TMS320C55x的片内集成外设开发及测试.ppt

2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,1,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,内容提要c55x外设完成的功能:采集原始数据、输出处理结果、控制外部其他设备的工作状态。c55x的片内外设分为：1时钟与定时器()2外部设备连接接口(介绍emif)3信号采集(介绍gpio和a/d转换器)4通信接口5其他外设,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,2,5.1c55x片内外设与芯片支持库简介5.2时钟发生器5.3通用定时器与dsp中断实验2.1指示灯实验实验2.2拨码开关实验实验2.3dsp定时器,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试(1),2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,3,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,5.1c55x片内外设与芯片支持库简介,一、c55x片内外设,1时钟与定时器(1)时钟产生器-产生cpu的工作时钟，并提供clkout时钟输出以供其他器件使用。(2)通用定时器-通过计数器为系统提供定时时钟，并能发出相应中断。(3)实时时钟以及看门狗定时器等。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,4,2外部设备连接接口(1)外部存储器连接接口(emif):与并行存储器(sdram、sbsram、flash、sram)或外部并行设备（并行a/d、d/a、具有异步并行接口的专用芯片)连接。(2)主机接口(ehpi):为主控cpu和c55x处理器之间提供一条快捷的并行连接接口，对dsp进行控制、程序加载、数据传输。,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,5,3信号采集(1)模/数转换器-实现多通道模/数转换。(2)通用输入/输出接口(gpio)-提供数字信号输入/输出功能；当被设置为输出模式时，可通过这些接口控制其他设备。,4通信接口(1)多通道缓冲串口(mcbsp)-连接串行存储器、a/d、d/a转换器，并可以通过该接口实现与其他处理器的高速串行连接。(2)i2c接口、异步串口、usb接口以及多媒体卡/sd卡接口等。5.其他外设包括：dma控制器和指令流水线等，用来辅助cpu工作，提高dsp的工作效率。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,6,二、片上外设支持库(csl)为方便地实现c55x外设的控制，提供了片上外设支持库(csl),可通过程序或dsp/bios调用csl函数和宏。csl库的位置：c:ccstudio_v3.3c5500biosinclude特点：（1）采用标准协议对外设进行编程包括数据类型、定义外设配置的宏定义和对各种外设操作的函数等。（2）基本资源管理（3）设备符号描述定义外设寄存器和寄存器域符号，使程序易于移植。,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,7,5.2时钟发生器,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,功能：从clkin引脚接收输入的时钟，将其变换为cpu及其外设所需要的工作时钟，工作时钟也可经过分频通过clkout输出，供其他器件使用。时钟发生器内有一数字锁相环(dpll)和一个时钟模式寄存器(clkmd)。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,8,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,clkin,dsp时钟发生器,cpu时钟,cpu、外设、其他器件,clkdiv,clkout,图5-1时钟输出,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,表5-1时钟模式寄存器clkmd,一、时钟模式寄存器(clkmd),功能：控制时钟发生器的工作状态。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,10,表5-1时钟模式寄存器clkmd（续）,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,11,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,二、工作模式,1旁路模式（bypass）,如果pllenable=0，pll工作于旁路模式，pll对输入时钟信号进行分频，分频值由bypassdiv确定：,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,12,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2锁定模式（lock）,如果pllenable=1，pll工作于锁定模式，输出的时钟频率由下面公式确定：,时钟输出频率,输入频率,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,三、clkout输出,cpu时钟也可通过一个时钟分频器提供clkout信号，clkout的频率由系统寄存器（sysr）中的clkdiv确定：,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,14,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,四、注意事项,1省电（idle）,为了节省功耗，可以使时钟发生器处于省电状态，当时钟发生器退出省电状态时，pll自动切换到旁路模式，进行跟踪锁定，锁定后返回到锁定模式，时钟模式寄存器中与省电有关的位是iai。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,15,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2dsp复位,在dsp复位期间和复位之后，pll工作于旁路模式，输出的时钟频率由clkmd引脚上的电平确定。如果clkmd引脚为低电平，输出频率等于输入频率；如果clkmd引脚为高电平，输出频率等于输入频率的一半。,3失锁,锁相环对输入时钟跟踪锁定之后，由于其他原因使其输出时钟发生偏移，即失锁。出现失锁现象后，pll的动作由时钟模式寄存器中的iob确定。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,16,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,五、使用方法及实例,调用时钟发生器库函数首先要在头文件中包含csl_pll.h文件。首先要声明pll配置结构，具体声明如下：pll_configconfig_pll=1,/*iai休眠后重新锁相*/1,/*iob失锁后进入旁路模式并重新锁相*/6,/*倍频系数pllmult=6*/0/*1分频，clkout=dsp主时钟/（div+1）*/;之后运行配置函数：pll_config（通过pll_setfreq函数可以复位pll锁相环，并改变倍频和分频数从而得到所需的频率。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,17,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,5.3通用定时器与dsp中断,功能：片内有两个20位软件可编程定时器，利用定时器可向cpu产生周期性中断或向dsp片外的器件提供周期信号。,一、结构框图,定时器组成：1个4bit的预定标计数器和1个16bit的主计数器。有两个计数寄存器(psc,tim)和两个周期寄存器(tddr,prd),初始化过程中将周期寄存器的内容拷贝到计数寄存器中。tddr和prd-存放计时器的计时值;psc和tim-完成计时任务。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,18,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,cpu时钟,tin/tout,tddr,4位预定标器,psc,prd,16位主计数器,tim,中断请求,dma同步事件,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,19,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,二、工作原理,1.工作时钟源：工作时钟可来自dsp内部的cpu时钟，也可以来自引脚tin/tout，由定时器控制寄存器(tcr)中的func确定。定时器的工作模式有：当func=00b时，tin/tout为高阻态，时钟源是内部时钟（cpu时钟）。当func=01b时，tin/tout为定时器输出，时钟源是内部时钟（cpu时钟）。当func=10b时，tin/tout为通用输出，时钟源是内部时钟（cpu时钟）。当func=11b时，tin/tout为定时器输入，时钟源是外部时钟。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,20,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2.定时器频率计算预定标器由输入时钟驱动，psc在每个输入时钟周期减1，当其减到0时，tim减1，当tim减到0，定时器向cpu发送一个中断请求（tint）。定时器发送中断信号的频率为：,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,21,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,3.定时器的寄存器设置,定时器预定标寄存器prsc,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,22,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,主计数寄存器tim,主周期寄存器prd,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,23,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,定时器控制寄存器tcr,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,24,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,定时器控制寄存器tcr（续）,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,25,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,定时器控制寄存器tcr（续）,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,26,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,三、定时器的使用步骤,1.初始化定时器,初始化过程如下：（1）停止计时（tss=1），定时器装载使能（tlb=1），并将周期寄存器（tim，psc）的内容拷贝到计数寄存器（prd，tddr）；（2）将预定标计数周期数写入tddr；（3）将主计数器周期数装入prd；（4）关闭定时器装载（tlb=0），启动计时（tss=0）。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,27,第5章tms320c55x的片内集成外设开发及测试,2停止/启动定时器,利用时钟控制寄存器中的tss位可停止或启动定时器。(1)tss=1，停止计时;(2)tss=0，启动计时,3dsp复位,dsp复位后定时器的寄存器将按照如下规则复位：停止定时（tss=1）；预定标计数器值为0；主计数器值为ffffh；定时器不进行自动重装（arb=0）；idle指令不能使定时器进入省电模式；仿真时遇到软件断点定时器立即停止工作；tin/tout为高阻态，时钟源是内部时钟（func=00b）。,注：定时器程序写在一个中断函数中。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,28,定时器初始化的实例：（实验指导书p71)voidtimer_init(void)/初始化计时器ioportunsignedint*tim0;ioportunsignedint*prd0;ioportunsignedint*tcr0;ioportunsignedint*prsc0;tim0=(unsignedint*)0 x1000;/定时器0计数寄存器地址prd0=(unsignedint*)0 x1001;/定时器0周期寄存器地址,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,29,tcr0=(unsignedint*)0 x1002;/定时器0控制寄存器地址prsc0=(unsignedint*)0 x1003;/定时器0预定标寄存器地址*tcr0=0 x04f0;/tlb=1;arb=1;tss=1*tim0=0;/清主计数器*prd0=0 x0ffff;/设置周期寄存器prd=ffffh*prsc0=2;/设置周期寄存器tddr=2，清预定标寄存器psc=0*tcr0=0 x00e0;/tlb=0;arb=1;tss=0,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,30,*tms320c55x中断系统1.中断-cpu正在执行程序时，外部发生了某一事件并向cpu发信号请求去处理，cpu暂时中断当前工作，转去处理这一事件(进入中断服务程序)，处理完再回来继续原来的工作。产生中断的请求源称为中断源，中断系统使dsp能够处理多个任务。,c55x支持32个中断服务子程序isr。分成可屏蔽中断、不可屏蔽中断。所有软件中断都是不可屏蔽中断。,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,31,表5-1c55x的中断管理寄存器,中断标志寄存器,中断使能寄存器,2019年12月16日,tms320c55xdsp原理及应用,32,2.中断响应过程(1)接收中断请求。(2)响应中断请求。如果是可屏蔽中断，则响应必须满足某些条件；如果是不可屏蔽中断，则cpu立即响应。(3)准备进入中断服务子程序。cpu要执行的主要任务：完成当前指令的执行，并冲掉流水线上还未解码的指令。自动将某些寄存器的值保存到数据堆栈和系统堆栈。从用户事先设置好的向量地址获取中断向量，该中断向量指向中断服务子程序。(4)执行中断服务子程序。cpu执行用户编写的isr。isr以一条中断返回指令结束，自动恢复步骤(3)中自动保存的寄存器值。,2019年12月16日,tms320c