[计算机硬件及网络]DSP精讲课件 第7章 C54x片内外设、接口及应用.ppt

2019年4月20日,DSP原理及应用,1,第7章 TMS320C54x片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口 7.2 C54x的定时器 7.3 C54x的串行接口 7.4 C54x的中断系统,2019年4月20日,DSP原理及应用,2,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口,C54x的主机接口(HPI)是一个8位并行口，用来实现与主设备或主处理器的通信。 HPI口作为主机的外围设备，提供8根外部数据线HD(07)与主机(或主设备)交换信息。 当C54x与主机传送数据时，HPI能自动地将外部接口连续传来的8位数组成16位数，并传送至C54x。当主机使用HPI寄存器执行数据传输时，HPI控制逻辑自动执行对C54x内部的双寻址RAM的访问,以完成数据处理。,2019年4月20日,DSP原理及应用,3,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口,HPI接口有两种工作方式：, 共用寻址模式(SAM方式),在这种方式下，主机和C54x都能寻址HPI存储器。如果是异步工作的主机寻址，可在HPI内部重新得到同步。当C54x与主机的周期发生冲突时，则主机具有寻址优先权，C54x将等待一个周期。, 主机寻址模式(HOM方式),在HOM方式下，HPI存储器只能让主机寻址，而C54x则处于复位状态或IDLE2空转状态。主机可以访问HPI RAM，而C54x则配置为最小功耗。,2019年4月20日,DSP原理及应用,4,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口,HPI口可以支持主设备与C54x之间的高速数据传送。,在SAM工作方式时，若HPI每5个CLKOUT周期传送一个字节，则主机的运行频率可达(fdn)/5。,fdC54x的CLKOUT频率； n主机每进行一次外部寻址的周期数，通常n是3(或4)。,例如：C54x的CLKOUT频率为40MHz，那么主机的时钟频率可达32(或24)MHz，且不插入等待周期。,在HOM方式时，主机可以获得更高的速度。即每50ns寻址一个字节(即160Mbps)，且与C54x的时钟速度无关。,2019年4月20日,DSP原理及应用,5,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口,1HPI与主机的连接,C54x通过HPI与主机设备连接，除了8位HPI数据总线以及控制信号线外，不需要附加其他的逻辑电路。,8,2019年4月20日,DSP原理及应用,6,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,HPI与主机连接的信号名称和功能:,HD0HD7:,双向并行三态数据总线，与主机数据总线相连。,片选信号，与主机地址线或控制线相连。,作为HPI的使能输入端，在每次寻址期间必须为低电平，而两次寻址之间也可以停留在低电平。,2019年4月20日,DSP原理及应用,7,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,HPI与主机连接的信号名称和功能:,地址选通信号，与主机地址锁存使能(ALE)或地址选通引脚相连，也可以不使用。,2019年4月20日,DSP原理及应用,8,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,HPI与主机连接的信号名称和功能:,字节识别信号，与主机地址线或控制线连接，用于识别主机传送来的是第几字节。,HBIL:,高电平表示HPI已准备好，可执行一次数据传送；低电平表示HPI正忙于完成当前事务。,当HBIL=0时，为第1字节；当HBIL=1时，为第2字节。第1个字节是高字节还是低字节，由HPIC寄存器中的BOB位决定。,HRDY:,HPI准备好端，与主机异步准备好线相连。,2019年4月20日,DSP原理及应用,9,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,主机控制信号，与主机地址线或控制线连接，用来选择主机所要寻址的寄存器。,HCNTL0、HCNTL1:,2019年4月20日,DSP原理及应用,10,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,数据选通信号，与主机读选通和写选通或数据选通线连接，用于在主机寻址HPI周期内，控制HPI数据的传送。,HPI中断输出信号，与主机中断输入相连。受HPIC寄存器中的HINT位控制。,2019年4月20日,DSP原理及应用,11,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1HPI与主机的连接,读/写信号。与主机读/写选通、地址线或多路地址数据线连接，用于控制主机对HPI的读写操作。,当该信号为高电平时，表示主机要读HPI； 当该信号为低电平时，表示主机要写HPI。 若主机没有读/写信号，可用一根地址线代替。,2019年4月20日,DSP原理及应用,12,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.1 C54x的主机接口,2控制寄存器HPIC,HPI控制寄存器为16位寄存器，用来控制HPI的操作。其高8位与低8位完全相同，提供了4个控制位，分别为BOB、SMOD、DSPINT和HINT位。,2019年4月20日,DSP原理及应用,13,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2控制寄存器HPIC,HPI控制位的功能：,2019年4月20日,DSP原理及应用,14,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2控制寄存器HPIC,主机和C54x对HPIC寄存器的寻址有4种结果：, 主机读HPIC寄存器,DSIPNT=0, 主机写HPIC寄存器,SMOD=X,2019年4月20日,DSP原理及应用,15,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2控制寄存器HPIC,主机和C54x对HPIC寄存器的寻址有4种结果：, C54x读HPIC寄存器,高12位为任意值X,DSIPNT=0,BOB=0, C54x写HPIC寄存器,任意值X,2019年4月20日,DSP原理及应用,16,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.2 C54x的定时器,在工业应用中，计数器和定时器常用于检测和控制中的时序协调及控制。 C54x的片内定时器是一个可编程的定时器，可用于周期地产生中断。定时器的最高分辨率为处理器的CPU时钟速度。通过带4位预定标器的16位计数器，可以获得较大范围的定时频率。,2019年4月20日,DSP原理及应用,17,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.2 C54x的定时器,定时器主要由定时寄存器TIM、定时周期寄存器PRD、定时控制寄存器TCR及相应的逻辑控制电路组成。 寄存器TIM、PRD和TCR是存储器映像寄存器，地址分别为0024H、0025H和0026H。,7.2.1 定时器结构,1. 定时器的组成,2019年4月20日,DSP原理及应用,18,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1. 定时器的组成,主定时模块,预定标模块,2019年4月20日,DSP原理及应用,19,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1. 定时器的组成,定时寄存器TIM,逻辑控制电路,定时周期寄存器PRD,定时控制寄存器TCR,16位减1计数器。地址：0024H,用来存放定时时间。地址：0025H,存放定时器的控制位和状态位。地址：0026H。,用来控制定时器协调工作。,2019年4月20日,DSP原理及应用,20,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1. 定时器的组成,逻辑控制电路：由三个或门和一个与门组成。, 通过或门1、3控制PRD的加载计数； 通过或门1、2控制PSC的加载计数。 停止控制位TSS：通过与门屏蔽CLKOUT信号来控制定时器的启动。 TINT外部定时中断，定时时间到发中断； TOUT定时输出，输出定时波形。,2019年4月20日,DSP原理及应用,21,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,主定时模块包括PRD和TIM,由预定标模块定时，预定标模块每输出一个时钟，TIM减1。当TIM减到0后，TIM装入PRD的值。,2. 定时器工作原理,主定时模块的定时中断(TINT)信号输出至CPU以及定时器的输出引脚TOUT。,2019年4月20日,DSP原理及应用,22,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,预定标模块包括TCR中的TDDR和PSC位，由CPU时钟定时，每来一个CPU时钟，PSC值减1。 当PSC减至0、设备复位或定时器复位时，TDDR的内容复制到PSC中。,2. 定时器工作原理,4位预定标计数器PSC和16位定时计数器TIM组成一个20位计数器，定时器每接收一个CPU时钟减1,当计数器减到0时，产生定时中断(TINT),同时PSC和TIM重新装入预设的值。,2019年4月20日,DSP原理及应用,23,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2. 定时器工作原理,由逻辑控制电路控制定时器运行。, 定时分频系数和周期数分别装入TCD和PRC寄存器中；, 每来一个定时脉冲CLKOUT，计数器PSC减1；, 当PSC减至0时，PSC产生借位信号；, 在PSC的借位信号作用下，TIM减1计数，同时将分频系数装入PSC，重新计数；, 当TIM减到0时，定时时间到，由借位产生定时中断TINT和定时输出TOUT，并将PRD中的时间常数重新装入TIM。,定时器的工作过程：,2019年4月20日,DSP原理及应用,24,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,16位存储器映像寄存器，包含定时器的控制位和状态位。,3. 定时控制寄存器TCR,保留位,软件调试控制位,预定标计数器,重新 加载位,停止 状态位,分 频 系 数,2019年4月20日,DSP原理及应用,25,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,TDDR：定时器分频系数,用来对CLKOUT进行分频,以改变定时周期。 最大预定标值为16，最小预定标值为1。 当PSC减到0后，以TDDR中的数加载PSC。,3. 定时控制寄存器TCR,TSS：定时器停止状态位，用于停止或启动定时器。 复位时，TSS位清0，定时器立即定时。 TSS=0，定时器启动工作； TSS=1，定时器停止工作。,2019年4月20日,DSP原理及应用,26,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,TRB：定时器重新加载位，用来复位片内定时器。 当TRB置1时，以PRD中的数加载TIM，以及以TDDR中的值加载PSC。TRB总是读成0。,3. 定时控制寄存器TCR,PSC：定时器预定标计数器，其标定范围为116。当PSC减到0后，TDDR位域中的数加载到PSC, TIM减1。,2019年4月20日,DSP原理及应用,27,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,Free、Soft：软件调试控制位。Free和Soft位结合使用，用来控制调试程序断点操作情况下的定时器工作状态。,3. 定时控制寄存器TCR,保留：读成0。,2019年4月20日,DSP原理及应用,28,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,定时器的基准工作脉冲由CLKOUT提供，每来一个脉冲预定标计数器PSC减1，当PSC减至0时，下一个脉冲到来，PSC产生借位。 借位信号分别控制定时计数器TIM减1和或门2的输出，重新将TDDR的内容加载预定标计数器PSC，从而完成定时工作的一个基本周期。,4. 定时器的初始化,定时器的定时时间为： 定时周期 = CLKOUT(TDDR+1)(PRD+1),2019年4月20日,DSP原理及应用,29,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,4. 定时器的初始化,【例7.2.1】定时器自动装载定时。,TSS=0:启动定时器；TRB=1:自动装载；TDDR=Ah:分频系数10 soft=1，free=0:计数器减至0时，停止工作；TCR=0AAAH。 定时周期：0101H；关闭定时器中断：IFR=0008H； 开放定时器中断：IMR=0008H。,STM #0000H，SWWSR STM #0010H，TCR STM #0101H，PRD STM #0AAAH，TCR STM #0080H，IFR STM #0080H，IMR RSBX INTM,；不插等待时间 ；TSS=0关闭定时器 ；加载周期寄存器(PRD) ；装入定时器控制字，启动定时器 ；消除尚未处理完的定时器中断 ；开放定时器中断 ；开放中断,2019年4月20日,DSP原理及应用,30,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,(3)方波发生器程序清单,周期为8ms的方波发生器，定时中断周期为4ms,每中断一次，输出端电平取一次反。,程序清单：,；abc1.asm ；定时器0寄存器地址 TIM0 set 0024H PRD0 set 0025H TCR0 set 0026H ；K_TCR0：设置定时器控制寄存器的内容 K_TCR0_SOFT .set 0b ；Soft=0 K_TCR0_FREE .set 0b ；Free=0 K_TCR0_PSC .set 1001b ；PSC=9H K_TCR0_TRB .set 1b ；TRB=1 K_TCR0_TSS .set 0b ；TSS=0 K_TCR0_TDDR .set 1001b ；TDDR=9 K_TCR0 .set K_TCR0_SOFT| K_TCR0_FREE| K_TCR0_PSC| K_TCR0_TRB| K_TCR0_TSS| K_TCR0_TDDR,2019年4月20日,DSP原理及应用,31,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,(3)方波发生器程序清单,程序清单：,；初始化定时器0 ；根据定时长度计算公式：Tt=T* (TDDR+1) * (PRD+1) ；给定TDDR=9，PRD=1599，CLKOUT主频f=4MHz，T=250ns ；Tt=250*(9+1)*(1599+1)=4,000,000(ns)=4(ms) STM #1599，TIM0 STM #1599，PRD0 STM #K_TCR0，TCR0 ；启动定时器0中断 RET ；定时器0的中断服务子程序：通过引脚XF给出周期为8ms的占空比 ；为50%的方波波形 t0_flag .usect “vars”，1 ；当前XF输出电平标志位 ；若t0_flag=1，则XF=1 ；若t0_flag=0，则XF=0,2019年4月20日,DSP原理及应用,32,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,time0_rev： PSHM TRN PSHM T PSHM ST0 PSHM ST1 BITF t0_flag，#1 BC xf_out，NTC SSBX XF ST #0，t0_flag B next xf_out： RSBX XF ST #1，t0_flag next： POPM ST1 POPM ST0 POPM T POPM TRN RETE,2019年4月20日,DSP原理及应用,33,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.3 C54x的串行口,C54x为用户提供了丰富的同步串行口，可与双向串口器件实现高效的串行通信。 C54x的串行口有四种类型： 标准同步串口SP 缓冲同步串口BSP 多路缓冲串口McBSP 时分多路同步串口TMD,2019年4月20日,DSP原理及应用,34,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.3 C54x的串行口,不同型号的芯片所带串口类型不同。,2019年4月20日,DSP原理及应用,35,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.3 C54x的串行口,7.3.1 标准同步串行口SP,1.SP串口结构,结构组成： 数据接收寄存器DRR； 数据发送寄存器DXR； 接收移位寄存器RSR； 发送移位寄存器XSR； 二个装载控制逻辑电路； 二个位/字控制计数器。,2019年4月20日,DSP原理及应用,36,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,标准同步串行口结构：,2019年4月20日,DSP原理及应用,37,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,标准同步串行口的外部引脚：,2019年4月20日,DSP原理及应用,38,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,标准同步串行口各部分的功能：,(1) 数据接收寄存器DRR 16位的存储器映像数据接收寄存器，用来保存来自RSR寄存器并将要写到数据总线的输入数据。复位时，DRR被清除。,(2) 数据发送寄存器DXR 16位的存储器映像数据发送寄存器，用来保存来自数据总线并将要加载到XSR的外部串行数据。复位时，DXR被清除。,2019年4月20日,DSP原理及应用,39,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,(3) 数据接收移位寄存器RSR 16位的数据接收移位寄存器，用来保存来自串行数据接收(DR)引脚的输入数据，并控制数据到DRR的传输。,(4) 数据发送移位寄存器XSR 16位数据发送移位寄存器，用来控制来自DXR的外部数据的传输，并保存将要发送到串行数据发送引脚的数据。,2019年4月20日,DSP原理及应用,40,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,(5) 串行接口控制寄存器SPC 16位的存储器映像串行接口控制寄存器，用来保存串行接口的模式控制和状态位。,(6) 控制电路 用于控制串行口协调工作，分为： 装载控制电路：完成接收和发送数据的装载； 位/字控制计数器：完成位/字传输控制。,2019年4月20日,DSP原理及应用,41,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,例如：完成两个C54x串行通信的连接。,C54x DX FSX CLKX 发 送,C54x DR FSR CLKR 接 收,2019年4月20日,DSP原理及应用,42,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,1.SP串口结构,发送过程： 发送数据装入DXR； 当上一个数据发送完后，DXR的数据自动装入XSR； 在发送帧同步信号FSX和发送时钟CLKX作用下，将XSR的数据通过引脚DX发送输出。 接收过程： 在接收帧同步信号FSR和接收时钟CLKR作用下，接收数据通过DR引脚移至RSR中； 当RSR满时，将数据装入DRR中。,2019年4月20日,DSP原理及应用,43,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2. 控制寄存器SPC,SPC用于控制串行口的操作。,2019年4月20日,DSP原理及应用,44,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,RES：保留位，用于单C54x测试串行口代码，总读为0。,DLB：数据回送模式位，用于设置串行接口数据回送模式。,当DLB=0时，为禁止数据回送模式。 DR、FSR和CLKR信号来自它们各自器件引脚；,当DLB=1时，为使能数据回送模式。 DR和FSR分别选通DX和FSX； 若MCM=1，则输出时钟CLKR选择片内时钟CLKX； 若MCM=0，则输出时钟CLKR选择片外时钟CLKR。,2019年4月20日,DSP原理及应用,45,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,FO：数据格式位。 用于定义串行口发送/接收数据的字长。 当FO=1时,接/发数据按8位字节传输,先送高8位； 当FO=0时，接/发数据按16位字节传输。,FSM：帧同步模式位。 用来定义串行口工作时，在初始帧同步脉冲之后，是否还要求FSX和FSR帧同步脉冲。 当FSM=1时，串行口工作在字符组方式； 当FSM=0时，串行口工作在连续方式。,2019年4月20日,DSP原理及应用,46,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,MCM：时钟选择模式位。 用来设定CLKX的时钟源。 若MCM=1，CLKX配置成输出，采用内部时钟源； 若MCM=0，CLKX配置成输入，采用外部时钟源。,TXM：发送模式位。 用于设定帧同步脉冲FSX的来源。 当TXM=1时，FSX设置成输出，由片内产生帧同步脉冲； 当TXM=0时，FSX设置成输入，由外部提供帧同步脉冲。,2019年4月20日,DSP原理及应用,47,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,XRST：发送复位位。,RRST：接收复位位。,用来对串行口发送器进行复位。,当XRST=1时，串行口处于工作状态；,当XRST=0时，串行口处于复位状态，停止操作。,用来对串行口接收器进行复位。,当RRST=1时，串行口处于工作状态；,当RRST=0时，串行口处于复位状态，停止操作。,2019年4月20日,DSP原理及应用,48,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,IN0：接收时钟状态位。 用于显示接收时钟CLKR当前状态。,IN1：发送时钟状态位。 用于显示发送时钟CLKX当前状态。,RRDY：接收准备好位。 用于检测接收移位寄存器RSR接收数据的状态。 RRDY由0变1，表示RSR中的内容已复制到接收数据寄存器DRR中，同时串行口产生接收中断RINT。,2019年4月20日,DSP原理及应用,49,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,XRDY：发送准备好位。 用于检测发送寄存器DXR发送数据的状态。 XRDY由0变1，表示DXR中的内容已复制到发送移位寄存器XSR中，同时串行口产生发送中断XINT。,XSREMPTY：发送移位寄存器空位。,用于反映发送移位寄存器的状态。 当发生如下情况时,XSREMPTY=0,暂停发送数据：, 发送移位寄存器XSR已空，而DXR仍未加载； 发送复位XRST=0； 芯片复位RS=0。,2019年4月20日,DSP原理及应用,50,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,RSRFULL：接收移位计数器满。 用来反映接收移位寄存器的状态，高电平有效。 在FSM=1时，下述条件同时发生时，RSRFULL=1: 上次从RSR传到DRR的数据还没有读出； RSR已满； 一个帧同步脉冲已出现在FSR端。,在FSM=0时，若满足前两个条件，RSRFULL=1。 当发生如下情况时，RSRFULL=0： 读取DRR中的数据； 接收复位RRST=0；, 芯片复位RS=0。,2019年4月20日,DSP原理及应用,51,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,Free、Soft：仿真控制位。 用于调试程序遇到断点时决定串行口的时钟状态。,2019年4月20日,DSP原理及应用,52,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,3.标准串口SP的操作,串口初始化步骤： 复位，并且把0038H(或0008H)写到SPC，初始化串行接口。 把00C0H写到IFR，清除任何挂起的串行接口中断。 把00C0H和IMR求或逻辑运算，使能串行接口中断。 清除ST1的INTM位，使能全局中断。 把00F8H(或00C8H)写入SPC，启动串行接口。 把第一个数据写到DXR。,如果这个串行接口与另一个处理器的串行接口连接,而且这个处理器产生一个帧同步信号SFX，则在写这个数据之前必须有握手信号。,2019年4月20日,DSP原理及应用,53,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,3.标准串口SP的操作,串口中断服务程序步骤： 保存上下文到堆栈中。 读DRR或写DXR，或者同时进行两种操作。从DRR读出的数据写到内储器中预定单元，写到DXR的数据从存储器的指定单元取出。 恢复现场。 用RETE从中断子程序返回，并重新使能中断。,2019年4月20日,DSP原理及应用,54,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4 C54x的中断系统,C54x中断系统设置两个中断寄存器，分别为中断标志寄存器IFR和中断屏蔽寄存器IMR。,7.4.1 中断寄存器,1. 中断标志寄存器IFR,中断标志寄存器IFR是一个存储器映像寄存器,当一个中断出现时,IFR中的相应的中断标志位置1,直到CPU识别该中断为止。,C5402中断标志寄存器IFR的结构:,2019年4月20日,DSP原理及应用,55,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.1 中断寄存器,1. 中断标志寄存器IFR,中断标志寄存器IFR各位的功能。,2019年4月20日,DSP原理及应用,56,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.1 中断寄存器,1. 中断标志寄存器IFR,在C54x系列芯片中，IFR中5 0位对应的中断源完全相同，分别为外部中断和通信中断标志寄存位，而156位中断源根据芯片的不同，定义的中断源类型不同。有三种情况将清除中断标志：, 相应的IFR标志位置1； 使用相应的中断号响应该中断， 即使用INTR #K指令。,2019年4月20日,DSP原理及应用,57,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.1 中断寄存器,2. 中断屏蔽寄存器IMR,中断屏蔽寄存器是一个存储器映像寄存器，主要用于控制中断源的屏蔽和开放。,2019年4月20日,DSP原理及应用,58,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2. 中断屏蔽寄存器IMR,中断屏蔽寄存器IMR的结构：,用户可以对IMR寄存器进行读写操作。,2019年4月20日,DSP原理及应用,59,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,2. 中断屏蔽寄存器IMR,中断屏蔽寄存器IMR各位的功能：,2019年4月20日,DSP原理及应用,60,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4 C54x的中断系统,中断控制主要是屏蔽某些中断，避免其他中断对当前运行程序的干扰，以及防止同级中断之间的响应竞争。,7.4.2 中断控制,1. 中断请求,一个中断可由硬件器件或软件指令提出请求。当产生一个中断时，IFR寄存器中相应的中断标志位被置1。不管中断是否被处理器应答，该标志位都会置1。当相应的中断响应后，该标志位自动被清除。,2019年4月20日,DSP原理及应用,61,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,对于软件中断和非屏蔽中断，CPU将立即响应，进入相应中断服务程序。 对于硬件可屏蔽中断，只要满足以下3种条件后CPU才能响应中断。,7.4.2 中断控制,2. 中断响应, 当前中断优先级最高。,C54x按照中断优先级响应中断请求。, INTM位清0。,当INTM=0，所有可屏蔽中断被使能。 当INTM=1，所有可屏蔽中断被禁止。, IMR屏蔽位为1。 在IMR中，中断的相应位为1,表明允许该中断。,2019年4月20日,DSP原理及应用,62,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,CPU响应中断后，将进行以下操作：,7.4.2 中断控制,3. 中断服务程序, 保护现场，将程序计数器PC值压入堆栈； 将中断向量的地址加载到PC； 从中断向量所指定的地址开始取指； 执行分支转移，进入中断服务程序； 执行中断服务程序直到出现返回指令； 从堆栈中弹出返回地址，加载到PC中； 继续执行主程序。,2019年4月20日,DSP原理及应用,63,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.2 中断控制,4.保存中断上下文,当执行一个中断服务程序时，有些寄存器必须保存在堆栈中。当程序从ISR返回时，用户软件代码必须恢复这些寄存器的上下文。 使用堆栈操作指令可以将这些寄存器传送到堆栈中，或者从堆栈中取出。 PSHM指令：将MMR寄存器中的内容传送到堆栈中； POPM指令：从堆栈中读出的数据传送到MMR寄存器中； PSHD指令：将数据存储器中的数据传送到堆栈； POPD指令：从堆栈中读出的数据传送到数据存储器中.,2019年4月20日,DSP原理及应用,64,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,6.中断操作流程,中断操作流程：,2019年4月20日,DSP原理及应用,65,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.2 中断控制,7.中断向量地址,中断向量可以映射到程序存储器的任何128字页面的起始位置，除保留区域外。 C54x的中断向量地址是由PMST寄存器中的IPTR(9位中断向量指针)和左移2位后的中断向量序号所组成。,中断向量地址=IPTR+(左移2位的中断向量序号),例如，IPTR=0001H，INT0的中断向量序号为10H，中断向量的地址为00C0H。,中断向量地址=0 00000001 100 0000 = 00C0H,2019年4月20日,DSP原理及应用,66,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.中断向量地址,硬件复位时，IPTR=1FFH，复位向量将映射到程序存储器的511页空间，复位向量地址为FF80H。 当硬件复位后,CPU将从0FF80H开始执行程序。 若对IPTR重新赋值，中断向量可以映射到程序存储器的其他地址。 例如，用0001H加载IPTR，中断向量将被移到0080H单元开始的程序存储器空间。,2019年4月20日,DSP原理及应用,67,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4.2 中断控制,8.外部中断触发,外部中断触发方式有两种，分别是电平触发和边沿触发。,是指外部的硬件中断源产生中断用电平表示。 采用电平触发时，CPU可以通过采集硬件信号电平，来响应中断信息。 要求：在中断服务程序返回之前，外部中断请求输入必须无效，否则，CPU会反复中断。 在这种触发方式下，CPU必须有应答硬件信号通知外部中断源，当中断处理完成后，取消中断申请。,(1) 电平触发方式,2019年4月20日,DSP原理及应用,68,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,8.外部中断触发,在这种方式下，外部中断申请触发器能锁存外部中断输入线上的负跳变。即使CPU不能及时响应中断，中断申请标志也不丢失。 要求：输入脉冲宽度至少保持3个时钟周期，才能被CPU采集到。 外部中断的边沿触发方式适用于以负脉冲方式输入的外部中断请求。,(2)边沿触发方式,2019年4月20日,DSP原理及应用,69,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,7.4 C54x的中断系统,如果系统有多个外部中断源，首先按这些中断源时间响应要求的轻重缓急进行中断排队；然后按规定优先级将中断源连接到系统中。 由于C54x系列的外部中断引脚只有4个，为了扩展外部中断源的个数，可采用“或”逻辑或“与”逻辑的方法，将多个中断源连接到外部中断引脚上，同时将各个中断源与I/O口连接。当产生中断时，CPU读I/O口，判别是哪个中断源申请中断。,7.4.3 中断系统的应用,2019年4月20日,DSP原理及应用,70,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,【例7.4.1】有8个中断源，分别表示为IR1，IR2，IR8，各中断源均采用边沿触发方式，试用C5402建立相应的中断系统。,7.4.3 中断系统的应用,(1) 构建硬件中断系统,8个中断源分别与主机口HPI相连，以便C5402查询。 优先级顺序:IR1、IR2、IR3、IR4、IR5、IR6、IR7、IR8,2019年4月20日,DSP原理及应用,71,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,(1) 构建硬件中断系统,硬件中断系统：,2019年4月20日,DSP原理及应用,72,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,(2) 系统中断程序,中断服务程序：,；外部中断INT0中断服务子程序： INT0ISR： PSHM ST0 ；保存寄存器 PSHM ST1 PSHM BG PSHM BH PSHM BL PORTR HPIPORT，*(hpi_var) ；读HPI口 STL *(hpi_var)，B AND #01B，B BC IR2，ANEQ ；首先判别是否是IR1, ；是，则执行服务程序, ；否，则跳至对IR2的判断,2019年4月20日,DSP原理及应用,73,第7章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用,(2) 系统中断程序,；扩展中断IR0的服务程序主体 IR2： STL *(hpi_var)，B AND #010B，B BC INT0END，ANEQ ；首先判别是否是IR1， ；是，则执行服务程序， ；否，则跳转至结束 ；扩展中断IR1的服