惯仍称其为DSP。五、TI公司DSP芯片发展2020/6/9201、C28x----------------基本型2、Piccolo（短笛）-----小封装3、Delfino（海豚）-----高性能C28x目前有23种芯片。典型器件：•F2812:32位定点，150MHz,128KWFlash，18KWram，16chADC，电机控制接口…目前有48种芯片。典型器件：•F28027:32位定点，60MHz,32KWFlash，6KWram，13chADC，38,48Pin，…•F28069:32位浮点，90MHz，CLA、VCU，128KWFlash，50KWram，16chADC，80,100Pin，…目前有9种芯片。典型产品：•F28335:32位浮点，150MHz,256KWFlash，34KWram，16chADC，增强电机控制接口…4、Concerto（协奏曲）--多核型将ARMCortex-M3内核与C28x内核结合到一个芯片上，实现了连接和控制一体化。同时还可以将通信和控制分开设计。该系列目前有34种芯片供选择。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位中央处理单元(CPU)–3.3V单电源供电–高速60MHz（16.67ns），50MHz，和40MHz–PLL锁相环技术–集成型上电和欠压复位–两个内部零引脚振荡器–多达22个复用通用输入/出(GPIO)引脚，输入尖脉冲滤波–三个32位CPU定时器–片载闪存、SRAM、一次性可编程(OTP)内存、引导ROM七、2802x系列概述–代码安全模块，128位密码保护，防止固件逆向工程–增强型控制外设：增强型脉宽调制器(ePWM)、高分辨率PWM(HRPWM)、增强型捕捉(eCAP)、模数转换器(ADC)、片上温度传感器、比较器、通信外设（SCI、I2C、SPI）–16x16和32x32媒介访问控制(MAC)运算–16x16双MAC–哈佛(Harvard)总线架构–可支持所有外设中断的外设中断扩展(PIE)模块八、28027芯片功能CPUBUSJTAGMEMORYPIECLOCKGPIOPeripheralDevice八、28027芯片功能1、CPU32位定点架构高效的C/C++引擎32x32位MAC64位处理能力带有关键寄存器自动断点保存的快速中断响应8级流水线操作八、28027芯片功能2、BUS（总线）多总线内存总线（哈弗架构）外设总线•指令与数据使用各自存储器•指令与数据使用各自总线•指令与数据同时操作哈佛总线结构八、28027芯片功能3、MEMORYFlash：32KW(16位)SARAM：M0-1KW、M1-1KW、L0SARAM-4KWBootROM：8KWOPT存储器：1KW八、28027芯片功能4、PIE支持多达96个外设中断，分成8组F2802x使用33个可以通过硬件和软件控制中断的优先级可以在PIE内启用/禁用每个中断支持3个可屏蔽外部中断八、28027芯片功能5、CLOCK两个内部零引脚振荡器（INTOSC1、INTOSC2）外部时钟源PLL支持高达12个输入时钟缩放比外设的时钟可被启用/禁用以减少功耗32位CPU定时器(Timer0，Timer1，Timer2)看门狗WatchDog八、28027芯片功能5、CLOCK低功耗运行八、28027芯片功能6、PeripheralDevice增强型脉宽调制器(ePWM)高分辨率PWM(HRPWM)增强型捕捉(eCAP)模数转换器(ADC)(片上温度传感器)比较器(COMP)串行接口外设（SPI、SCI、I2C）九、内存映射程序空间（ProgSpace）–保存程序代码及常量–掉电不丢失数据空间（DataSpace）–保存寄存器及临时变量值–掉电丢失九、内存映射1、SARAM–6KW常配置为Data配置为Data或ProgM0，1KW–向量表M1，1KW–常作为堆栈L0，4KW–双重映射九、内存映射2、FLASH–32KW程序写入该存储器，受CSM保护，防止非法读取。九、内存映射3、OTP–1KW使用较少4、BOOTROM–8KW上电引导程序区向量表(32个向量)九、内存映射5、外设帧PF0:仿真、功率控制、闪存、ADC代码安全、Timer、PIEPF1:比较器、PWM、CAP、GPIOPF2：系统控制、SPI、SCI、NMIXINT、ADC、I2C十、寄存器映射F2802x系列包含3个外设寄存器空间：外设帧0（PF0）：直接映射到CPU内存总线的外设,支持16位和32位访问。外设帧1（PF1）：映射到32位外设总线的外设。外设帧2（PF2）：映射到16位外设总线的外设。注：部分寄存器受EALLOW保护，EALLOW（EditAllow）指令允许写入。EDIS（EditDisable）指令禁用写入。十、寄存器映射外设帧0寄存器(PF0)名称地址范围大小EALLOW保护器件仿真寄存器0x000880-0x000984261支持系统功率控制寄存器0x000985-0x0009873支持闪存寄存器0x000A80-0x000ADF96支持代码安全模块寄存器0x000AE0-0x