华科DSP实验指导书.doc

前 言在今天，DSP的应用几乎遍及整个电子领域，在通信、计算机、控制、信号处理等领域尤其表现出不可替代的优势。数字信号处理（DSP）技术是数字化的核心技术，同时，它的发展也大大加速了数字化的进程。DSP芯片已是当今电子工程师在产品开发过程中的首选器件之一，已经成为集成电路中紧随微处理器与微控制器之后的一大热点电子产品。高校是培养电子工程师的摇篮，为了提高教学质量，增强学生的硬件知识和动手能力，让我们新生的工程师能更适应时代的需要，我们开发设计了多功能DSP教学实验系统。该系统为DSP所有功能单元，提供了相应的硬件实验和扩展接口。该实验平台凝聚着我们教师在教学和硬件开发中的宝贵经验，设计新颖简练，功能全而不乱。本实验装置由DSP最小系统和DSP硬件实验平台两部分构成。最小系统板上包含了DSP芯片，并扩展了存储器，是整个实验装置的核心，并且可以方便的将实验装置配置成TMS320C5402实验平台和TMS320LF2407实验平台。另外本实验平台的最大优点是提供了良好的人机接口，学生在做实验时可以将一些数据送出显示，也可通过键盘来控制DSP执行相应的程序。虽然，人机接口可以由微控制器来完成，但是作为DSP实验装置，用DSP来设计这部分接口无疑提供了熟悉DSP的机会，也使得系统的交互性大大加强。总之，该实验装置是通信、控制、计算机、信息技术等专业本科生，研究生教学和电子大赛的理想实验平台。 由于时间仓促，本实验指导书还有很多不尽人意之处，因此不妥和错误，敬请读者批评指正。编 者2003年8月12日第一部分 TMS320C5402及硬件实验平台1 DSP芯片介绍1.1 DSP芯片及系统TI是全球DSP的主要供应商，其DSP芯片已经发展了好几代。其发展过程如下：1）C2x是技术比较成熟的一代DSP处理器，在我国有着广泛的应用。不过它已逐渐退出历史舞台。2）C2XX是TI公司的一代高性能、低价位定点DSP处理器。主要有TMS320C203/C204/C205，TMSC209.TMS320F206/F207,时钟频率达40M，它是TI最早使用片内内存的一代DSP芯片。3）C54x是TI推出的又一代高性能、低功耗定点DSP处理器。包括541，542，545，548。C54X满足实时嵌入设备的要求。如电信设备，无线通线设备。4）TMS320C62XX系列是新一代超高性能DSP处理器。例如TMS320C6201.它的最大处理能力高达1600MIPS,即16亿次每秒定点运算，是当前市场中所有的定点DSP芯片中速度最快、处理能力最强的DSP处理器。用于移动式无线基站、调制解调器、语音压缩、多媒体系统、家电领域。TMS320系列中同一代芯片具有相同的CPU结构，但是片内存储器和片内外设的配置是不同的。TMS320C54x DSP具有如下的优点：1) 具有哈佛结构的CPU，具有高度的并行性；2) 包含定点，浮点，多CPU；3) 主要用于实时处理；4) 灵活的指令集；5) 高速；6) 并行；7) 性价比高；8) c编程。TMS320C54x DSP芯片的总体结构如下： 从上图可以看出，DSP芯片具有计算，存储，和通信的功能。这恰好与数字思想是吻合的。只要对数字比特进行运算和存储及传输就能完成任何复杂的功能，这就是数字化的思想。在此CPU充当计算功能，而片内存储起数据缓存作用，另外片内外围电路则是传输通道。除上述结构特征外，DSP芯片还具有适合于数字信号处理的特点：1）改进的哈佛结构。冯诺依曼结构，其特点是程序和数据共用一个存储空间。统一编址依靠令计数器提供的地址进行区分。由于对数据和程序进行分时读写，执行速度慢。哈佛结构是程序和数据具有独立的存储空间，有着各有的独立总线。由于可同时对数据和程序进行寻址，它大大地提高了数据处理能力。改进型哈佛结构是在数据总线和程序总线之间建立交叉连接。这样允许数据存放在程序存储器内，另外指令可存储在CACHE中。2）流水线操作。一个指令是分为取指令、译码、取操作数、执行。显然是顺序的，但如果有多条这样的流水同时进行，将会大大减少指令执行时间。3）采用硬件乘法器。4）一套专门为数字信号处理而设计的指令系统。5)快速的指令周期。6)良好的多机并行运行特性，提供了并行运行的通信接口。一个相对完备的DSP系统框图如下所示DSP系统具有如下特点：1）精度高,相比R/L/C网络只要提高A/D和D/A的精度将有效提高整体精度。2）可靠性强。由数字电路的特点所决定。3）集成度高。4）接口方便。对于系统集成接口设计是关键。5）灵活性好。可编程。6）保密性好。1.2 CPU及总线结构TMS320C54x CPU包括：1) 具有一条程序总线，三条数据总线，四条地址总线的哈佛结构。2) 40bit的算术逻辑单元，包含一个40bit桶行移位器和两个40bit的寄存器，寄存器是用来保存CPU的运算结果或提供数据输入的。3) 可以在一个周期内执行乘及累加操作的硬件单元mac指令。4) 比较，选择，保存单元，CSSU。5) 指数编码器。6) 两个地址产生单元，包括八个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术单元。a) 数据地址产生单元b) 程序地址产生单元7) 桶形移位器。8) 1717bit乘法器TMS320C54x具有增强的哈佛结构，它共有八条总线，如下图：分开的程序和数据空间允许同时访问程序和数据。提供了高并行性。例如在一个周期内可以执行三次读和一次写。正是利用了这种结构，DSP可以执行特定指令的同时把结果并行的保存起来。1）程序总线：用来访问程序空间的指令代码和立即数。例如系数表，可以用三个指令访问程序空间，MVPD、READA、WRITA。2）三条数据总线与各种单元相连，包含CPU片内外围与数据空间等。3）四条地址总线可以在一个周期产生两个数据空间地址（使用ARAU0和ARAU1）。1.3 内部存储器组织存储空间分成三个空间：程序，数据，I/O.空间。例如：C5402具有1M的程序空间，64k的数据空间，64KI/O空间。也就是说CPU可以访问数据的空间最大是三者的和。空间是空间，但要有物理实现。为了提高访问速度和稳定性，DSP内部一般都实现了存储器。14k的ROM。内容包含：1) BOOTLOADER2) 256字的u律表3) 256A律表4) 256字的sin查找表5) 中断向量表216k的DARAM（地址范围0080-7FFF）。DARAM分成2块，每块可以在一个周期两次读，或者一次读一次写。这16K的DARAM本身是映射在数据空间的，但同时可以将16k的映射到程序空间。C5402的存储空间映射如下图：1.4 数据寻址包含以下几种方式寻址：l 立即寻址l 绝对寻址l 直接寻址l 间接寻址l 累加器寻址l 堆栈寻址l 存储器映射寻址1）立即寻址这种寻址将操作数编码在指令中即不用立即数可以是3，5，8，9，16。例如ld #K，asm 就是3bit的操作数。2）绝对寻址在此种方式中，用数字和符号来表示地址。例如：buffer .usect “buf”,10，分成4种：l 数据空间地址寻址MVDK Smem,bufferl 程序空间地址寻址mvpd pmad,Smeml 端口地址寻址PORTR FIFO,*AR5l *(lk)寻址LD *(buffer),A3）累加器寻址使用累加器里的内容作为地址。这种寻址主要用来访问程序空间的数据。Reada，writa。4）直接寻址指令直接包括操作数的地址，但它只包括低7bit地址。7bit是地址的偏移量。所以这种寻址要结合基地址来访问操作数。基地址可以是DP和SP的内容。CPL=0 由DP里的9bit和7bit偏移量来合成16bit地址CPL=1 由SP里的16bit地址加上7bit偏移量来合成16bit地址5）间接寻址指令中并包括地址，地址是由辅助寄存器来指示的。所以指令要指明使用哪个辅助寄存器。例如：ld *ar2,a，使用间接寻址的好处：可以方便的对一块连续的数据空间进行灵活多变的访问。6）存储器映射寄存器寻址这种寻址方式使用来访问存储器映射寄存器，它类似于直接寻址，但它并不需要基址指示，因为0000007f，因此在0页，例如STM #12,AR37）堆栈寻址一般程序都要用到堆栈区，堆栈寻址的指令有：PSHD，PSHM，POPD，POPM。 定义堆栈的方法： 首先，分配一段存储空间用作堆栈 stack .usect “stack_buf”,100 ld #stack+100,sp1.5 片内外围1）一般I/O XF (输出)BIO（输入）可以用来指示某种含义SSBX XF RSBX XF 2）定时器。C54X定时器是内置于芯片的下数计数器，能用来周期性地产生定时器中断。定时器因此提供了一个方便的方法来执行周期I/O或其它功能。定时器的逻辑方框图如下：l TSS 停止计数=1重新计数l TRB 重新加载周期=1l PSC 预分频值l TDDR定时器的下除率l TINT 向CPU中断l TOUT 定时时钟输出3）时钟产生电路。DSP芯片内具有振荡电路和锁相倍频电路。具有两种时钟输入方式：一是外接晶体，则内部振荡电路工作。二是外接时钟源。比如有源晶振。不管哪一种，我们提供的都是频率较低的时钟，最终都要经内部倍频后供给CPU。这样做好处是减小了外部对时钟的干扰，及它对外界的干扰。4）主机接口是一个8bit的并行接口，它可以与任何主设备（例如PC和单片机）或主处理器接口。54x和主设备之间的信息交换是通过54x内部的存储单元来实现的。对于5409，5402由于它们具有增强的主机接口，所以主设备可以访问DSP内部的全部存储单元。主机接口是54x的外围电路，而主设备作为接口的控制者，这极大的便利了任何主设备与DSP之间交换信息。主机接口包括：1）三个寄存器。这三个寄存器分别是数据锁存寄存器，地址寄存器，控制寄存器。2）HPI控制逻辑。3）HPI控制寄存器。4）与DSP内部交换数据和地址的逻辑电路。 总结以下，HPI接口信号线可以分为如下几类：1)八根数据线（HD0-HD7）。注意它不仅用来传送数据，也用来传送地址信息和控制信息。所以这八根数据线是主设备和DSP交换信息的通道。2)地址信息（HCNTL0/1,HBIL,HR/W）。注意这里地址并不是真正意义上的地址线，因为主设备并不能直接访问DSP内部的存储单元，而只能访问内部HPI的三个寄存器，所以HPI的地址线实际只有4根。3）控制访问时序的信号线。包含地址锁存信号HAS,片选信号HCS,数据锁存信号HDS1,HDS2。4)中断和准备传送输出。1）在时间（a）,控制信号HCNTL0,HCNTL1,HR/W,和HBIL设置成需要的逻辑电平。这些信号指示了访问HPI的类型，以及是访问哪个寄存器，是读还是写。2）在时间（b），HDS1的下降沿将控制信号HCNTL0,HCNTL1,HR/W,和HBIL锁存，这样就将HPI设置成所需要的访问模式。3）在时间（c）,HDS1的上升沿指示要写入的数据已呈现在HPI数据线HD0-HD7。上。如果是读数据，HDS1的上升沿指示数据已被读取。4）根据时序，就可以设计PC并口与HPI的接口程序。从上面已知道主设备与HPI的信息交换是通过读写三个寄存器实现的。只有在实现了访问寄存器的基础上，才能实现任何复杂的通信。可以把访问寄存器看作是HPItoPC的物理通道，只有通道畅通，才能在此通道实现所需要的数据交换。根据时序，就可以设计PC并口与HPI的物理通道。5）多通道缓冲串口McBsp。它是一个非常重要的接口，多可与多种设备接口。例如与满足工业标准的编码器接口，各种模拟接口芯片AIC，串行的A/D和D/A。McBsp是一个双向的同步串口,它与外界是通过帧同步，时钟同步，及信号线通信.帧同步指示一个串行数据帧的开始,时钟同步确定何时采样信号线上的bit。 McBsp寄存器的访问：外部对这些寄存器的访问是通过两个寄存器来完成的：1）一个是存放偏移量的子段寄存器2）一个是存放访问数据的寄存器这两个寄存器都被映射到数据存储空间，并且地址是相连的MCBSP具体的通信过程是靠一系列寄存器来控制的。以外部的接口连接来说是非常简单的，关键在于对寄存器的设置。可以理解成串行通信=寄存器的设置。初始化：包括对5个寄存器的初始化1) 采样时钟发生器2）引脚控制3）控制寄存器1，控制寄存器24）接收控制寄存器5）发送控制寄存器1.6 中断分为内部中断和外部中断。而内部中断又分为软中断和硬中断。中断的产生：1） 过INTR,TRAP,RESET指令来申请软中断2） 件中断由外部设备信号触发3） 由外部的三个中断端口来触发4） 由片内外围电路来触发。中断的处理三步曲，接收中断请求在标志寄存器IFR置位应答中断从中断向量表中找到入口执行中断服务程序 中断处理的软件实现。1）在程序一开始要重新映射中断向量表中断向量表告诉我们中断服务程序的入口地址。例如 stm#0011000001100000b,PMST;001100000bIPTR: 中断向量驻留在03000h;1bMP/MC_:片内 ROM 不使能;1bOVLY:片内 RAM 映射到程序和数据空间;0bAVIS:地址可见模式关闭;0bDROM:片内 ROM不映射到数据空间;0bCLKOFF:CLOCKOUT 不被禁止;0bSMUL:乘饱和被禁止;0bSST:保存饱和被禁止中断向量表里的入口地址2）编辑好中断向量文件例如* 文件名: vectors.asm* 功能: 软异步串口程序的中断向量表* Author: Robert J. DeNardo* Texas Instruments, Inc* Revision History:* 11/12/99 Original CodeRobert DeNardo*.mmregs ;用寄存器名表示映射寄存器是合法的.sectvecs .ref_c_int00;c语言程序入口标志 ；外部程序定义的，本程序引用.ref HS_HANDLE.ref VS_HANDLE.ref SAMPLE_HANDLE.ref_UARTDMARxISR ;DMA接收中断服务程序.ref_UARTDMATxISR;DMA发送中断服务程序ResetVector: ; 复位向量，每个中断源占4个字bd_c_int00;主程序入口，延迟跳转，不破坏流水线stm #100,spnmi: RETE ; NMI Vector，没使用该中断 NOP NOP NOPsint17 .space 4*16 ; SWI 17，软件中断空间sint18 .space 4*16 sint19 .space 4*16 sint20 .space 4*16 sint21 .space 4*16 sint22 .space 4*16 sint23 .space 4*16 sint24 .space 4*16 sint25 .space 4*16 sint26 .space 4*16 sint27 .space 4*16 sint28 .space 4*16 sint29 .space 4*16 sint30 .space 4*16 int0:B HS_HANDLE ; 外部中断 0，无条件跳转 nop nopint1: B VS_HANDLE; 外部中断1 nop nopint2: B SAMPLE_HANDLE ; 外部中断2 nop noptint: RETE; 定时器中断，没使用该中断 nop nop noprint0: RETE ; McBSP0 接收中断，没使用该中断 nop nopNOPxint0: RETE ; McBSP0 发送中断，没使用该中断 nop nop noprint2: RETE ; McBSP2 接收中断，没使用该中断 nop nop nopxint2: RETE; McBSP2 发送中断，没使用该中断 nop nop NOPint3: RETE; 外部中断 3，没使用该中断 nop nop nophpi: RETE ; 主机接口中断，没使用该中断 nop nop NOPrint1: RETE ; McBSP1 接收中断，没使用该中断 NOP NOP NOPxint1: RETE ; McBSP1 发送中断，没使用该中断 NOP NOP NOPDMAC4Vector: ; DMA 通道4中断b _UARTDMARxISRnopnopDMAC5Vector: ; DMA 通道5中断b_UARTDMATxISRnopnopb $ ; Reservednopnopb $ ; Reservednopnop1）设置IMR寄存器以允许该中断。例如：STM #1,IMR则使能外部中断0。2）允许全局中断。rsbx intm中断服务程序该做的事。3）将一些寄存器压入堆栈。4）清除中断响应标志。 STM #01h,IFR;清中断标志。5）暂时屏蔽该中断andm #0fffeh,*(imr)。6）处理程序。7）清中段屏蔽orm #1,*(imr)。8）出栈。9）返回。1.7 C5402引脚和信号说明 TMS320C54xx整个系列的型号基本上都采用薄的塑料或陶瓷四方扁平封装（TQFP）。本节描述C54xx的引脚表示图及其对应的信号说明。下图为球面封装引脚分配图。1） 3 C5402引脚和信号说明地址与数据信号A19A0输出/高阻并行地址总线A19A0，用于对片外数据/程序存储器及I/O寻址。A19A16用于扩展程序存储器寻址。另外，数据总线具有总线保持的特性。D15D0输入/输出/高阻并行数据总线D15D0，用于在CPU内核、片外数据/程序存储器或I/O器件之间传递数据。当没有输出，或者当RS或HOLD起作用时，D15D0呈高阻。初始化、中断和复位操作信号IACK输出/高阻中断响应信号，说明芯片收到了一个中断。INT0INT1INT2INT3输入外部用户中断输入。它们具有优先权，优先级高于中断屏蔽寄存器和中断方式位屏蔽。NMI输入非屏蔽中断。RS输入复位输入使它中止执行。MP/MC输入微处理器/微计算机方式选择引脚。如果复位时该信号为低（微计算机方式），那么内部程序ROM将映射到程序存储器空间。一般I/O信号BIO输入转移控制输入。XF输出/高阻外部标志输出（软件可控信号）。XF可由指令RSBX和SSBX，或写状态寄存器ST1使信号变为高或低。存储器控制信号DSPSIS输出/高阻数据、程序、I/O空间选择信号。DS、PS和IS除非与一个特定的外部空间通信时被置为低，其他时候总为高。有效期与有效地址对应。READY输入数据准备好输入，表示一个外围设备正准备好对数据进行传输。R/W输出/高阻读/写信号，表明在与外围设备通信时的传递方向。IOSTRB输出/高阻I/O选通信号。通常为高，除非外部总线访问一个I/O设备时才为低。振荡器/定时信号CLKOUT输出/高阻主时钟输出信号。该信号周期为CPU的机器周期，片内机器周期与该信号的上升沿同步。同样，CLKOUT在EMU1/OFF为低时呈高阻态。CLKMD1CLKMD2CLKMD3输入时钟模式片外/片内输入信号。该信号允许选择不同的时钟方式，如晶振外部时钟和各种PLL系数。此设置可以由软件改变。X2/CLKIN输入从晶振到内部振荡器的输入引脚。如果没有使用内部（晶体）振荡器，外部时钟信号就会输入到使用该引脚的器件中去。内部机器周期时钟工作方式引脚（CLKMD1、CLKMD2和CLKMD3）输入的时钟方式决定。X1输出内部振荡器到外部晶振的输出引脚。如果没有使用内部振荡器，X1应该不接。OFF影响X1。/振荡器/定时信号TOUT输出定时器输出。TOUT在片内定时计数器减至0时产生一个脉冲信号，该脉冲为一个时钟周期宽度。缓冲串口信号BCLKR0BCLKR1输入接收时钟。输入的外部时钟用于数据接收脚（DB）到缓冲串口接收移位寄存器（RSR）的时序控制。在缓冲串口传递期间，必须有该信号。BCLKX0BCLKX1输入/输出/高阻发送时钟。该信号用于数据从串口发送移位寄存器（XSR）到数据发送引脚的时序控制。BDR0BDR1输入可缓冲的串口数据输入。串行数据由BDR0/BDR1在RSR中接收。BDX0BDX1输出/高阻可缓冲的串口发送输出。串行数据通过BDX从XSR发送。当没有数据发送或EMU1/OFF为低时，BDX0O、BDX1呈高阻态。BFSX0BFSX1输入/输出/高阻用于发送的可输入/输出的帧同步脉冲。BFSX的下降沿将初始化一个数据发送过程，同时启动XSR的时钟。主机接口信号HD0HD15输入/输出/高阻并行双向数据总线。HD0-HD7输入/输出/高阻并行双向数据总线。HCNTL0HCNTL1输入控制脉冲。HBIL输入字节确认输入。HCS输入片选输入。HDS1HDS2输入数据选通输入。HAS输入地址选通输入。HR/W输入读/写输入。HRDY输出/高阻准备好输出。处理机构向外围设备表示已准备好HINT输出/高阻中断输出。主机接口信号HPIENA输入HPI模式选择输入。电源的信号CVDD电源+VDD。CVDD是指定的CPU核的电源电压。DVDD电源+VDD。DVDD是指定的I/O引脚的电源电压。VSS电源地。Vss是指定的器件电源地。IEEE 1149.1测试引脚TCK输入IEEE标准1149.1测试时钟。TD1输入IEEE标准1149.1测试数据输入。TDO输出/高阻IEEE标准1149.1测试数据输出。TMS输入IEEE标准1149.1测试方式选择，具有内部上拉电阻。TRST输入IEEE标准1149.1测试复位。EMU0输入/输出/高阻仿真中断引脚0。EMU1/OFF输入/输出/高阻仿真中断引脚1。2 TMS320VC5402实验平台2.1 以TMS320VC5402为核心的系统结构框图 最小系统板，是独立的DSP最小系统。 硬件测试平台，是为DSP提供的，尽可能测试其所有功能的外围电路。 本功能不推荐VC5402使用。DataAddressMCBPSJTAGI/OMCBPSTMS320VC5402SRAM 模块128K*16LCD点阵模块Address/DataTLC320AIC10直流电机模块Logging InterfaceMCBPSExpans_onI/OExpans_on步进电机模块交通灯模块实时时钟模块键盘模块测温模块电源管理模块JTAG接口TL16C550开关量输出模块开关量输入模块LED数码显示模块串口通讯模块语音输入语音输出语音输出并行接口HPI图2-1 以TMS320VC5402为核心芯片的实验箱功能框图2.2 以TMS320VC5402为核心芯片时的实验 CCS实验 存储器实验 A/D转换实验 D/A转换实验 语音录/放实验 卷积实验 FFT实验 FIT实验 IIT实验 LED数码显示实验 实时时钟实验 并口通讯实验 RS232串口通讯实验 LCD图形，文字显示实验 开关量输出实验 开关量输入实验 测温实验 键盘实验 交通灯实验 算法综合实验3实验箱资源配置3.1 电源管理本实验箱使用的电源电压有+1.8V，+3.3V，+5V，12V。1）电源开关：控制整个系统的电源，其上的红灯亮表示系统已上电。2）步进电机电源开关SW301：控制步进电机模块部分的电源。开关拨向下，步进电机模块断电，开关拨向上，步进电机模块通电。3）直流电机电源开关ZLDJ：控制直流电机模块部分的电源。开关拨向下，直流电机模块断电，开关拨向上，直流电机模块通电。4）IO输入输出方式选择开关SW601：选择IO输出方式。开关拨向上，选择IO输出方式一，开关拨向下，选择IO输出方式二。5）复位开关RESET：按下此开关，复位DSP。6）中断按键：按下此键可向DSP产生中断信号。3.2 存储器空间一、TMS320VC5402存储器扩展本实验箱扩展了64K*16程序存储器，64K*16数据存储器，合计为128K*16的静态存储器。片内存储器在存储时， 比外部存储器具有更高的优先级。首先， 最重要的是如何使外部存储器进入等待状态， 等待状态是由等待状态产生寄存器（ WSGR） 产生。使得片外等待状态， 产生寄存器获得零等待状态， 必须对其进行适当的编程控制。本实验箱提供了7 个等待状态， 它不能通过现成的外部信号产生等待态在外部程序和数据存储器内进行存取。下图显示的是零等待状态时， 程序存储空间进行读操作， 数据存储空间进行写操作的过程： 零等待状态寄存器工作时序二、 程序存储器程序存储器存在两种配置， 我们可以通过CPU板上的跳线， 选择使用哪一种结构。下表显示了两种方式下， 程序空间的结构。 DSP5402实验板： 表31 DSP5402程序存储器结构程序空间微处理器模式：MP/MC=1，JP111短接微计算机模式：MP/MC=0，JP111不短接0000007F0页OVLY=1：保留；OVLY=0：外部存储器0页OVLY=1：保留；OVLY=0：外部存储器00803FFFOVLY=1：片上DARAM；OVLY=0：外部存储器OVLY=1：片上DARAM；OVLY=0：外部存储器4000EFFF外部存储器外部存储器F000FEFF片上ROM（4K16位）FF00FF7F保留FF80FFFF中断矢量表（外部存储器）中断矢量表（片上存储器）三、数据存储器下表是数据存储器的结构， 外部存储器从0x8000-0xFFFF 有效。 表32 DSP5402实验板数据存储器结构地址数据存储空间0000005F存储器影射寄存器0060007F暂存寄存器00803FFF片上DARAM 16K16bit4000EFFF外部RAM 64K16bitF000FEFFDROM=1:片上ROMDROM=0:片外ROMFF00FFFFDROM=1:保留DROM=0:片外存储器DSP5402数据存储器结构四、I/O空间 DSP5402的I/O空间如表33所示。表33 I/O空间模块所使用的IO空间单元地址步进电机模块0x8030开关量输入模块0x8010开关量输出模块0x8028交通灯控制模块0x802C液晶显示模块命令寄存器0x8020数据寄存器0x8021键盘模块0x800C串行通信模块TL16C550接收器缓冲器（读）（DLAB=0）0x8040除数锁存器（LSB）（DLAB=1）0x8040发送器寄存器（写）（DLAB=0）0x8040除数锁存器（MSB）（DLAB=1）0x8041中断允许寄存器（DLAB=0）0x8041中断识别控制器（读）0x8042FIFO控制寄存器（写）0x8042线控制寄存器0x8043调制解调器控制寄存器0x80C0线状态寄存器0x80C1调制解调器状态寄存器0x80C2暂存器0x80C33.3 DSP芯片的时钟配置 本 实 验 箱 采 用 了 14.318M的 晶 振 ， 系 统 时 钟 频 率 =倍 频 系 数 14.318M， 见 下 表 。表34 DSP5402实验板时钟配置引脚状态时钟CLKMD1CLKMD2CLKMD3CLKMD寄存器复位值时钟模式000E007HPLL150019007HPLL100104007HPLL5011保留1001007HPLL2101F000H1/4(PLL禁止)110F007HPLL11110000H1/2(PLL禁止)3.4 实验平台提供的接口一、DSP总线扩展接口本实验箱的扩展总线，用来扩展DSP芯片的所有引脚。扩展总线允许用户在现有的基础上，设置自己的用户电路，而不必再为CPU 设计电路I/O 地址通路。表35 DSP5402板扩展口P202P203P204编号功能编号功能编号功能编号功能编号功能编号功能1VCCA2VCCA1+3.3V2+3.3V1+3.3V2+3.3V3AIN04AIN13VCC4VCC3BDRO4BDR15RS6RSTRB5HPIENA6空5BDXO6BDX17IOSTRB8MI7HDO8HD17BFSR08BFSR19INTO10JNT19HD210HD39BFSX010BFSX111XINT212H311HD412HD511BCLKX012BCLKX113R/W14RADY13HD614HD713BCLKR014BCLKR115XF16IO15HC816ICNTLO15空16空17A1618A1717HRW18ICNTL117空18空19A1820A1919HRDY20IS219空20空21AOUTO22QUT121HINT22IS121TOUT022TOUT123AGND24AGND23HBIL24AS23SCITXD24SCIRXD25AGND26AGND25GND26GND25GND26GND二、JTAG 接口本实验箱具有一个14 根引脚的JTAG接口P203（Joint test action group）。我 们 可以 通 过 这 个 JTAG口 ， 对 TI 生 产 的 DSP 芯 片 进 行 仿 真 。JTAG口连接需要和仿真器上给出的引脚一致。下 图 显 示 的 是 JTAG 口 的 接 口 标 准 。三、SPI接口本实验箱上具有与SPI515相兼容的SPI口，通过它可以进行高速的数据传输。 四、异步串口 本 实 验 箱 上 具 有 一 个 符 合 RS232 标 准 的 DB9芯 的 异 步 串 口P101，我 们 可 以 通 过 这 个 串 口 进 行 数 据 的 传 输 和 计 算 机 之 间 的 通 讯 。右 边 我 们 看 一 下 串 口 和 每 一 个 针 孔 的 输 入 信 号 的 规 定 ：表36 RS232 定义Pin#PC主机实验箱2Rx输入Tx输出3Tx输出Rx输入5GNDGND五、CAN总线接口本实验箱具有一个4 孔的小型CAN 接口P7， 这个串口可以进行高速的信号传输， 如果用户使用此CAN 接口， 则要用跳线帽将JP12短接。下边显示了CAN接口的正视图和信号输入的规定。在使用DSP2407板时，使用LF2407的内部SCI模块。在使用DSP5402板时，使用TL16C550，其中的寄存器地址见表5。六、A/D、D/A转换 DSP5402实 验 板 ： 本 实 验 箱 采 用 了 TLV320AIC10芯 片 ， 提 它 集 成 了 16位 A/D和 D/A转 换 器 ， 采样 速 率 最 高 可 达 22.05kb/s，其 采 样 速 率 可 通 过 DSP编 程 来 设 置 内 部 。TLV320AIC10内 部 DAC之 前 有 插 值 滤 波 器 ， 而 在 ADC之 后 有 抽 样 滤 波 器 ， 接 收 和 发 送 可 以 同时 进 行 。 详 细 资 料 请 查 阅 附 录 。 七 . 总 线 扩 展 接 口 本 实 验 箱 的 扩 展 总 线 ， 用 来 扩 展 DSP芯 片 的 所 有 引 脚 。 扩 展 总 线 允 许 用 户 在现 有 的 基 础 上 ， 设 置 自 己 的 用 户 电 路 ， 而 不 必 再 为 CPU 设 计 电 路 I/O 地 址 通 路 。DSP5402板 扩 展 口 ：3.5 实验模块一览一、开 关 量 的 输 入 模 块 和 输 出 模 块 本 实 验 箱 提 供 了 开 关 量 的 输 入 模 块 和 输 出 模 块 ， 为 了 方 便 使 用 和 测 试 它 们 ，特 提 供 了 8处 用 户 开 关 和 8个 指 示 灯 ， 分 别 被 设 置 在 I/O 映 射 区 内 的 0x8010和0x8028地 址 上 ， 使 用 IN 或 OUT 指 令 ， 可 以 控 制 指 示 灯 D0 D7。二、中断在做相关中断实验时，请将XINT2与INT连接，即硬件中断信号连至XINT2。三、LCD点阵模块本实验装置使用的液晶显示模块是TM12832A。该液晶模块是图形液晶，它的分辨率为12832，利用它可以在上面显示汉字和字符。 四、实 时 时 钟 模 块 在 方 式 一 下 （ 建 议 在 DSP2407 方 式 下 使 用 ）： DS1302 的 RST（ 5 脚 ） 连 接 IOPE5， CLK（ 7 脚 ） 连 接 IOPE6， IO（ 6 脚 ） 连接 IOPE7。 在 方 式 二 下 （ 建 议 在 DSP5402 方 式 下 使 用 ）： DS1302 的 RST（ 5 脚 ） 连 接 IO 空 间 0x0000 单 元 的 第 5 位 ， CLK（ 7 脚 ） 连 接IO 空 间 0x0000 单 元 的 第 4 位 ， IO（ 6 脚 ） 连 接 HD7。五、测 温 模 块 在 使 用 DSP2407 板 时 ： DS18B20 的 IO（ 2 脚 ） 连 接 IOPE1； 在 使 用 DSP5402 板 时 ： DS18B20 的 IO（ 2 脚 ） 连 接 HD1。六、数 码 显 示 模 块 在 使 用 DSP2407 板 时 ： MAX7221 的 CS 连 接 IOPE4， CLK 连 接 IOPE3， DIN 连 接 IOPE2。 在 使 用 DSP5402 板 时 ： MAX7221 的 CS 连 接 IO 空 间 0x0000 单 元 的 第 0 位 ， CLK 连 接 IO 空 间 0x0000单 元 的 第 1 位 ， DIN 连 接 IO 空 间 0x0000 单 元 的 第 2 位 。七、键 盘 模 块 键 盘 模 块 使 用 的 IO空 间 地 址 是 ： 0x800C。八、交 通 灯 模 块 交 通 灯 模 块 的 控 制 使 用 的 IO空 间 地 址 是 ： 0x802C。 交 通 灯 的 状 态 说 明 ：00， 熄 ； 01， 绿 ； 10， 红 ； 11， 黄 。十、步进电机模块十一、直流电机模块3.6 最小系统板设置J101：短接：微处理器方式运行，即运行片外存储器内的程序；开路：微控制器方式运行，即运行片内存储器内的程序。J102：短路：BCLR0与BCLX0短路； 开路：BCLR0与BCLX0未短路。J103：短路：BSFR0与BSFX0短路； 开路：BSFR0与BSFX0未短路。J104：短路：选择AIC10工作在从方式； 开路：选择AIC10工作在主方式。J108：短路：HPIENA为高； 开路：HPIENA为低。J110：短路：DS18B20的I/O脚连至5402的HD1； 开路：DS18B20的I/O脚未连至5402的HD1。J111：短路：DS1302的I/O脚连至5402的HD7； 开路：DS1302的I/O脚未连至5402的HD7。J120：短路：LM386输出端电容被短路； 开路：LM386输出端电容有效。第二部分 CCS实验指导实验一 DSP开发环境的建立一、实验目的1、 了解CC（或CCS）的组件及其安装；2、 了解DSP实验系统的组成及仿真系统的安装；二、实验步骤1、 认真阅读“附录”，了解CC（或CCS）的功能组件。2、 下面以Code Composer Studio 5000 (以下简称CCS)为例，介绍CCS的安装过程。打开CCS安装光盘，点击C5000（2.0）文件夹下Setup.exe进入安装界面，点击Code Composer Studio开始安装,点击Next,点击YES，点击Next,点击Next,选择安装路径后，点击Next(建议使用默认安装路径),安装等待，点击Finish完成安装。安装程序将在自动批处理文件中添加变量，以确保CCS 的正常工作。下面以USB仿真器为例，介绍仿真器Driver的安装过程在安装完CCS后，要将相应的仿真器驱动程序安装在计算机上：点击光盘中 “USBDriversdriver5000Setup.exe”，按默认路径完成安装。用USB电缆将仿真器与电脑正确连接，桌面上将出现找到新硬件的对话框。（如未出现对话框，可将电缆