《DSP控制器原理與應(yīng)用 教學(xué)課件 ppt 作者 張東亮 第1章緒論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《DSP控制器原理與應(yīng)用 教學(xué)課件 ppt 作者 張東亮 第1章緒論（46頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、TMS320C28xDSP控制器原理與應(yīng)用控制器原理與應(yīng)用 2課程內(nèi)容課程內(nèi)容 以以TMS320C28x DSP控制器的控制器的TMS320F2812為典型，介紹為典型，介紹DSP控制器的結(jié)構(gòu)原理、軟硬件設(shè)控制器的結(jié)構(gòu)原理、軟硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。主要內(nèi)容包括計(jì)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。主要內(nèi)容包括DSP技術(shù)概況、技術(shù)概況、DSP結(jié)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)原理、CPU與指令系統(tǒng)、軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、與指令系統(tǒng)、軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、各種片內(nèi)外設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。各種片內(nèi)外設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。3主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.緒論緒論2.TMS320F281x DSP控制器的總體結(jié)構(gòu)控制器的總體結(jié)構(gòu)3.TMS320C28x DSP的的CPU與指令系

2、統(tǒng)與指令系統(tǒng) 4.DSP軟件開(kāi)發(fā)與軟件開(kāi)發(fā)與C語(yǔ)言編程語(yǔ)言編程5.DSP的的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 6.事件管理器事件管理器 7.串行通信接口串行通信接口 8.DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4參考資料參考資料 張東亮，張東亮，DSP控制器原理與應(yīng)用，機(jī)械出版社，控制器原理與應(yīng)用，機(jī)械出版社，2011 萬(wàn)山明編著萬(wàn)山明編著, TMS320F281x DSP原理及應(yīng)用實(shí)例，北京航原理及應(yīng)用實(shí)例，北京航空航天大學(xué)出版社，空航天大學(xué)出版社，2007 劉和平等編著劉和平等編著, 數(shù)字信號(hào)處理器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)字信號(hào)處理器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基礎(chǔ)TMS320F28x，機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，200

3、7 徐科軍，徐科軍，TMS320 x281x DSP原理與應(yīng)用，北京航空航天大原理與應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社，學(xué)出版社，2007 蘇奎峰等編著，蘇奎峰等編著，TMS320F2812原理與開(kāi)發(fā)，電子工業(yè)出版原理與開(kāi)發(fā)，電子工業(yè)出版社，社，2005 蘇奎峰等編著，蘇奎峰等編著，TMS320 x281x原理及原理及C程序開(kāi)發(fā)，北京航程序開(kāi)發(fā)，北京航空航天大學(xué)出版社，空航天大學(xué)出版社，2008 蘇奎峰等蘇奎峰等, TMS320 x281x DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì), 北京航空航天北京航空航天大學(xué)出版社，大學(xué)出版社，2008 5 寧改娣等編著寧改娣等編著, DSP控制器原理及應(yīng)用控制器原理及應(yīng)

4、用(28x)，科學(xué)出版社，科學(xué)出版社，2009 江思敏江思敏 ，TMS320C2000系列系列DSP開(kāi)發(fā)應(yīng)用技巧開(kāi)發(fā)應(yīng)用技巧. 重點(diǎn)與重點(diǎn)與難點(diǎn)剖析難點(diǎn)剖析(28x)，中國(guó)電力出版社，中國(guó)電力出版社，2008 三恒星科技編三恒星科技編, TMS320F2812 DSP 原理與應(yīng)用實(shí)例原理與應(yīng)用實(shí)例, 電子電子工業(yè)出版社工業(yè)出版社 ，2009 孫麗明孫麗明編著，編著，TMS320F2812原理及其原理及其C語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā) ，清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 ，2008 韓豐田著，韓豐田著，TMS320F281x DSP原理及應(yīng)用技術(shù)原理及應(yīng)用技術(shù) ，清華清華大大學(xué)出版社，學(xué)出版社，2009

5、 楊東凱楊東凱 , DSP 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)指南嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)指南 ,中國(guó)電力出版中國(guó)電力出版社社(28x), 2008 陳是知、姜蕊輝，陳是知、姜蕊輝，TMS320F2812原理原理與開(kāi)發(fā)實(shí)踐與開(kāi)發(fā)實(shí)踐 ,中國(guó)電中國(guó)電力出版社力出版社, 2010 6參考資料參考資料TI, TMS320F2812, Digital Signal Processors Data Manual , 2003TI, TMS320C28x, System Control and Interrupts Reference Guide, 2004TI, TMS320C28x , Optimizing C/C+

6、Compiler Users Guide，2001TI, TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set Reference Guide, 2004TI, TMS320C28x Assembly Language Tools Users Guide, 2001 7前言前言1. 什么是什么是DSP? DSP，Digital Signal Processing 數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理 DSP，Digital Signal Processor 數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字信號(hào)處理器, DSP芯片芯片 DSP Controller DSP控制器控制器 DSP+片內(nèi)外設(shè)片內(nèi)外設(shè),

7、C2000 DSP (DSP+片內(nèi)存儲(chǔ)器片內(nèi)存儲(chǔ)器+片內(nèi)接口電路）片內(nèi)接口電路） DSC, Digital Signal Controller 數(shù)字信號(hào)控制器數(shù)字信號(hào)控制器 MCU, Microcontroller 單片機(jī)單片機(jī), 微控制器微控制器2. 為什么要學(xué)習(xí)為什么要學(xué)習(xí)DSP? 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(工業(yè)工業(yè)PC、嵌入式、嵌入式PC, PLC，通用，通用CPU價(jià)格價(jià)格高高)。 數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)(嵌入式控制器嵌入式控制器, 單片機(jī)速度瓶頸單片機(jī)速度瓶頸)。 DSP應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛, 高性能嵌入式控制器高性能嵌入式控制器,速度快速度快,適應(yīng)復(fù)雜智能適應(yīng)復(fù)雜智能算法。算法。

8、多總線技術(shù)并行機(jī)制多總線技術(shù)并行機(jī)制 , 硬件硬件乘法器乘法器 , 價(jià)格大幅下降。價(jià)格大幅下降。83. 如何學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)DSP? 對(duì)比微機(jī)、單片機(jī)對(duì)比微機(jī)、單片機(jī), 多實(shí)踐。多實(shí)踐。4. 相關(guān)課程相關(guān)課程: 微機(jī)原理、單片機(jī)應(yīng)用、微機(jī)原理、單片機(jī)應(yīng)用、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)理、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng) 、嵌入式系統(tǒng)等。、嵌入式系統(tǒng)等。9第1章 緒論本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：1.1 DSP的發(fā)展與的發(fā)展與DSP芯片芯片的的特點(diǎn)特點(diǎn)1.2 典型的典型的DSP應(yīng)用應(yīng)用系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程 1.3 常用常用DSP芯片芯片1.4 C2000 系列系列

9、DSPDSP控制器控制器1.5 DSP芯片的應(yīng)用芯片的應(yīng)用101.1 DSP的發(fā)展與的發(fā)展與DSP芯片的特點(diǎn)芯片的特點(diǎn)(1) 采用哈佛結(jié)構(gòu)采用哈佛結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間分開(kāi)，可以同時(shí)，程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)。訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)。(2) 具有具有專用硬件乘法器專用硬件乘法器，可在一個(gè)指令周期內(nèi)完成一次，可在一個(gè)指令周期內(nèi)完成一次乘法和一次加法。乘法和一次加法。(3) 支持支持流水線操作流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。疊執(zhí)行。(4) 可以并行執(zhí)行多個(gè)操作可以并行執(zhí)行多個(gè)操作, 具有特殊的具有特殊的DSP指令。指令。(5) 片內(nèi)

10、具有快速片內(nèi)具有快速 RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)，具有塊中同時(shí)訪問(wèn)，具有片內(nèi)多總線結(jié)構(gòu)片內(nèi)多總線結(jié)構(gòu)。(6) 具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器，單周期具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器，單周期指令。指令。(7) 快速的中斷處理和硬件快速的中斷處理和硬件I/O支持。支持。111.2 1.2 典型的典型的DSPDSP應(yīng)用系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程應(yīng)用系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程低通低通濾波濾波器器A/DD/ADSP芯片芯片平滑平滑濾波濾波器器輸輸入入輸輸出出12D/A轉(zhuǎn)換被控對(duì)象傳感器A/D轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)CPU執(zhí)行機(jī)構(gòu)-+命令輸出典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

11、框圖典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖 13功率電源功率逆變器DSP控制系統(tǒng)電機(jī)負(fù)載電量機(jī)械量傳感器傳感器命令輸入逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)基于基于DSP的數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 14 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程DSP應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)定義系統(tǒng)性能指標(biāo)定義系統(tǒng)性能指標(biāo)選擇選擇DSP芯片芯片軟件編程軟件編程硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)軟件調(diào)試軟件調(diào)試硬件調(diào)試硬件調(diào)試系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試15硬件設(shè)計(jì)階段硬件設(shè)計(jì)階段確定最優(yōu)硬件實(shí)現(xiàn)方案確定最優(yōu)硬件實(shí)現(xiàn)方案畫(huà)出硬件系統(tǒng)框圖畫(huà)出硬件系統(tǒng)框圖性能指標(biāo)性能指標(biāo)工期工期成本等成本等硬件實(shí)現(xiàn)方案硬件實(shí)現(xiàn)方案器件的選型器件的選型DSPDSP芯片、芯片、A/DA/DD

12、/AD/A、內(nèi)存、電源、內(nèi)存、電源、邏輯控制、通信、邏輯控制、通信、人機(jī)接口、總線人機(jī)接口、總線等等16DSP芯片的選擇芯片的選擇 運(yùn)算速度運(yùn)算速度 ( LF2407A 40MHz, 40 MIPS(Million Instructions Per Second), 25ns, F2812, 150MIPS, 6.67ns )。 硬件資源硬件資源 。 價(jià)格。價(jià)格。 運(yùn)算精度運(yùn)算精度 。 開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)工具 。 功耗。功耗。 貨源、生命周期。貨源、生命周期。17軟件設(shè)計(jì)階段軟件設(shè)計(jì)階段源程序源程序匯編器匯編匯編器匯編目標(biāo)文件目標(biāo)文件鏈接器連接鏈接器連接 調(diào)試器調(diào)試調(diào)試器調(diào)試代碼轉(zhuǎn)換代碼轉(zhuǎn)換C C語(yǔ)

13、言語(yǔ)言匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言混合語(yǔ)言混合語(yǔ)言代碼寫(xiě)入代碼寫(xiě)入EEPROMEEPROM可執(zhí)行文件可執(zhí)行文件軟件仿真軟件仿真反反復(fù)復(fù) 181.3 常用常用DSP芯片芯片 TI公司：公司：TMS320系列系列DSPDSP已經(jīng)成為當(dāng)今世界最已經(jīng)成為當(dāng)今世界最有影響的有影響的DSPDSP芯片，其芯片，其DSPDSP市場(chǎng)占有量占全世界市場(chǎng)占有量占全世界份額的近份額的近50%50%，為世界上最大的，為世界上最大的DSPDSP芯片供應(yīng)商。芯片供應(yīng)商。 Motorola公司：公司：MC96002 ADI (Analog Device)公司：公司：AD2100 MicroChip: dSC AT&T：DSP16/321

14、9TI公司的公司的DSP芯片芯片三大系列三大系列 TMS320C2000系列系列（DSP Controller： DSP控制控制器器）：包括）：包括TMS320C2x /C2xx/C24x /240 x/28xx ，集成，集成了了Flash存儲(chǔ)器、高速存儲(chǔ)器、高速A/D轉(zhuǎn)換器以及可靠的轉(zhuǎn)換器以及可靠的CAN模塊及模塊及數(shù)字電機(jī)控制的外圍模塊，適用于電機(jī)控制（包括變頻器、數(shù)字電機(jī)控制的外圍模塊，適用于電機(jī)控制（包括變頻器、伺服系統(tǒng)等）、運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)測(cè)控等需要數(shù)字化的控制伺服系統(tǒng)等）、運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)測(cè)控等需要數(shù)字化的控制領(lǐng)域。領(lǐng)域。 TMS320C5000系列系列：低成本：低成本,包括包括TMS

15、320C5x /C54x/ C55x, 主要用于主要用于通信、語(yǔ)音處理通信、語(yǔ)音處理等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。 TMS320C6000系列系列：浮點(diǎn)：浮點(diǎn), TMS320C62x/C67x , C64x，在時(shí)鐘頻率為，在時(shí)鐘頻率為1.1GHz時(shí)，可達(dá)到時(shí)，可達(dá)到8800MIPS以上，以上，即每秒執(zhí)行即每秒執(zhí)行90億條指令，主要用于億條指令，主要用于圖像處理圖像處理等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。20TMS320 DSP的三大主要系列的三大主要系列 21TI公司的公司的DSP22TI公司的公司的DSP23TMS320C2000 DSP24251.4 C2000系列系列DSPDSP控制器控制器 目前目前C2000C2000

16、系列系列DSPDSP主要有主要有C24xC24x和和C28xC28x兩個(gè)系列。兩個(gè)系列。 C24xC24x系系列為列為l6位定點(diǎn)位定點(diǎn)DSP， C28x28x系列為系列為3232位。它們是為控制領(lǐng)域優(yōu)化位。它們是為控制領(lǐng)域優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的DSPDSP，配置了完善的外圍設(shè)備，包括事件管理模塊，配置了完善的外圍設(shè)備，包括事件管理模塊(EV)(EV)、A/DA/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊(ADC)(ADC)、串行通信接口模塊、串行通信接口模塊(SCI)(SCI)、串行外設(shè)接口、串行外設(shè)接口模塊模塊(SPI)(SPI)、中斷管理系統(tǒng)和系統(tǒng)監(jiān)視模塊，其中事件管理模、中斷管理系統(tǒng)和系統(tǒng)監(jiān)視模塊，其中事件管理模塊塊

17、(EV)(EV)含有通用定時(shí)器、比較器、含有通用定時(shí)器、比較器、PWMPWM發(fā)生器、捕獲器。發(fā)生器、捕獲器。 26Embedded Single Chip SolutionCPU, Memory, A/D Converter, I/O, Timers, InterfaceLower endHigher endBasic Solution(MCU or Discrete)Multi-Chip Solution (DSP + Analog)TI TMS320C2000TM “System-on-a-Chip” DSP Solutions Extend Leadership to Both Ends

18、 of the SpectrumLC240 xLF240 xC28xFuture DevicesF28x150 - 400 MIPS32-bit40 MIPS16-bitIntegration 8-32K ROM / FLASH 10-bit ADC 4 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI EMIF 64-128K ROM / FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI,McBSP EMIF 16-64K FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI,M

19、cBSP,I2C EMIF80 - 100 MIPS32-bitSub $2$15 - $18Target range $5 to $8Typical example:Microcontroller+external memory+external 10bit ADC+external 10bit DAC+external peripheral controllersTypical example:Floating point DSP +external flash+external 16bit ADC+external 16bit DAC+external controller27TIMER

20、Flash (words) ROM (words) RAM (words)CPUADCMcBSPEXMIFWatchdogSPISCI (UART)CANVolts (V)# I/OPackagePrice 10K/YR2003ResolutionCAP/QEPPWM(CMP)Event Manager 18K 18K 2.5K 2.5K 1.0K 1.0K 1.0K 2.5K 1.5K 544 1.0K 544 544 544 544 32K 16K 6K 8K 4K 128K 64K 32K 32K 16K 8K 8K 8K8K 16K 6/6 6/6 6/4 6/4 3/2 3/2 1/

21、0 6/4 6/4 3/2 1/0 3/23/24/23/2 16 16 16 16 8 8 7 16 16 8 7 8 8 12 8 7 7 4 4 2 2 2 4 4 2 2 2232 12-bit 12-bit 10-bit 10-bit 10-bit 10-bit 10-bit 10 bit 10-bit 10-bit 10-bit 10-bit10-bit 10-bit 10-bit 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 80ns 80ns 500ns 500ns 500ns 500ns 500ns 375ns 375ns 425ns 500ns 900ns 9

22、00ns 6.1us 900ns1.9 core 1.9core 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 5.05.05.05.03.3 I/O 3.3 I/O 56 56 41 41 21 21 13 41 41 21 13 32262826176LQFP 128LQFP 144LQPF 100LQPF 64LQFP 64PQFP 32LQFP 100LQFP 100LQFP 64PQFP 32LQFP 144LQFP 64PQFP 132PQFP 64PQFP179u*BGA 68PLCC68PLCC F2812 F2810 LF2407A LF2406A

23、LF2403A LF2402A LF2401A LC2406A LC2404A LC2402A LC2401A F243 F241 F240 C242Conv time# ofChan 16 16 16 16 8 8 5 16 16 8 5 8 8 16 8TIMERBootROM (words)MIPS 4K 4K 256 256 256 256 256 TI TMS320C2000TM DSP: Industrys Broadest Product Portfolio for Embedded Applications28TMS320C2000 Digital Signal Control

24、lersCombine The Best of MCU And DSPDSP HighLow Integrated Digital Signal Controller ControlCodeEfficiencyHighLow=Simple system control=Integration for system efficiency and low cost =High DSP performancelControl Savvy CorelFlash MemorylFlexible, Robust PeripheralslAnalog IntegrationlFLASH Memory lAl

25、gorithmic Processing PowerlEffortless “C” Programmability MCUNatural MigrationAn MCU with the powerful processing core of a DSP 29TMS320LF240 x系列系列 DSP主要有如下型號(hào)：主要有如下型號(hào)： 片內(nèi)閃存：片內(nèi)閃存：TMS320LF2402、TMS320LF2406、TMS320LF2407、TMS320LF2407A等。等。 片內(nèi)片內(nèi)ROM：TMS320LC2402、TMS320LC2404、TMS320LC2406等。等。C24xC24x系列系列 C2

26、4xC24x又包又包括括24x24x和和240 x240 x系列，前者為系列，前者為+5V+5V電源，電源，后者為后者為+3.3V+3.3V電源電源, ,時(shí)鐘頻率由時(shí)鐘頻率由20MHz20MHz提高到提高到40MHz40MHz。30 TMS320LF240 x系列系列DSP是專為數(shù)字電機(jī)控制和其它控是專為數(shù)字電機(jī)控制和其它控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。高性能的制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。高性能的C2xx CPU內(nèi)核，配置有高速數(shù)內(nèi)核，配置有高速數(shù)字信號(hào)處理的結(jié)構(gòu)，且有單片電機(jī)控制的外設(shè)字信號(hào)處理的結(jié)構(gòu)，且有單片電機(jī)控制的外設(shè). TMS LF240 x可以采用諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和可以采用諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾

27、波和控制等先進(jìn)的控制算法，為各種電機(jī)提供了高速、高效的先控制等先進(jìn)的控制算法，為各種電機(jī)提供了高速、高效的先進(jìn)控制技術(shù)。進(jìn)控制技術(shù)。 240 x DSP采用采用4級(jí)流水線結(jié)構(gòu)與改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。片內(nèi)級(jí)流水線結(jié)構(gòu)與改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。片內(nèi)資源如下資源如下:(1) 其其中央處理單元包括中央處理單元包括32位中央算術(shù)邏輯單元位中央算術(shù)邏輯單元 (CALU) 、32位累加器、位累加器、16位位16位乘法器和位乘法器和3個(gè)比例移位器。個(gè)比例移位器。(2) 片內(nèi)存儲(chǔ)器：片內(nèi)存儲(chǔ)器：32K字閃存、字閃存、2.5K字字RAM，其中包含，其中包含544字字的雙端口的雙端口RAM(DARAM)，2K字的單端口字的單端口

28、SARAM。31(3) 雙雙8路或單路或單16路的路的10位位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為375ns。(4) 41個(gè)可獨(dú)立編程的多路復(fù)用個(gè)可獨(dú)立編程的多路復(fù)用I/O引腳。引腳。(5) 兩個(gè)事件管理器兩個(gè)事件管理器EVA、EVB，適用于控制各種類型電機(jī)，適用于控制各種類型電機(jī)。EVA、EVB包含有如下資源：包含有如下資源： 2個(gè)個(gè)16位通用定時(shí)器。位通用定時(shí)器。 8個(gè)個(gè)16位位PWM通道。通道。 對(duì)外部事件進(jìn)行定時(shí)捕捉的對(duì)外部事件進(jìn)行定時(shí)捕捉的3個(gè)捕捉單元，其中個(gè)捕捉單元，其中2個(gè)還可個(gè)還可直接與光電編碼器相連接的能力。直接與光電編碼器相連接的能力。 防止擊穿故障的可編程防止擊穿故

29、障的可編程PWM死區(qū)控制。死區(qū)控制。32(6) 串行通信接口串行通信接口SCI模塊。模塊。(7) 串行外設(shè)接口串行外設(shè)接口SPI模塊。模塊。(8) 帶鎖相環(huán)帶鎖相環(huán)PLL的時(shí)鐘模塊。的時(shí)鐘模塊。(9) 5個(gè)外部中斷（復(fù)位中斷、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷與兩個(gè)可個(gè)外部中斷（復(fù)位中斷、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷與兩個(gè)可屏蔽中斷）。屏蔽中斷）。(10) CAN 2.0B模塊，即控制器局域網(wǎng)模塊。模塊，即控制器局域網(wǎng)模塊。(11) 看門(mén)狗（看門(mén)狗（WD）定時(shí)器模塊。）定時(shí)器模塊。(12) 可擴(kuò)展的可擴(kuò)展的192K字的空間，分別為字的空間，分別為64K字的程序存儲(chǔ)器字的程序存儲(chǔ)器空間、空間、64K字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間、字的數(shù)

30、據(jù)存儲(chǔ)器空間、64K字的字的I/O空間?？臻g。(13) 用于仿真的用于仿真的JTAG接口。接口。33544字?jǐn)?shù)據(jù)RAM4K-16K字程序ROM/Flash程序/數(shù)據(jù)/I/O總線C24x 內(nèi)核16位移位寄存器16位T寄存器16 16乘法32位P寄存器32位ALU32位累加器8個(gè)輔助寄存器2個(gè)狀態(tài)寄存器10位ADC010位ADC13個(gè)定時(shí)器12個(gè)PWM9個(gè)比較器死區(qū)邏輯4個(gè)捕捉輸入(帶QEP輸入)事件管理器監(jiān)視定時(shí)器SPI同步串口SCI異步串口CAN通訊口28路I/OTMS320F24x DSP控制器功能框圖控制器功能框圖 34 TMS320LF240 x DSP控制器功能框圖控制器功能框圖 35

31、C28xC28x系列系列DSPDSP芯片主要性能芯片主要性能高性能靜態(tài)高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)：技術(shù)：指令速度為指令速度為150MIPS，指令周期為指令周期為6.67ns，低功耗（核電壓低功耗（核電壓1.8V，I/O口電壓口電壓3.3V）。JTAGJTAG邊界掃描功能。邊界掃描功能。高性能的高性能的3232位位CPUCPU。4M4M的程序和數(shù)據(jù)地址。的程序和數(shù)據(jù)地址。兼容性好：兼容性好：C27x目標(biāo)兼容模式、目標(biāo)兼容模式、C28x模式及模式及C2xLP源兼容模式。源兼容模式。片內(nèi)集成大容量存儲(chǔ)器：最多片內(nèi)集成大容量存儲(chǔ)器：最多128K字的字的Flash存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、1K字的字的OTP型型ROM

32、、18K字字RAM。外部存儲(chǔ)器接口（外部存儲(chǔ)器接口（EMIF）：多達(dá)：多達(dá)1M字的字的外部外部存儲(chǔ)器、可編程軟件存儲(chǔ)器、可編程軟件等待狀態(tài)、三個(gè)獨(dú)立的片選。等待狀態(tài)、三個(gè)獨(dú)立的片選。引導(dǎo)引導(dǎo)ROM(4KW)Boot ROM ROM(4KW)Boot ROM 。時(shí)鐘和系統(tǒng)控制時(shí)鐘和系統(tǒng)控制(OSC(OSC、PLLPLL、WD)WD)。外設(shè)中斷擴(kuò)展功能支持外設(shè)中斷擴(kuò)展功能支持4545個(gè)外設(shè)中斷。個(gè)外設(shè)中斷。3個(gè)個(gè)3232位通用位通用CPUCPU定時(shí)器定時(shí)器TIMER0/1/2。128位安全密碼，保護(hù)軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)。位安全密碼，保護(hù)軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)。36C28xC28x系列系列DSPDSP芯片主要性能芯片

33、主要性能兩個(gè)事件管理器兩個(gè)事件管理器EVA、EVB，可用于電機(jī)數(shù)字控制，可用于電機(jī)數(shù)字控制。每個(gè)。每個(gè)EVEV包含包含2個(gè)個(gè)16位通用定時(shí)器、位通用定時(shí)器、8個(gè)個(gè)PWM通道、通道、3個(gè)捕獲單元、個(gè)捕獲單元、QEP接口電路。接口電路。16通道通道12位位ADC，快速轉(zhuǎn)換時(shí)間，快速轉(zhuǎn)換時(shí)間80ns。多達(dá)多達(dá)56個(gè)通用個(gè)通用I/O引腳。引腳。兩個(gè)串行通信接口兩個(gè)串行通信接口SCI，標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)UART接口。接口。串行外設(shè)接口串行外設(shè)接口SPI。增強(qiáng)型增強(qiáng)型CAN總線接口（總線接口（eCAN）。）。多通道緩沖串行口（多通道緩沖串行口（McBSP）。）。支持多種編程工具支持多種編程工具。低功耗模式和功率節(jié)

34、省。低功耗模式和功率節(jié)省。封裝，封裝，176176腳腳PGF LQFPPGF LQFP（28122812），），128128腳腳PBK LQFPPBK LQFP（2810/28112810/2811）37Fast program execution out of both RAM and Flash memoryl100-120 MIPS with Flash Acceleration Technologyl150 MIPS out of RAM for time-critical code Control PeripheralsMemory Sub-SystemEvent ManagersU

35、ltra-Fast 12-bit ADCl12.5 MSPS throughputlDual sample&holds enable simultaneous samplinglAuto Sequencer, up to 16 conversions w/o CPUControl PortsMultiple standard communication ports provide simple interfaces to other componentsCommunications Portsl150MIPS performancelSingle cycle 32 x32-bit MAC (o

36、r dual 16 x16 MAC)lVery Fast Interrupt ResponselSingle cycle read-modified-writelF24x/LF240 x Source Code Compatible High-Performance CPU (C28xTM DSP Core) Memory Bus 128Kw Flash+ 2Kw OTP4Kw Boot ROM18Kw RAMCode securityXINTF32-bitRegister FileReal-TimeJTAG32-bitTimers (3)150 MIPs C28xTM 32-bit DSP3

37、2x32-bitMultiplierR M WAtomicALU Interrupt ManagementEvent Mgr AEvent Mgr B12-Bit ADCWatchdogGPIOMcBSPCAN 2.0BSCI-UART ASCI-UART BSPIPeripheral BusTMS320F2812 / TMS320F2810Most Powerful - Most Integrated Dual Function Digital Signal Controller38lFast & flexible interrupt management significantly red

38、uce interrupt latencylSingle-cycle 32-bit multiplier makes computationally intensive control algorithms more efficientC28xTM DSP CorelThree 32-bit timers support multiple control loops / time bases.lSingle cycle read-modified-write in any memory location and 32-bit registers improve control algorith

39、m efficiencylReal-time JTAG debug shortens development cycleC28xTM 32-bit DSPInterrupt Management32-bitRegister FileReal-TimeJTAG32-bitTimers (3)32x32 bitMultiplierR M WAtomicALU Most C/C+ Efficient 32-bit DSP CorelCode compatible with the TMS320C24x DSP family39Quarter of a Megabyte of on-chip Flas

40、h Memory128-bit security protects software investmentFast program execution out of bothRAM and Flash memoryl100-120 MIPS with Flash Acceleration Technologyl150 MIPS out of RAM for time-critical codeExternal memory interface (XINTF) supports systems with larger memory models (up to 1MW address reach)

41、Memory Sub-SystemUp to 128K x 16 Flashl (8 x 4K and 6 x 16K Sectors)Memory Bus 128Kw Flash+ 2Kw OTP4Kw Boot ROM18Kw RAMCode securityXINTF32-bitRegister FileReal-TimeJTAG32-bitTimers (3)C28xTM 32-bit DSP32x32-bitMultiplierR M WAtomicALU Interrupt ManagementEvent Mgr AEvent Mgr B12-Bit ADCWatchdogGPIO

42、McBSPCAN 2.0BSCI-UART ASCI-UART BSPIPeripheral BusOn-Chip Flash Memory408 ADC InputsControl PeripheralsFast & Flexible 12-bit 16-Channel ADCl12.5 MSPS throughput (80ns pipeline conversion, 200ns single conversion) lDual sample/hold enable simultaneous sampling or sequencing sampling modeslAnalog inp

43、ut: 0V to 3Vl16 channel, multiplexed inputslAuto Sequencer supports up to 16 conversions without CPU interventionlSequencer can be operated as two independent 8-state sequencers or as one large 16-state sequencerlSixteen result registers (individually addressable) to store conversion valuesResultReg

44、isters16 wordsAnalogMUXPrescalerS/H012-bitADCModule8 ADC InputsAnalogMUXS/H1SYSCLKStart of ConversionAuto SequencerADCOn-Chip 12-bit Analog-to-Digital Converter41l16 PWMsl6 Complimentary Pairs + 4 Independent + Trip Inputs + Programmable Dead-Bandsl10 16-bit Compares,4 General Purpose Timersl6.67nS

45、max PWM Resolutionl2 Quadrature Encoder Interface with Index Inputl6 Capture Inputs With Programmable ResolutionControl Peripherals (EVA + EVB)GP Timer 1(Counter & Period)GP Timer 2(Counter & Period)CaptureMUXClockSelectGP Compare 1OutputLogicT1PWM/T1CMPOutputLogicT2PWM/T2CMPGP Compare 2PWMTrip Enab

46、leController5 PWMTRIPs/PDPINTs6 PWMsFull CompareDeadBandLogicOutputLogicTMRCLKTIMERDIRTMRDIRTIMERCLK3 CAP/QEPEvent Manager (1 Module)QEP & MUXInputLogicTwo On-Chip Event Managers42128KW Flash+2KW OTP18KWRAM4KWBootRAM存儲(chǔ)器總線中斷管理外設(shè)總線150 MIPS C28x 32 位 DSP3232位乘法器32位定時(shí)器實(shí)時(shí)JTAG32位寄存器列R.M.W.AtomicALUEVAEVB1

47、2位ADCWatchdogGPIOMcBSPCAN2.0BSCI-UARTASPISCI-UARTB代碼安全XINTFTMS320F281x DSP控制器功能框圖控制器功能框圖 43C2000 DSP的分類比較的分類比較441.5 DSP芯片的應(yīng)用芯片的應(yīng)用（1 1）信號(hào)處理信號(hào)處理：如如快速傅立葉變換、譜分析、快速傅立葉變換、譜分析、數(shù)字濾數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、希爾伯特變換、小波變換、相關(guān)運(yùn)算、波、自適應(yīng)濾波、希爾伯特變換、小波變換、相關(guān)運(yùn)算、卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等。卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等。（2）自動(dòng)控制自動(dòng)控制：如引擎控制、機(jī)器人控制、磁盤(pán)控制、如引擎控制、機(jī)器人控制、

48、磁盤(pán)控制、伺服控制、伺服控制、激光打印機(jī)控制、電動(dòng)機(jī)控制等激光打印機(jī)控制、電動(dòng)機(jī)控制等。（3）儀器儀表儀器儀表：如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理、數(shù)字濾波、模式匹配、暫態(tài)分析等。處理、數(shù)字濾波、模式匹配、暫態(tài)分析等。（4）圖形圖形/ /圖像圖像: :如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動(dòng)畫(huà)與數(shù)字地圖、機(jī)器人視覺(jué)、模式識(shí)輸、圖像增強(qiáng)、動(dòng)畫(huà)與數(shù)字地圖、機(jī)器人視覺(jué)、模式識(shí)別、工作站等。別、工作站等。（5）軍事軍事: : 如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、圖像處如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、圖像處理、射頻調(diào)制解調(diào)、導(dǎo)

49、航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。理、射頻調(diào)制解調(diào)、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。45（6）語(yǔ)音）語(yǔ)音:如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、說(shuō)話人辨認(rèn)、說(shuō)話人確認(rèn)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音存儲(chǔ)、強(qiáng)、說(shuō)話人辨認(rèn)、說(shuō)話人確認(rèn)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音存儲(chǔ)、揚(yáng)聲器檢驗(yàn)、文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音等。揚(yáng)聲器檢驗(yàn)、文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音等。（7）通信）通信:如調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)如調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾據(jù)壓縮、回波抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯(cuò)編碼、可視電話、個(gè)人通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信、個(gè)人錯(cuò)編碼、可視電話、個(gè)人通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信、個(gè)人數(shù)字助手（數(shù)字助手（PD

50、APDA）、）、X.25X.25分組交換開(kāi)關(guān)等。分組交換開(kāi)關(guān)等。（8）醫(yī)療）醫(yī)療:助聽(tīng)器、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、助聽(tīng)器、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、胎兒監(jiān)控、修復(fù)手術(shù)等胎兒監(jiān)控、修復(fù)手術(shù)等。（9）家用電器：）家用電器：空調(diào)、冰箱、空調(diào)、冰箱、VCD、DVD46思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題1.DSP芯片主要有哪些特點(diǎn)？芯片主要有哪些特點(diǎn)？2.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述DSP應(yīng)用系統(tǒng)的典型構(gòu)成。應(yīng)用系統(tǒng)的典型構(gòu)成。3.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述DSP應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)過(guò)程。如何選擇應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)過(guò)程。如何選擇DSP芯片？芯片？4.常用的常用的DSP芯片有哪些？芯片有哪些？5.TMS320F2407 DSP 控制器主要有哪些特性？控制器主要有哪些特性？6.TMS320F2812 DSP 控制器主要有哪些特性？控制器主要有哪些特性？7.TMS320F2812 DSP的指令周期是多少納秒？運(yùn)算速度的指令周期是多少納秒？運(yùn)算速度是多少是多少M(fèi)IPS? 1秒內(nèi)可執(zhí)行多少個(gè)指令周期？秒內(nèi)可執(zhí)行多少個(gè)指令周期？8.什么是什么是DSP 、DSP控制器？控制器？ DSP控制器有哪些片內(nèi)部控制器有哪些片內(nèi)部件？件？9.DSP控制器的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？控制器的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？