基于TMS320X2812的-流水灯设计

GuangxiUniversityofScienceandTechnology课程设计说明书实验课程：DSP原理、开发与应用实验内容：基于TMS320X2812的流水灯设计院（系）：计算机学院专业：通信工程班级：101班学生姓名：学号：201000402008指导教师：2013年7月3日广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用目录一、设计任务…………………………………………………1二、实验目的…………………………………………………1三、设计内容…………………………………………………1四、实验原理…………………………………………………24.1DSP（2812）性能概述……………………………24.2TMS320F2812的引脚图及功能………………………44.3电源转换………………………………………………54.4复位电路……………………………………………54.5时钟电路……………………………………………64.6JTAG仿真接口电路…………………………………7五、程序设计…………………………………………………81、流程图………………………………………………82、程序源代码………………………………………95.2.1系统初始化函数………………………………95.2.2程序主函数……………………………………13六、CCS集成开发工具与测试………………………………156.2CCS窗口简介………………………………………156.2.1CCS窗口示例……………………………………156.2.2CCS中常用的工具………………………………16七、实验总结…………………………………………………16八、参考资料…………………………………………………17广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用1前言随着计算机和信息技术的飞速发展，DSP技术已经应用到我们生活的每一个角落，从军用到民用，从航空航天到生产生活，都越来越多的使用DSP。DSP的主要应用有数字化移动电话，数据调制解调器，磁盘/光盘控制器需求，图形图像处理需求，汽车电子系统等。应用DSP的领域可以说是不胜枚举。DSP在航空航天方面，主要用于雷达和声纳信号处理；在通信方面，主要用于移动电话，IP电话，ADSL和HFC的信号传输；在控制方面，主要用于电机控制，光驱和因公安驱动器；在电子娱乐方面，主要用于高清晰电视，机顶盒，家庭影院，DVD等应用；还有数字相机，网络相机等等。可以说没有DSP就没有对互联网的访问，也没有多媒体，也没有无线通信。随着科学技术的发展，将会出现更多的DSP新应用领域。一、设计任务1、基于TMS320X2812的Led显示控制系统设计要求：（1）绘制系统框图（VISIO）；（2）包括复位电路设计、JTAG接口设计、时钟电路设计、电源设计等，并且用Protel软件绘制原理图；（3）编写程序，实现功能；（4）理论分析（5）设计过程、源代码和注释、设计说明书。二、实验目的⑴学习并了解DSP开发版的基本原理；⑵学习并了解TMS320X2812芯片的基本结构和原理；⑶熟悉流水灯的软件实现原理和硬件设计；⑷熟悉Emulator方式下的程序调试规程，并最终能够熟练掌握在DSP软硬件环境下的程序开发流程；能够对现有器件进行简单地编程，实现各种简单地显示控制。三、设计内容（1）使用AltiumDesigner软件绘制原理图。（2）使用VISIO软件绘制系统框图和软件流程图。（3）使用CCStudiov3.3软件设计程序实现流水灯。广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用2四、实验原理通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法通过对DSP结构、原理及应用的学习。在初步了解DSP结构和原理的基础上，进行简单的应用实验，掌握DSP的基本应用。通过熟悉DSP模板的内部结构以及CCS软件，掌握DSP2407的汇编语言编程和调试方法，了解DSP的指令和I/O端口的寄存器的配置，并结合DSP实验模板对DSP进行编程控制数字输入/输出端口点亮LED显示管。实验的具体要求如下：实现LED显示管的循环显示：先第1个LED亮，然后是第2个LED亮，第3个LED显示管亮。第4个灯亮。如此循环显示。DSP最小系统4.1DSP（2812）性能概述（1）F2812DSP芯片采用高性能静态CMOS技术1主频高达150MHz，每个时钟周期为6.67ns。2采用低电压供电，当主频为135MHz时,内核电压为1.8V，主频150MHz时内核电压为1.9V，I/O引脚电压为3.3V。（2）支持JTAG在线仿真接口(3）32位高性能处理器1支持16bX16b和32bX32b的乘法加法运算。2支持16bX16b双乘法运算。3采用哈佛总线结构模式。4快速的中断响应和中断处理能力。5统一的存储设计模式。6兼容C/C++语言以及汇编语言。(4)片内存储空间1片内FLASH空间大小为128KX16b，分为4个8KX16b和6个16KX16b存储段。2OTPROM空间大小1KX16b。3L0、L1两块4KX16b单地址寻址随机存储器（SARAM）。4H0：一块8KX16b随机存储器（SARAM）。5M0、M1：两块1KX16bSARAM。(5)BootROM空间广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用3空间大小为4KX16b，内含软件启动模式以及标准数学函数库。(6)外部接口1高达1MX16b的总存储空间。2可编程的等待时间。3可编程的等待读写时序。43个独立的片选信号。（7）时钟和系统控制1支持动态锁相环倍频。2片内振荡器。3内含看门狗定时模块。（8）3个外部中断（9）外设中断模块（PIE）可以支持45个外设中断（10）3个32位CPU定时器（11）128位安全密钥1可以包含FlashROMOTP以及L0L1SARAM。2防止系统硬件、软件被修改。（12）用于控制电机的外设1两路事件管理（EVA、EVB）。（13）串行通信端口1串行外设接口SPI。2两路串行通信接口SCI，标准URAT口。3增强型CAN模块（eCAN）。4多通道缓冲串行接口（MSBSP）。（14）12位ADC转换模块12X8路输入通道。2两个采样保持器。3单一或级联转换模式。4最高转换速度80ns/12.5Msps。（15）56个通用GPIO口广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用4（16）先进的仿真模式1具有实时仿真及设置断点的功能。2支持硬件仿真。（17）开发工具1DSP集成环境CCS。2JTAG仿真器。（18）低电模式和电源存储1支持IDLE、STANDBY、HALT模式。2禁止/使能独立外设时钟。（19）封装1179引脚BGA封装，带扩展存储接口。2176引脚PGF封装，带扩展存储接口。4.2TMS320F2812的引脚图及功能如图2-1为TMS320F2812引脚图以及各个引脚的作用。广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用54.3电源转换DSP最小系统仅有5V电源供电，由于DSP芯片供电电压只能是3.3V，所以在设计电路时，需要将5V电源转换为3.3V给CPU供电，因此使用了TI公司的5V/3V的TPS7333Q高性能稳压芯片，并可提供上电复位信号，该信号/RS—DSP接到DSP的复位引脚上。该芯片最大输出电流500mA。TPS7333Q输出后的10μf和0.1μf的电容不能省略，否则得不到稳定的3.3V电压。图4-1为电源转换原理图。图4-1电源转换原理图4.4复位电路DSP系统的复位电路的设计对于系统性能有重要影响。DSP2812为低广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用6电平复位，由于内部有复位电路，所以直接在复位引脚/xrs接一个10K的上拉电阻即可；有些电源芯片有复位引脚，可用于DSP的直接复位。复位电路原理图如图4-2所示：图4-2复位电路原理图4.5时钟电路TMS320F2812DSP的时钟可以有两种连接方式，即外部振荡器方式和谐振器方式。有源晶振驱动能力较强，频率范围较宽，在1HZ—400MHZ之间。无源晶振驱动能力差，价格便宜，频率范围较窄。本文采用的是外部有源时钟方式，直接选择一个3.3V供电的30MHz有源晶振实现。晶振电路如图4-3所示。广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用7图4-3时钟电路4.6JTAG仿真接口电路几乎所有的高速控制器和可编程器件都配有标准仿真接口JTAG，F2812也不例外。JTAG扫描逻辑电路用于仿真和测试，采用JTAG可实现在线仿真，同时也.是调试过程装载数据、代码的唯一通道。通过JTAG接口可将仿真器与目标系统相连接。为了与仿真器通信，DSP控制板必须带有14引脚的双排直插管座。F2812和14针仿真插座连接的电路如图4-4。广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用8流水灯控制系统电路:五、程序设计：软件设计这里用软件延时的方法来调整发光二极管的延时时间间隔。当发光二极管被点亮之后，通过改变端口的数据输出，达到点亮不同的LED显示管的目的。实验要求实现LED显示管的循环显示：先第1个LED亮，然后是第2个LED亮，第3个LED显示管亮。第4个灯亮。如此循环显示。在给端口赋初值为00000001后，其高8位为00000000；主要是对低8位进行操作。通过对低8位左移一位再与00000001相或，得到的值通过端口输出，便可以完成00000001……00001111的显示，每改变一次显示的时间间隔是由软件延时控制产生的。当数据的最高位等于1的时候，根据判断将程序跳转，从11111111开始对数据的操作变为先与01111111B相与，再右移一位，将得到的结果输出。当输出数据的最低位为0的时候程序跳转，完成了基本功能的一个循环，程序跳到循环开始的地方，即给程序重新赋值为00000001，进行下一轮的循环。如此即可以实现实验要求的功能。5.1.程序流程图广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用9开始初始化设计将temp的值与寄存器GPBCLEAR值相或，则相应引脚输出低电平，LED灯亮延时temp值与寄存器GPBSET的值相或，相应引脚输出高电平，LED灯灭temp左移一位判断temp值是否为0X0100NLED灯显示结束5.2程序部分源代码5.2.1系统初始化函数#includeDSP281x_Device.h#includeSystem.h#pragmaCODE_SECTION(InitFlash,ramfuncs);/*------------------------------------------*//*形式参数：void*//*返回值:void*//*函数描述:初始化系统*//*------------------------------------------*/voidInitSysCtrl(void){DisableDog();//禁止看门狗InitPll(0x02);//设置系统时钟=XCLKIN*2/2广西科技大学课程设计说明书DSP技术及其应用10InitPeripheralClocks();//设置外设时钟DINT;//关闭总中断IER=0x0000;//关闭外设中断IFR=0x0000;//清中断标志InitPieCtrl();//初始化PIE控制寄存器InitPieVectTable();//使能PIE向量表}/*------------------------------------------*//*形式参数：void*//*返回值:void*//*函数描述:禁止看门狗*//*------------------------------------------*/voidDisableDog(void){EALLOW;SysCtrlRegs.WDCR=0x0068;EDIS;}/*------------------------------------------*//*形式参数：void*//*返回值:void*//*函数描述:喂看门狗*//*----------------------