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上海电力学院题目：DSP原理与应用大报告院系：计算机与信息工程专业年级：2008071学生姓名：王涛学号：20081938TMS320LF240x芯片概述TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器数字信号处理器和定点DSP控制器。TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。主要特性：灵活的指令集；内部操作灵活性；高速的运算能力；改进的并行结构；有效的成本。定点系列TMS320C2000、TMS320C5000，浮点系列TMS320C6000（也有部分是定点DSP）。TMS320系列同一产品系列中的器件具有相同的CPU结构，但片内存储器和外设的配置不同。派生的器件集成了新的片内存储器和外设，以满足世界范围内电子市场的不同需求。通过将存储器和外设集成到控制器内部，TMS320器件减少了系统成本，节省了电路板空间，提高了系统的可靠性。TMS320LF240xDSP的特点：采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），提高了控制器的实时控制能力。基于TMS320C2000DSP的CPU核，保证了TMS320C240xDSP代码和TMS320系列DSP代码的兼容。片内有32K字的FLASH程序存储器，1.5K字的数据/程序RAM，544字双口RAM（DARAM）和2K字的单口RAM（SARAM）。两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。可扩展的外部存储器（LF2407）总共192K字空间：64K字程序存储器空间；64K字数据存储器空间；64K字I/O寻址空间。看门狗定时器模块（WDT）。10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入A/D转换器或一个16通道输入的A/D转换器。控制器局域网络（CAN）2.0B模块。串行通信接口（SCI）模块。16位的串行外设（SPI）接口模块。TMS320F2812系列芯片的主要性能如下。1．高性能静态CMOS（StaticCMOS）技术150MHz（时钟周期6.67ns）低功耗（核心电压1.8V，I/O口电压3.3V）Flash编程电压3.3V2．JTAG边界扫描（BoundaryScan）支持3．高性能的32位中央处理器（TMS320C28x）16位×16位和32位×32位乘且累加操作16位×16位的两个乘且累加哈佛总线结构（HarvardBusArchitecture）强大的操作能力迅速的中断响应和处理统一的寄存器编程模式可达4兆字的线性程序地址可达4兆字的数据地址代码高效（用C/C++或汇编语言）与TMS320F24x/LF240x处理器的源代码兼容4．片内存储器8K×16位的Flash存储器1K×16位的OTP型只读存储器L0和L1：两块4K×16位的单口随机存储器（SARAM）H0：一块8K×16位的单口随机存储器M0和M1：两块1K×16位的单口随机存储器5．根只读存储器（BootROM）4K×16位带有软件的Boot模式标准的数学表6．外部存储器接口（仅F2812有）有多达1MB的存储器可编程等待状态数可编程读/写选通计数器（StrobeTiming）三个独立的片选端7．时钟与系统控制支持动态的改变锁相环的频率片内振荡器看门狗定时器模块8．三个外部中断9．外部中断扩展（PIE）模块可支持96个外部中断，当前仅使用了45个外部中断10．128位的密钥（SecurityKey/Lock）保护Flash/OTP和L0/L1SARAM防止ROM中的程序被盗11．3个32位的CPU定时器12．马达控制外围设备两个事件管理器（EVA、EVB）与C240兼容的器件13．串口外围设备串行外围接口（SPI）两个串行通信接口（SCIs），标准的UART改进的局域网络（eCAN）多通道缓冲串行接口（McBSP）和串行外围接口模式14．12位的ADC，16通道2×8通道的输入多路选择器两个采样保持器单个的转换时间：200ns单路转换时间：60ns15．最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚16．高级的仿真特性分析和设置断点的功能实时的硬件调试17．开发工具ANSIC/C++编译器/汇编程序/连接器支持TMS320C24x/240x的指令代码编辑集成环境DSP/BIOSJTAG扫描控制器（TI或第三方的）硬件评估板18．低功耗模式和节能模式支持空闲模式、等待模式、挂起模式停止单个外围的时钟19．封装方式带外部存储器接口的179球形触点BGA封装带外部存储器接口的176引脚低剖面四芯线扁平LQFP封装没有外部存储器接口的128引脚贴片正方扁平PBK封装20．温度选择A：-40℃~+85℃S：-40℃~+125℃2407与2812的比较：相同点：1时间管理器,来管理定时器和pwm,及电机光电码盘的接口,2多路ad来接受传感器的信号3通讯接口spicansci使得可以方便的通讯4程序存储器和内部ram都有一定的容量满足不同的需求53。3V电压供电,突出了低功耗的节电功能6可以进行程序和数据空间的外扩7jtag接口相同8内核相同,方便程序移植不同：1电压24073.3V内核和IO供电,flash烧写电压5V28121.8V或者1.9V内核和3.3V,IO供电,flash烧写电压3.3V上电次序,2407没有关系,2812io先上电,核后上电2clk2407最大40M2812最大150M（内核电压1.9V）或者135M（内核电压1.8V）3下载程序方式2407编程器下载2812编程器下载串口spi4cpu2407为16位处理器2812为32处理器5程序和数据空间2407flash32kram2。5K可扩展196K2812flash16×128Kram16×18K可扩展4M空间6时间管理器2407定时器16位一个光电码盘接口2812定期器32位有两个光电码盘接口7ad240710位281212位8sci24071个没有缓冲单元2812两个具有缓冲单元8can2407标准can符合2。0B协议2812增强can和标准can符合2。0B9mcbsp2407没有2812有10语言2407汇编c2812汇编cc＋＋11TI支持2407没有提供较多的例程支持2812提供完整的模块例程支持12编程风格2407倾向于模块编程2812类编程,并且结构性更强13寄存器的保护。2407没有对系统寄存器的保护,2812提供了保护机制14在开发环境的帮助文件上看,2407比2812要好点,2812的寄存器的设置和定义帮助文件基本没有说明对DSP及其开发环境及支持的一点建议：1dsp没有象arm一样把用于外扩的数据地址线和IO功能复用,这对IO管脚使用较多的人来讲不方便,还要进行扩展,如果不需要外扩的话,这些线就浪费了2对于现在3.3V和5V共存的时期,如果管脚能和5V兼容,那是最好不过了3不明白为什么把管脚的电源和地总是放在相邻的位置上,焊不好很容易短路4用程序下载器,下载程序速度很慢,耽误时间5开发环境如果能实现软件仿真那就好了,不用非要硬件板了,调试起来那就方便多了6作为芯片开发商,最了解自己的芯片的功能,如果能够免费为大家提供各种芯片,尤其是处理器的外设例程,无论对于大家对芯片的上手速度和开发进度来讲都是好事,而且对于芯片的推销也是很好的事情。系统设计摘要：随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。本次设计以DSP中的TMS320LF2407芯片作为系统为核心，通过系统设计实现对多点的温度进行实时巡检。各检测单元（从机）能独立完成各自功能，同时能够根据主控机的指令对温度进行定时采集，测量结果不仅能在本地显示，而且可以实现温度过高时，对于不正常温度点的及时警报，使其在第一时间查到问题点，及时排错修复。通过RS-485总线及通信协议将采集的数据传送到主控机，进行进一步的存档、处理。主控机负责控制指令的发送，控制各个从机进行温度采集，收集测量数据，并对测量结果（包括历史数据）进行整理、显示和存储。主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调，从而达到系统整体统一、和谐的效果。系统概述：温度检测系统有则共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。本设计运用主从分布式思想，由一台上位机（DSP芯片组成的最小系统），下位机（哥温度采集处理模块DS18B20）实现多点温度数据采集以及处理，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用RS-232串行通讯标准，通过上位机（DSP）控制下位机（DS18B20）进行现场温度采集。温度值既可以送回主控DSP芯片进行数据处理，并将处理完的数据在LCD液晶显示屏上显示。也可以由下位机（DS18B20）自身单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。下位机采用的是数字温度传感器DS18B20的系统。DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。如粮食仓储系统、楼宇自动化系、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等。传感器方案：方案一：温度采集器采用热敏电阻采集，热敏电阻可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，将热敏电阻采集处理之后的模拟量通过DSP的AD转换，经过DSP处理之后成为一个数字量再在DSP芯片中进行处理，输出。但热敏电阻的精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。方案二：在多点测温系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输，多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于DSP处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89C51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大,且由于DSP可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器网络。采用温度芯片DS18B20测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简