tms320f2812中文资料介绍

tms320f2812中文资料介绍简介：德州仪器所生产的TMS320F2812数字讯号处理器是针对数字控制所设计的DSP，整合了DSP及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制应用，如数字电机控制(digitalmotorcontrol,DMC)、资料撷取及I/O控制(dataacquisitionandcontrol,DAQ)等领域。针对应用最佳化，并有效缩短产品开发周期，F28x核心支持全新CCS环境的Ccompiler，提供C语言中直接嵌入汇编语言的程序开发介面，可在C语言的环境中搭配汇编语言来撰写程序。值得一提的是，F28xDSP核心支持特殊的IQ-math函式库，系统开发人员可以使用便宜的定点数DSP来发展所需的浮点运算算法。F28x系列DSP预计发展至400MHz，目前已发展至150MHz的Flash型式。1.高性能静态CMOS制成技术(1)150MHz(6.67ns周期时间)(2)省电设计(1.8VCore，3.3VI/O)(3)3.3V快取可程序电压2.JTAG扫描支持3.高效能32BitCPU(1)16x16和32x32MACOperations(2)16x16DualMAC(3)哈佛总线结构(4)快速中断响应(5)4M线性程序寻址空间(LinearProgramAddressReach)(6)4M线性数据寻址空间(LinearDataAddressReach)(7)TMS320F24X/LF240X程序核心兼容4.芯片上(On-Chip)的内存(1)128Kx16Flash(4个8Kx16，6个16Kx16)(2)1Kx16OTPROM(单次可程序只读存储器)(3)L0和L1：2组4Kx16SARAM(4)H0：1组8Kx16SARAM(5)M0和M1：2组1Kx16SARAM共128Kx16Flash，18Kx16SARAM5.外部内存接口(1)支持1M的外部内存(2)可程序的WaitStates(3)可程序的Read/WriteStrobeTi最小g(4)三个独立的芯片选择(ChipSelects)6.频率与系统控制(1)支持动态的相位锁定模块(PLL)比率变更(2)On-Chip振荡器(3)看门狗定时器模块7.三个外部中断?8.外围中断扩展方块(PIE)，支持45个外围中断9.128位保护密码(1)保护Flash/ROM/OTP及L0/L1SARAM(2)防止韧体逆向工程10.三个32位CPUTimer11.电动机控制外围(1)两个事件管理模块(EVA，EVB)(2)与240xADSP相容12.(1)同步串行外围接口SPI模块(2)两个异步串行通讯接口SCI模块，标准UART(3)eCAN(EnhancedControllerAreaNetwork)(4)McBSPWithSPIMode13.16个信道12位模拟-数字转换模块(ADC)(1)2x8通道的输入多任务(2)两个独立的取样-保持(Sample-and-Hold)电路(3)可单一或同步转换(4)快速的转换率：80ns/12.5MSPS图1TMS320F2812功能方块图。2.2TMS320F2812硬件结构介绍2.2.1OSC与PLL方块F2812芯片上设计了一个相位锁定模块(PLL)，这个模块将会提供整个芯片所需频率源。PLL模块方块图如图2所示。PLL提供了4位(PLLCR[3:0])的PLL倍率选择，共10种放大倍率，可动态改变CPU的频率频率。如表1所示为PLLCR缓存器的格式，缓存器的位说明如表2所示。XCLKIN：外部频率源输入。OSCCLK：与XCLKIN的频率一样。CLKIN：CPU维持正常工作所需的频率源。这是整个芯片的最高频率。SYSCLKOUT：与CLKIN的频率一样，提供给外围电路使用。图2OSC与PLL方块图。表1PLLCR缓存器位格式表：15-43210ReservedDIVR-0R/W-0R:读取;R/W:可读可写;-0=重置后的值NOTE:EALLOW-protectedregister表2PLLCR缓存器位说明表：位名称功能描述15-4Reserved保留3-0DIVDIV可以控制(不论PLL是否在旁路状态皆可控制)及设定(仅在PLL为非旁路状态时才可设定)PLL的频率比：=0000，CLKIN=OSCCLK/2(PLLbypass)=0001，CLKIN=(OSCCLK*1.0)/2=0010，CLKIN=(OSCCLK*2.0)/2=0011，CLKIN=(OSCCLK*3.0)/2=0100，CLKIN=(OSCCLK*4.0)/2=0101，CLKIN=(OSCCLK*5.0)/2=0110，CLKIN=(OSCCLK*6.0)/2=0111，CLKIN=(OSCCLK*7.0)/2=1000，CLKIN=(OSCCLK*8.0)/2=1001，CLKIN=(OSCCLK*9.0)/2=1010，CLKIN=(OSCCLK*10.0)/2=1011-1111，保留2.2.2系统频率控制如图3所示，所有外围电路的频率都是由SYSCLKOUT经过除频而来，F2812将所有外围分成两类，分别是：1.高速外围：包括事件管理模块(EVA，EVB)及ADC。2.低速外围：包括SCI-A/B、SPI、McBSP。HSPCLK：高速外围的频率，可经由HISPCP缓存器改变其频率，如表2-3所示为HISPCP缓存器的格式，缓存器的位说明如表4所示。LSPCLK：低速外围的频率，可经由LOSPCP缓存器改变其频率，如表2-5所示为LOSPCP缓存器的格式，缓存器的位说明如表6所示。图3系统频率方块图。表3HISPCP缓存器位元格式表：15-3210ReservedHSPCLKR-0R/W-001R:读取;R/W:可读可写;-0=重置后的值NOTE:EALLOW-protectedregister表4HISPCP缓存器位元说明表：位元名称功能描述15-3Reserved保留2-0HSPCLK这些位元设定高速外围频率比(HSPCLK)与SYSCLKOUT的关系：如果HISPCP≠0，HSPCLK=SYSCLKOUT/(HISPCPx2)如果HISPCP=0，HSPCLK=SYSCLKOUT=000，高速频率=SYSCLKOUT/1=001，高速频率=SYSCLKOUT/2(预设值)=010，高速频率=SYSCLKOUT/4=011，高速频率=SYSCLKOUT/6=100，高速频率=SYSCLKOUT/8=101，高速频率=SYSCLKOUT/10=110，高速频率=SYSCLKOUT/12=111，高速频率=SYSCLKOUT/14表5LOSPCP缓存器位元格式图：15-3210ReservedLSPCLKR-0R/W-010图7CPU-Timers方块图2.5事件管理模块(EVA,EVB)如图8事件管理模块包括一般用途定时器(General-Purpose,GPTimers)、全比较(full-compare)/PWM单元、补抓单元(capture)及四象限编码器(QEP)电路，如此丰富的功能足以用于动态控制(motioncontrol)及电机控制(motorcontrol)的应用。如表9所示，这两个事件管理模块(EVA和EVB)有相同的外围，能够控制2个三相电动机，可以应用于多轴动态控制。图8事件管理模块(EVA)之功能方块图。表9事件管理模块和信号名称：2.5.1脉波宽度调变(PWM)PWM的功能包括：1.拥有宽广可程序的Dead-time长度。2.PWM载波频率实时的改变。3.PWM脉波宽度实时的改变。4.可以透过程序来产生非对称、对称及空间向量PWM信号。5.提供外部保护接脚PDPINTx来保护功率级板，当这个接脚为”LOW”时，PWM信号将会强制变为高阻抗.如图9所示为PWM电路的方块图，其动作流程大致为：比较器的值(CMPRx)进来与T1CON所设定的对称或非对称之波形比较，然后产生方波PHx输出进入Dead-time产生电路产生出两个有Dead-time的信号，再透过输出逻辑电路来设定每个PWM的输出逻辑，如此就可产生所需要的PWM信号。图9PWM电路方块图如图10所示为非对称PWM波形图，其中PWM1、PWM3、PWM5输出逻辑设为ActiveHigh，PWM2、PWM4、PWM6输出逻辑设为ActiveLow，如此设定Dead-time会使得PWMx与PWMX+1两讯号不同时为High，适用于IGBT为ActiveHigh之功率级板。图10非对称PWM信号波形图(x=1,3,or5)。如图11所示为对称PWM波形图，其中PWM1、PWM3、PWM5输出逻辑设为ActiveLow，PWM2、PWM4、PWM6输出逻辑设为ActiveHigh，如此设定Dead-time会使得PWMx与PWMX+1两信号不同时为Low，适用于IGBT为ActiveLow之功率级板，本系统就是用这个设定方式。图11对称PWM信号波形图(x=1,3,or5)。2.5.2QEP单元每个事件管理模块都有一个四象限编码计数电路(QEP电路)，使用者可以藉由这个电路将光编码器两个相差90度的信号送到EVA的CAP1/QEP1及CAP2/QEP2或EVB的CAP4/QEP3及CAP5/QEP4，来取得位置与速度的信息。F2812能够透过EVA和EVB撷取两个Encoder的信号。EVA的QEP电路以GPtimer2为频率基础，而EVB的QEP电路以GPtimer4为频率基础，与F240最大的差异在于无法合并两个16位的定时器来扩展成32位的定时器，只能以16位的定时器来使用。QEP电路的定时器之计数模式必需操作于”方向性上数/下数计数模式”。EVA的QEP电路方块图如图12所示。EVB的QEP电路方块图如图13所示。图12EVA的QEP电路方块图。图13EVB的QEP电路方块图。如图14所示为典型的Encoder输出信号，在图的左半部，看到QEP1领先QEP2为90度，所以定时器使用上数型。在图的右半部，看到QEP2领先QEP1为90度，所以定时器使用下数型。图14QEP的解碼时序及方向图。2.6通用输入/输出(GPIO)接口图15为GPIO的方块图，F2812许多外围都与GPIO共享接脚，使用时需要设定GPxMUX、GPxDIR、GPxQUAL、GPxDAT等缓存器来达到硬件上的运用。GPxMUX：每个I/O端口都有一个多任务缓存器(GPxMUX)，GPxMUX缓存器是用来选择这些接脚被拿来当做数字I/O(GPxMUX.bit=0)还是外围I/O(GPxMUX.bit=1)。当DSP重置时，所有I/O预设为数位I/O。GPxDIR：每个I/O端口都有一个方向控制缓存器(GPxDIR)，用来设定为数字I/O时，其接脚为输入(GPxDIR.bit=0)或输出(GPxDIR.bit=1)。当DSP重置时，所有I/O预设为数字I/O。GPxQUAL：输入取样控制缓存器，用来设定做为数字I/O输入(INPUT)时，其资料的取样率。GPxDAT：每个I/O端口都有一个数据缓存器(GPxDAT)，用来读写接脚的状态。图15GPIO方块图。2.7模拟数字转换(Analog-to-DigitalConverter,ADC)模块图16为ADC模块。ADC模块包括内建于取样/保持(sample-and-hold,S/H)的12-bitADC，ADC模块功能包括：1.内建取样/保持(sample-and-hold,S/H)之12位ADC核心2.模拟输入范围：0.0V~3.0V3.快速转换速率：80nsat25-MHzADCclock,12.5MSPS4.共16通道(channels)的多任务输入取得输入模拟电压之数字电压值：12-bit的ADC模块有25-MHzADC频率于80ns之快速转换，ADC模块有16个信道，可以设定成两个独立的8信道模块来服务事件管理(EVA,EVB)。图16ADC模块方块图。如图17所示为TI建议之连接图，其中若A