F2812DSP的最小系统设计.doc

F2812DSP的最小系统设计 摘要：本文主要介绍了基于TI公司生产的TMS320F2812DSP最小系统设计。该最小系统主要包括电源、时钟、复位、外扩SRAM以及JTAG接口的设计，为实现基本的程序演示，还增加了外部中断，基本输入输出、以及异步串行通信模块。 关键词：TMS320F2812；DSP；最小系统；串行通信 61引言 DSP由于运算速度快，具有可编程特性及接口灵活的特点，使得它在电子产品的研制中，发挥着越来越大的作用。采用DSP器件来实现数字信号处理系统更是成了当前的发展趋势。如何以最短的开发周期，开发出适于自己应用的高性能低成本的DSP板，己经成为广大DSP工程技术人员共同关心的问题。 DSP最小系统板硬件设计是本文的主要任务。在介绍TMS320F2812基本特点的基础上，运用DSP技术和硬件电路设计知识进行了DSP最小系统设计，包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、外扩存储器设计、JTAG接口设计等，为实现基本的程序演示，还增加了外部中断，基本输入输出、以及异步串行通信模块。 本文使用Altium Designer Summer 09设计电路板，绘制电路原理图，并对最小系统的高速PCB板进行了设计。 最后，以自行设计的高速 DSP板为硬件平台，使用CCS3.3软件，编写测试程序。经过多次软硬件调试和测试，验证了DSP最小系统板卡能正常运行，能满足基本信号处理的要求。 2硬件设计 2.1电源设计 在F2812中对上电顺序有严格的要求，而普通的线性稳压芯片达不到要求，所以本文采用了专门的电源管理芯片TPS767D318。TPS767D318为双通道输出的可控电源转换芯片，可以通过控制使能端从而控制电压的输出顺序。TPS767D318的具体硬件设计如图1所示，F2812的供电电压为3.3V和1.8V，上电顺序先后为3.3V、1.8V。设计的基本思想是，先使能3.3V输出，然后利用场效应管BSS138驱动1.8V电的使能端，是芯片产生1.8V电压，从而实现上电顺序的控制。其中的+5V电压为外部电源提供。图1 TPS767D318设计原理图 2.2时钟电路和复位电路设计 时钟电路是时序逻辑电路最基本的组成部分，须要为其提供时钟源，F2812才能正常工作，F2812内部有倍频的PLL电路，在此我们使能锁相环，并且为了提高系统的抗干扰能力，本文使用30M有源晶振为系统提供时钟信号，通过PLL倍频至150MHz，外部有源时钟电路如图2所示。通常DSP正常工作时还需要一个复位电路，本文不采用按键复位，而是采用更高可靠性的复位芯片IMP809L,当外部供电电压下降至2.7V时，系统就会产生复位，复位电路如图3所示。 图2 时钟电路 图3 复位电路 2.3外扩SRAM设计 添加SRAM是为了增加系统的存储空间，在F2812中内部存储空间很小，许多程序要求有较大的存储空间，所以应在电气平台中添加SRAM。F2812中为用户提供了众多外部存储空间，最多可扩展1M*16b的存储空间。 SRAM为静态随机存储器，一般由存储矩阵、地址译码器和读写控制电路组成。本文采用IS61LV12816 SRAM, IS61LV12816有16根数据总线和17根地址总线，最大存储空间为128K*16b。在F2812Z中，可用的外部存储空间为Zone0、Zone1、Zone2、Zone6，其中Zone0、Zone1共用一个片选信号线(44脚)，Zone2的片选信号是(88脚)，Zone6的片选信号是(133脚)，本文将Zone2分配给SRAM，在硬件设计上，将(88脚)连接到IS61LV12816的片选信号（）上，同时将DSP的读使能信号线和写使能信号线分别接到IS61LV12816的读、写使能信号线上，实现对IS61LV12816的读写控制。DSP可选配置为微计算机模式或者微处理器模式，IS61LV12816设计电路如图4所示。 图4 IS61LV12816设计原理图 2.4JTAG接口电路设计 为方便程序的调试和下载，须要一个JTAG接口，如图5所示。在程序调试时，须要配合CCS编译环境以及XD510/XD560仿真器配合使用。 图5 JTAG接口电路 2.5RS-232（串口）设计 串行通信接口（SCI）是一个采用发送、接收双线制的异步串行通信接口，即通常所说的UART口，它支持16级的接收发送FIFO，从而降低了串口通信时CPU 的开销。SCI模块支持CPU和其它使用非归零制（NRZ）的外围设备之间的数字通信。在不使用FIFO的情况下，SCI接收器和发送器采用双级缓冲模式，此时SCI接收器和发送器都有独立的使能和中断位，它们可以被设置成独立操作或者同时进行全双工通信模式。 在F2812中有两路串行通信接口（SCI口），本文将SCIB口设计成RS-232口，主要测试与上位机进行通信的功能，电平转换芯片采用美信公司的MAX3232。与上位机通信的接口采用通用的串口DB9，串口通信电路如图6所示。 图6 RS-232硬件设计电路图 2.6GPIO（流水灯）设计 为测试通用输入输出，本文设计了流水灯电路，首先是一个灯亮、灭，然后两个灯亮、灭，如此，灯的数目依次增加，直到8个灯全部点亮，最终灭灯。如图7所示。 图7 流水灯设计电路图 2.7外部中断设计 为测试外部中断，本文设计了按键形式的外部中断源，使用F2812 XINT1中断引脚，如图6所示。 图8 外部中断 3软件（测试程序）设计 在程序测试部分本文实现这样的功能，将上位机与F2812通过串口相连，上位机可以利用串口调试助手发送数据给F2812，当F2812接收到的数据为a时，开启流水灯；每按一次按键，F2812向上位机发送一个数据s，利用串口调试助手可以看到接收的数据，并且关闭流水灯。 3.1系统设置总程序 /*-* * 文 件 名：MinSys.c * * 处 理 器：DSP281x * * 版本： DSP281x C/C+ Header Files V1.20 * * Boot 配置：boot to Zone2 * * 功能描述：F2812最小系统测试 * * 修订日期：2011-06-12 * * 备 注：外部中断、定时、GPIO、SCI * *-*/ #include DSP281x_Device.h / DSP281x头文件 #include DSP281x_Examples.h /DSP281x头文件 void InitGpio(void); /初始化GPIO，复用，方向 void IsrAddr(void); /定义中断服务程序的入口地址 void PieIntEnable(void); /使能PIE级中断 void scib_init(void); /初始化SCIB void scib_send(int a); /发送数据 interrupt void cpu_timer0_isr(void); / TIMER0中断 interrupt void xint1_isr(void); /XINT1中断 interrupt void scibRxFifoIsr(void); /接收中断 Uint16 Count=0;Uint16 Light=0x00ff;Uint16 recveddata=0;void main(void) /*初始化系统控制:*/ InitSysCtrl(); /PLL，看门狗，使能外设时钟 /* 初始化GPIO: */ InitGpio(); /引脚复用，方向 /* 禁止全局中断，并初始化PIE向量表: */ DINT; /禁止全局中断 InitPieCtrl(); /初始化PIE控制寄存器，默认状态为禁止PIE中断，清除中断标志位 IER=0x0000; /禁止CPU中断 IFR=0x0000; /清除中断标志位 InitPieVectTable(); /初始化PIE向量表指针，并使能PIE IsrAddr(); /定义中断服务程序的入口地址 /*设置定时器*/ InitCpuTimers(); /初始化CPU定时器 ConfigCpuTimer(&CpuTimer0, 150, 1000000); /定时1s/* 初始化外设SCIB*/ scib_init(); /*使能中断*/ IER|=M_INT1|M_INT9; /使能CPU级中断 PieIntEnable(); /使能PIE级中断 EINT; / 使能全局中断 ERTM; / 使能全局实时中断，用于DBGM /* IDLE 循环: */ for(;); void InitGpio(void) EALLOW; GpioMuxRegs.GPGMUX.bit.SCITXDB_GPIOG4=1;/使能SCIBTX复用功能 GpioMuxRegs.GPGMUX.bit.SCIRXDB_GPIOG5=1;/使能SCIBRX复用功能 GpioMuxRegs.GPEMUX.bit.XINT1_XBIO_GPIOE0=1; /使能XINT1复用功能 GpioMuxRegs.GPBDIR.all=0xFFFF; /GPIOB设置为输出模式 EDIS; void IsrAddr(void) EALLOW; PieVectTable.XINT1=&xint1_isr;/外部中断1 PieVectTable.RXBINT=&scibRxFifoIsr;/SCIB接收中断 PieVectTable.TINT0=&cpu_timer0_isr;/CPU定时器0中断 EDIS; void PieIntEnable(void) PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7=1; /CPU定时器0 PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx4=1;/外部中断1 PieCtrlRegs.PIEIER9.bit.INTx3=1;/ SCIBRX 3.2外部中断、定时、流水灯测试程序 interrupt void xint1_isr(void) scib_send(s); /发送数据s StopCpuTimer0(); /停止定时器 GpioDataRegs.GPBDAT.all=0; /灯灭 PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; /灯的数目从1到8交替亮灭 interrupt void cpu_timer0_isr(void) Count+; /计数器加1 GpioDataRegs.GPBDAT.all=Light; /灯亮 Light=1; /亮灯循环左移依次点亮 Delay_s(100); /延时 GpioDataRegs.GPBDAT.all=Light&0xffff; Count%=8; /循环周期到，计数器清零 if(Count=0) Light=0xFFFF; /下一周期循环开始 PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; /延时程序void Delay_s(int n)for(int j=0;jn;j+)for(int k=0;k10000;k+); 3.3异步串行通信测试程序 void scib_init(void) ScibRegs.SCIFFTX.all=0xE040;/允许接收，使能FIFO，没有FIFO中断，清除TXFIFINT ScibRegs.SCIFFRX.all=0x2021;/使能FIFO接收，清除RXFFIN ScibRegs.SCIFFCT.all=0x0000;/禁止波特率校验 ScibRegs.SCICCR.all=0x0007;/1个停止位，无校验，禁止自测试，空闲地址模式，字长8位 ScibRegs.SCICTL1.all=0x0003; /复位 ScibRegs.SCICTL2.all=0x0003; ScibRegs.SCIHBAUD=0x0001; /设定波特率 ScibRegs.SCILBAUD=0x00E7; /为 9600bps ScibRegs.SCICTL1.all=0x0023; /退出RESET interrupt void scibRxFifoIsr(void) recveddata=ScibRegs.SCIRXBUF.all;/从缓冲区接收数据 recveddata&=0xFF; /接收数据高8位清零 if(recveddata=a) /如果接收到的数据为a Light=0xFFFF; StartCpuTimer0();/开定时器，流水灯工作 ScibRegs.SCIFFRX.bit.RXFFOVRCLR=1;ScibRegs.SCIFFRX.bit.RXFFINTCLR=1; PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP9; void scib_send(int a) ScibRegs.SCITXBUF=(a&0xFF);/向发送缓冲区写数据 while(ScibRegs.SCICTL2.bit.TXRDY!=1);/等待发送成功 4结束语 本文是在学习了D