【参考】基于dsp（数字信号处理器）2812的实验开发板设计

1、安徽工程大学机电学院毕业设计 -1- 基于基于 dsp2812 的实验开发板设计的实验开发板设计 摘摘 要要 本设计是 dsp（2812）最小系统设计,dsp 是一门涉及许多学科而又广泛应用于许 多领域的新兴学科。dsp 指的是数字信号处理器。数字信号处理器是一种适合完成数 字信号处理运算的处理器。20 世纪 60 年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展， dsp 技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经 在通信等领域得到极为广泛的应用。 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集，变换， 滤波，固执，增强，压缩，识别等处理，已得到符合人们

2、需要的信号形式。数字信号 处理是以众多科学为理论基础的，它所涉及的范围及其广泛。在科学领域，微积分， 概率统计，随机过程，数值分析等都是数字信号处理的基本工具。与网络理论，信号 与系统，控制论，通信理论，故障诊断等也密切相关，可以说，数字信号处理是把许 多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基 础。 dsp 主要应用在数字信号处理中，目的是为了能够满足实时信号处理的要求，因 此需要将数字信号处理中的常用运算执行的尽可能快。这就决定了 dsp 的特点和关键 技术。适合数字信号处理的技术：dsp 包涵乘法器，累加器，特殊地址发生器，领开 销循环等；提高处理速度的技

3、术：流水线技术，并行处理技术，超常指令等。 dsp 对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部参与影响小；容易实现集成； vlsi 可以时分复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模 拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；可用于频率 非常低的信号。 关键词：关键词：典型特征；体系结构；程序流程 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -2- the experimental development board design based on dsp2812 abstract this design is the dsp (2812) minim

4、um system design, dsp is a widely used but many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. we often say that the dsp refers to the digital signal processor. digital signal processor is a complete cross-signal processing for the processor. since the 60s of the 20th century, with the

5、computers and the rapid development of information technology, dsp technology and the rapid development emerged. in the past twenty years time, digital signal processing in communications and other fields has been very widely used. digital signal processing is to use a computer or dedicated processi

6、ng equipment to collect the signal in digital form, transform, filter, stubborn, enhancement, compression, recognition processing needs of the people has been the signal form. digital signal processing theory is based on a number of science-based, its scope and wide. for example, in science, calculu

7、s, probability and statistics, stochastic processes, numerical analysis, digital signal processing are the basic tools. and network theory, signals and systems, control theory, communication theory, fault diagnosis, etc., are closely related, can be said that digital signal processing is to many cla

8、ssical theoretical system as its theoretical basis, but also to become a new discipline theoretical basis. dsp is mainly used in digital signal processing, designed to meet real-time signal processing requirements, requiring digital signal processing of common operations performed as quickly as poss

9、ible. this determines the dsp features and key technologies. suitable for digital signal processing techniques: dsp indulgence multiplier, accumulator, special address generator, leading overhead loops; improve the speed of the technology: pipelining, parallel processing, exceptional instruction and

10、 so on. dsp of the component value of tolerance is not sensitive to temperature, and environment outside involvement affect small; easy integration; vlsi can be time-division multiplexing, shared processor; facilitate the adjustment of the processor factor to achieve adaptive filter; to analog proce

11、ssing can not implementation of functions: linear phase, multirate processing, cascade, easy storage; can be used to frequency of very low signal. keywords: typical characteristics; architecture; program flow 安徽工程大学机电学院毕业设计 -3- 目目 录录 基于基于 dsp2812 的实验开发板设计的实验开发板设计.1 引引 言言.6 第第 1 章章 绪论绪论.7 1.1 课题背景及实际

12、意义.7 1.2 dsp 芯片的国内发展概况.7 1.3 本课题的主要研究内容.8 第第 2 章章 ccs3.3 的安装与配置的安装与配置.9 2.1 ccs3.3 系统的安装.9 2.2 仿真器的安装.9 2.3 ccs3.3 系统的配置.12 2.4 本章小结.14 第第 3 章章 基于基于 dsp2812 的实验开发板的硬件设计的实验开发板的硬件设计.15 3.1 tms320f2812 芯片.15 3.2 电源模块硬件设计.16 3.3 流水灯实验的硬件设计.17 3.4 独立按键扫描的硬件设计.17 3.5 四位数码管实验的硬件设计.17 3.6 外部中断实验硬件设计.18 3.7

13、本章小结.18 第第 4 章章 基本实验内容基本实验内容.19 4.1 gpio 应用：流水灯实验.19 4.1.1 实验目的.19 4.1.2 实验要求.19 4.1.3 实验设备.19 4.1.4 实验内容.19 4.1.5 实验方法和步骤.20 4.1.6 实验参考程序.20 4.1.7 实验预习要求.21 4.2 gpio 应用：独立按键扫描实验（流水灯观察）.21 4.2.1 实验目的.21 4.2.2 实验要求.21 4.2.3 实验设备.21 4.2.4 实验内容.21 4.2.5 实验方法和步骤.22 4.2.6 实验参考程序.22 4.2.7 实验预习要求.24 4.3 gp

14、io 应用：四位数码管显示实验.25 4.3.1 实验目的.25 4.3.2 实验要求.25 4.3.3 实验设备.25 4.3.4 实验内容.25 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -4- 4.3.5 实验方法和步骤.26 4.3.6 实验参考程序.26 4.3.7 实验预习要求.28 4.4 外部中断实验.29 4.4.1 实验目的.29 4.4.2 实验要求.29 4.4.3 实验设备.29 4.4.4 实验内容.29 4.4.5 实验方法和步骤.30 4.4.6 实验参考程序.30 4.4.7 实验预习要求.32 4.5 本章小结.32 结论与展望结论与展望.33 致致 谢

15、谢.34 参考文献参考文献.35 附录 a tms320f2812 芯片引脚图.36 附录 b 外文文献及其译文主要参考文献的题录及摘要.37 附录 c 主要参考文献的题录及摘要.39 安徽工程大学机电学院毕业设计 -5- 插图清单插图清单 图图 2.1“找到新硬件向导找到新硬件向导”对话框对话框 1.10 图图 2.2“找到新硬件向导找到新硬件向导”对话框对话框 2.10 图图 2.3 选择安装方式对话框选择安装方式对话框.10 图图 2.4 选择搜索和安装选项对话框选择搜索和安装选项对话框.11 图图 2.5 正在安装驱动程序正在安装驱动程序.11 图图 2.6 硬件驱动程序安装完成对话框

16、硬件驱动程序安装完成对话框.11 图图 2.7 设备管理器对话框设备管理器对话框.12 图图 2.8 setup ccstudio v3.3 界面界面.12 图图 2.9 选中目标板选中目标板.13 图图 2.10 选中目标板属性选中目标板属性.13 图图 2.11 属性对话框属性对话框.13 图图 2.12 配置文件文件选择对话框配置文件文件选择对话框.14 图图 2.13 配置属性选择结果配置属性选择结果.14 图图 2.14 端口配置对话框端口配置对话框.14 图图 3.1 电源模块硬件设计原理图电源模块硬件设计原理图.17 图图 4.1 流水灯实验程序流程图流水灯实验程序流程图.19

17、图图 4.2 流水灯实验原理图流水灯实验原理图.21 图图 4.3 独立按键实验程序流程图独立按键实验程序流程图.22 图图 4.4 独立按键扫描实验原理图独立按键扫描实验原理图.25 图图 4.5 四位数码管显示实验程序流程图四位数码管显示实验程序流程图.26 图图 4.6 四位数码管显示实验硬件电路图四位数码管显示实验硬件电路图.29 图图 4.7 外部中断实验程序流程图外部中断实验程序流程图.30 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -6- 引引 言言 数字信号处理器（digital signal processor，dsp）以高速数字信号处理为目标进行 芯片设计，采用改进的哈

18、佛结构、内部具有硬件乘法器、应用流水线技术、具有良好 的并行性和专门用于数字信号处理的指令等特点1。 广义来说，数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、 调制、解调以及快速算法的一门技术学科。但很多人认为：数字信号处理主要是研究 有关数字滤波技术、离散变换快速算法和谱分析方法。随着数字电路与系统技术以及 计算机技术的发展，数字信号处理技术也相应地得到发展，其应用领域十分广泛。 dsp 芯片以其强大的运算能力在通信、电子、图像处理等各个领域得到广泛的应 用。 数字控制、运动控制方面的应用主要有磁盘驱动控制、引擎控制、激光打印机控 制、喷绘机控制、马达控制、电力系统控制、机器

19、人控制、高精度伺服系统控制、数 控机床等。 面向低功耗、手持设备、无线终端的应用主要有：手机、pda、gps、数传电台 等。 第一章描述了 dsp2812 课题的研究背景，意义以及发展现状，并根据 dsp2812 的原理和特点及设计要求，给出了设计实现的基本方案。 第二章为 dsp 集成环境 ccs 的使用，ccs3.3 的系统的安装、仿真器的安装以 及 ccs3.3 系统的配置。 第三章主要描述 tms320f2812 芯片的特点及功能，电源模块的原理以及四个实 验的电路原理图和实验所需元件的一些简单的介绍。 第四章是本论文的主要部分，关于 dsp 的四个实验：流水灯实验、独立按键扫 面试验

20、、四位数码管显示实验、外部中断实验。 最后是本次论文结束时的总结与展望。 安徽工程大学机电学院毕业设计 -7- 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 课题背景及实际意义 随着科学技术的飞速发展，人们对控制模型、控制算法要求越来越高，传统意义 上的处理器很难满足发展的需求，而数字信号处理器 dsp 经历了 20 多年的发展与普 及，应用领域几乎涵盖了所有的行业：通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、 医疗、日常消费品等。德州仪器（ti）占据了整个 dsp 市场的 50左右，很多高校、 研究所、公司大量采用 ti 的方案与芯片进行开发与研究。 dsp 是一门理论与实践并重的技术，在成功掌握了理论知

21、识的同时再配合做一些 经典的 dsp 实验，从而加深对 dsp 软、硬件的理解与掌握，为今后从事独立的开发打 下扎实的基础。目前很多高校都已经开设了数字信号处理的课程，对普及与推广 dsp 做出了巨大的贡献。 2812 开发板基于 ti 公司的处理器 tms320f2812 设计而成。tms320f2812 采用 ti 公司的最新 281x 系列的处理器核，内部带有 rom、flash、大容量的 ram 和丰 富的外部接口，具有体积小、速度快、使用简单、功能强大、功耗低、性能稳定、编 程简单的特点，非常适合在工业控制场合使用2。 系统外扩了很多外设模块如（sd 接口、串口、高速 ad/da、交

22、通灯、键盘数码 管、rs485、和电机输出接口） ，为了方便用使用者最快的时间掌握 dsp 的使用技巧， 在硬件上使用了多种总线接口和多种外部通讯方式的并配备了，led、工业用 lcd 显 示屏，并通过扩展插槽可以扩展图像处理，数字信号源等多种进阶外设，这样就使使 用者以最快的速度，试验、学习、设计，并把这些处理技巧熟练的嵌入到产品中，使 使用者迅速的成为硬件的设计高手，在硬件设计中以工业现场的硬件要求来提供方案， 除电源部分在工业现场需要加入保护措施外，对于板级信号，使用了信号完整性分析 技术、电磁兼容技术，在关键位置大量使用了磁珠、电感、电容等电磁兼容器件。 在软件上，提供了通用的软件的模

23、块，并在此基础上编写了各种接口的软件试验 程序。注释详尽，有利于初学者入门，除了已设计好的实验之外，实验者还可以发挥 创造性，充分利用实验箱的资源进行其它实验。对于 dsp 高手来说也具备很大的发挥 余地。 众所周知，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代 特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层 建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，而随着我国 社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中 各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区 供水系统的建设是

24、其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到 小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。 1.2 dsp 芯片的国内发展概况 中国的 dsp 市场作为整个半导体市场一样为国际半导体市场的一个组成部分，必 然具有国际半导体市场的共性。由于它植根于中国这一特定经济与社会环境的土壤之 中，又必然带有自身的强烈个性。概括而言基本特点有3： 1.持续的较高增长率 ； 2.基本已与国际市场接轨具体体现在：产品和技术已基本接轨；价格和上市时间基 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -8- 本接轨；营销方式和服务水平正逐渐接轨。 3.dsp 处理器仍为 ti、age

25、re、adi 等占领；产品受外国大企业控制。 4.海外及港台半导体企业进入中国市场的方式目前仍以产品输出为主，最先进的产 品设计技术和芯片生产技术未向中国转移；最先进的工艺设备制造和原材料仍布局在 中国以外。 1.3 本课题的主要研究内容 ti-f2812-dsp 实验开发板是有 ti 公司的 tms320f2812 芯片的最小系统板和各个 功能模块组成。采用核心处理板可拔插、整体结构模块化的设计，提供了丰富的外设 单元模块。核心板与外设单元之间相对独立，采用插孔引出方式，用户可以自行设计 和连接组成不同的 dsp 应用刺探；使用者在实验实训系统中对引出脚的连接和软件调 试，很方便地对自主研究

26、开发的应用系统的可行性和正确性进行测试。 实验实训装置主要包括以下几个部分： （1）以 tms320 定点 dsp 控制器为核心的最小系统板。 （2）128k 字的外部静态存储器、4 通道，12 位数字模拟转换器（dac） （3）串口通信模块：sci（usb 转串口和 zigbee 无线传输） 、spi、can 接口 （4）5 个输入按钮和 8 个发光二极管、四位数码管、点阵式液晶屏和蜂鸣器。 （5）温度传感器和时钟模块。 电机控制模块：包括步进电机控制和直流电机控制两部分。 安徽工程大学机电学院毕业设计 -9- 第第 2 章章 ccs3.3 的安装与配置的安装与配置 code compose

27、r studio（简称 ccs）是 ti 公司为 tms320 系列 dsp 软件开发推出 的集成开发环境。tms320c28x ccs 由以下四部分组件构成： （1）tms320c28x 代码产生工具，如汇编、链接器、c/c+编译器、建库工具等。 （2）ccs 集成开发环境，包括编辑器、工程管理工具、调试工具等。 （3）dsp/bios 插件及应用程序接口 api（application program interface） （4）rtdx(real time data exchange)实时数据交换插件、主机（host）接口及相 应的 api。 ccs 使用工程（project）来管理应用

28、程序设计文档，工程中可包含 c 源代码、汇 编源代码、目标文件、库文件、链接命令文件和头文件。在以往的开发工具中，编译、 汇编和链接是各自独立的执行程序，开发设计人员需要熟悉每个程序的相关参数，且 需在 dos 窗口键入一些繁琐的命令。ccs 集成开发环境支持编辑、编译、汇编、链接 和调试 dsp 程序的整个开发过程，并辅之以完整的、可即时访问的在线帮助文档，编 译、汇编和链接选项的设置只需在生成选项窗口进行选择设置，设计人员不必记忆复 杂命令。ccs 对某一工程的生成（build）实际是对过程的编译、汇编和链接等。 2.1 ccs3.3 系统的安装 ccs 对 pc 机的最低要求为 wind

29、ows 95、32m ram、100m 剩余硬盘空间、奔腾 90 以上的处理器、svga 显示器（分辨率 800600 以上）.建议使用 64m ram 和 pentiuml33 以上的处理器4。 进行 ccs 系统安装时,先将 ccs 安装盘插入 cd-rom 驱动器中,在 windows 环境 下启动并运行 ccs 安装程序，提示用户是否安装 ccs，也可以运行光盘根目录下的 setup.exe 文件（如果是在 xp 系统下安装，有时需要选择兼容 nt 的方法安装） ，然后 按照安装提示，一步一步完成安装。当 ccs 软件成功安装到计算机后，安装程序将自 动在桌面创建两个快捷方式图标。其中

30、“ccs”对应的应用程序，而“setup ccs v3.3”对应 ccs 配置程序。 2.2 仿真器的安装 完成 ccs3.3 软件安装之后，需要安装 dsp 所需的硬件设备仿真器。如果使用的 是 lt-xds510usb 仿真器，可参照下面步骤进行安装；如果使用其他厂家的仿真器， 那请按照相应的仿真器安装说明5。 下面进行 lt-xds510usb 仿真器的安装，步骤如下： （1）不连接目标板，将仿真器通过 usb 电缆连接到主机上的 usb 接口。 （2）系统将提示找到新的 usb 设备，如图 2.1 所示 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -10- 图 2.1“找到新硬件向导

31、”对话框 1 （3）选择“否” ，下一步如图 2.2 所示。 图 2.2“找到新硬件向导”对话框 2 （4）根据硬件安装向导来安装 usb 安装驱动，选择“从列表或指定位置安装（高 级） ” ，如图 2.3 所示。 图 2.3 选择安装方式对话框 （5） 将搜索路径指定为 lt-xds510usb 仿真器驱动程序所在路径（cdrom 下 driver 目录） ，按“下一步”按钮，根据提示完成驱动程序安装，如图 2.4 所示。 安徽工程大学机电学院毕业设计 -11- 图 2.4 选择搜索和安装选项对话框 （6）开始安装 lt-xds510usb 仿真器 usb 驱动，如 2.5 所示。 图 2.

32、5 正在安装驱动程序 （7）完成安装，如图 2.6 所示。 图 2.6 硬件驱动程序安装完成对话框 （8）再次安装 hdsp-xds510usb 仿真器 usb 驱动，如上述步骤。 （9）设备驱动程序安装完成后在系统设备列表中可以看到 texas instruments emulator 里增加了 lt-xds510usb2.0 设备。如图 2.7 所示。 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -12- 图 2.7 设备管理器对话框 2.3 ccs3.3 系统的配置 ccs 的配置文件是用来定义 dsp 芯片和目标板类型的，为使 ccs 能在不同的硬 件或仿真目标板上，必须为 ccs

33、系统配置相应的配置文件，对于 ccs v3.3 系统，ccs 默认的配置文件为 tms320c28x 仿真器，可以利用系统提供的标准配置文件为 ccs 进行配置，也可以按用户自己建立的配置文件来配置系统结构。 采用标准配置文件进行系统配置可按如下步骤进行6。 （1）启动 ccs 配置程序。双击桌面上的 setup ccs 快捷图标，弹出对话框如图 2.8 所示。 图 2.8 setup ccstudio v3.3 界面 （2）单击“platform” 。选择“seedxds510plus”,单击“family” ，选择 “c28xx” ，出现如下对画框，图 2.9。 安徽工程大学机电学院毕业设

34、计 -13- 图 2.9 选中目标板 （3）选择“f2812 seedxds510plus emulator” 。双击图标出现如图 2.10 界面。 图 2.10 选中目标板属性 （4）右击左侧“tms320c2800-0” ，选择“properties.”选项，选择出现如下 2.11 界 面。 图 2.11 属性对话框 （5） 单击“browse” ，出现如下 2.12 所示。 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -14- 图 2.12 配置文件文件选择对话框 （6） 选择“seedxds510plus”出现下图 2.13 所示。 图 2.13 配置属性选择结果 （7）单击“nex

35、t” ，出现 2.14 所示。 图 2.14 端口配置对话框 （8）单击“finish” ，完成整个 ccs 的配置安装。 2.4 本章小结 本章主要让我们熟悉 ccs 的基本知识，掌握 ccs 的仿真器和 ccs 的配置一些基 本信息和安装方法，通过对 ccs 系统和仿真器的安装更加深对 ccs 的理解。 安徽工程大学机电学院毕业设计 -15- 第第 3 章章 基于基于 dsp2812 的实验开发板的硬件设计的实验开发板的硬件设计 3.1 tms320f2812 芯片 德州仪器所生产的 tms320f2812 数字讯号处理器是针对数字控制所设计的 dsp， 整合了 dsp 及微控制器的最佳特

36、性，主要使用在嵌入式控制应用，如数字电机控制 (digital motor control, dmc)、资料撷取及 i/o 控制(data acquisition and control, daq)等 领域。针对应用最佳化，并有效缩短产品开发周期，f28x 核心支持全新 ccs 环境的 c compiler，提供 c 语言中直接嵌入汇编语言的程序开发介面，可在 c 语言的环境中 搭配汇编语言来撰写程序。值得一提的是，f28x dsp 核心支持特殊的 iq-math 函式库， 系统开发人员可以使用便宜的定点数 dsp 来发展所需的浮点运算算法。f28x 系列 dsp 预计发展至 400mhz7，

37、目前已发展至 150mhz 的 flash 型式。 (1) f2812 dsp 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

38、+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。 2 otp rom 空间大小 1kx16b。 3 l0、l1 两块 4kx16b 单地址寻址随机存储器（saram） 。 4 h0：一块 8kx16b 随机存储器（saram） 。 5 m0、m1：两块 1kx16bsaram。 (5) boot rom 空间 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。

39、4 3 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 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -16- (10) 3 个 32 位 cpu 定时器 (11) 128 位安全密钥 1 可以包含 flash rom otp 以及 l0 l1saram。 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 ura

40、t 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 1 2x8 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 (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 1 dsp 集成环境 ccs。 2 jtag 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 1 179 引脚 b

41、ga 封装，带扩展存储接口。 2 176 引脚 pgf 封装，带扩展存储接口。 3.2 电源模块硬件设计 本毕业设计采用芯片选择 tps767d318 芯片，tps767d318 芯片是 ti 公司推出的 双路低压差电源调整器8，主要应用在双电源供电的 dsp 设计中，其主要特点如下： （1）具有单独供电的双路输出，一路固定输出电压为 1.8v，一路固定输出电压为 3.3v； （2）每路输出的电流范围为 01a； （3）具有超低的典型静态电流（8.5a） ，器件无效状态时，静态电流仅为 1a； （4）每路调整器各有一个开漏复位输出，复位延长时间为 200ms； （5）28 引脚的 tssop

42、power pad 封装形式，可保证良好的功耗性能； （6）在超过温度和负荷的情况下，可以有 2%的容差； （7）每路调整器都有温度自动关闭保护功能； 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 芯片为双通道输出的可控 安徽工程大学机电学院毕业设计 -17- 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 芯片的具 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.

43、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， 能够保证为 dsp 提供稳定的 1.8v，3.3v 和 5v 电压2。 图 3.1 电源模块硬件设计原理图 3.3 流水灯实验的硬件设计 led（light emitting diode） ，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固 态的半导体器件，它可以直接把电转化为光9。 d1d8 左端分别接在 dsp 的 gpiob11gpio4 口上，右端接八个电阻为 470 的 上拉电阻且全部由 dsp 提供 3.3v 电压。当给 le

44、d 灯依次提供低电压时，八个 led 依 次轮流点亮。其实验原理图如 4.2 所示。 3.4 独立按键扫描的硬件设计 key1key4 左端分别接在 dsp 的 gpiob0gpiob3 上。右端分别接上电阻为 10k 的上拉电阻，然后并联在一起由 dsp 提供 3.3v 的电压。key1key5 分别接 s1s5 五个按钮开关，然后并联接地。通过检测 gpiob0gpiob3 的高低电平，当按 下 s1 时，s1 闭合接地，右侧为低电平，led 灯由右往左依次点亮。按下 s4 时，led 灯由左往右依次点亮。其电路图如 4.4 所示。 3.5 四位数码管实验的硬件设计 芯片选择 hd7279

45、a，hd7279a 是一片具有串行接口的，可同时驱动 8 位共阴式 数码管的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达 64 键的键盘矩阵，单片即可完 成 led 显示、键盘接口的全部功能。hd7279a 内部含有译码器，可直接接收 bcd 码 或 16 进制码，并同时具有 2 种译码方式，此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、 左移、右移、段寻址等。hd7279a 具有片选信号，可方便地实现多于 8 位的显示或多 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -18- 于 64 键的键盘接口10。 hd7279a 共有 28 个引脚，在设计中使用的各个引脚功能如下： cs：片选输入端，此引脚

46、为低电平时，可向芯片发送指令及读取键盘数据； clk：同步时钟输入端，向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚电平上升沿 表示数据有效； data：串行数据输入/输出端，当芯片接收指令时，此引脚为输入端；当读取键 盘数据时，此引脚在读指令最后一个时钟的下降沿变为输出端； key：按键有效输出端，平时为高电平，当检测到有效按键时，此引脚变为低电 平； dig0dig7：数字 0数字 7 驱动输出； rc：振荡器连接端，其中电阻的典型值为 1.5k，电容的典型值为 15f； hd7279a 与微处理器仅需 4 条接口线，其中 cs 为片选信号（低电平有效） 。 data 为串行数据端，当向 hd72

47、79a 发送数据时，data 为输入端；当 hd7279a 输 出键盘代码时，data 为输出端。clk 为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上 升沿表示数据有效。key 为按键信号输出端，该端在无键按下时为高电平；而在有键 按下时变为低电平，并一直保持到按键释放为止。 hd7279ad 的 csjie 接在 gpioa4 上,clk 接在 gpioa5,data 接在 gpioa6，其 电路原理图如 4.6 所示。实验完成左后显示的数据是 3001。 3.6 外部中断实验硬件设计 利用按键实验的 key5 键接在 gpioe2-xnmi_xlnt13 口上，应用外部中功能， 当检测收到低电

48、平时，进入中断子程序，通过观察一个 led 灯的亮灭，来验证外部中 断实验。当按下 key5 时，led 灯灭，再次按下 key5 时，led 灯亮。如此反复，电 路原理图如独立按键扫描实验相同如图 4.4 所示。 3.7 本章小结 通过对实验的硬件设计，理解电源模块的工作原理。了解 tms320f2812 的基本结 构和功能，了解 tps767d318 各个引脚及用途。对于四个实验电路的硬件设计，加深 对以后的实验的知识了解。 安徽工程大学机电学院毕业设计 -19- 第第 4 章章 基本实验内容基本实验内容 4.1 gpio 应用：流水灯实验 4.1.1 实验目的 1、熟悉 dsp2812

49、的结构和使用，掌握 dsp 系统调试的一般步骤和方法； 2、编写程序实现流水灯，并调试； 3、掌握 dsp 开发环境 ccs 的使用和一般的编程技巧。 4.1.2 实验要求 熟练掌握 dsp 系统的调试方法与步骤，掌握 ccs 的一般编程方法。 4.1.3 实验设备 1. 一台装有 ccs3.3 软件的计算机； 2. dsp 实验开发板； 3. dsp 硬件仿真器。 4.1.4 实验内容 本实验要求编写一个流水灯实验程序，初步使用 dsp 进行实验，观察 dsp 实验开 发板上 led 灯亮灭情况。实验流程图如下。 开始 系统程序初始化temp=0 x0080 延时程序 temp1, 前一个灯

50、熄灭，后 一个灯点亮. temp=0 x8000? 延时程序 y n 图 4.1 流水灯实验程序流程图 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -20- 4.1.5 实验方法和步骤 1 实验准备，连接实验设备； 2 设置 code composer studio 3.3 在硬件仿真(emulator)方式下运行； 3 启动 code composer studio 3.3 选择菜单 debugreset cpu； 4 新建、打开工程文件 工程目录：找到文件的内容，理解各语句作用； 5 编译、下载程序； 6 运行程序，观察结果.。 观察 dsp 开发板上的八个流水灯的亮灭情况，如果八个 l

51、ed 灯被循环点亮， 则证明硬件设计和实验程序无误，从而验证了 gpio 口功能应用。 4.1.6 实验参考程序 #include dsp281x_device.h #include system.h void init_led(void); void main(void) unsigned int i,j,temp; initsysctrl(); / 系统初始化子程序，在 dsp28_sysctrl.c 中 init_led(); temp=0 x0080; while(1) gpiodataregs.gpaclear.all |=temp; for(i=0;i10;i+) for(j=0;

52、j20000;j+); gpiodataregs.gpaset.all |=temp; temp=1; if(temp=0 x8000) temp=0 x0080; void init_led(void) eallow; gpiomuxregs.gpadir.all |=0 xffff; edis; void initsysctrl(void) disabledog();/禁止看门狗 initpll(0 x8);/设置系统时钟=xclkin*8/2 initperipheralclocks();/设置外设时钟 dint; / 关闭总中断 安徽工程大学机电学院毕业设计 -21- ier = 0

53、x0000; / 关闭外设中断 ifr = 0 x0000; / 清中断标志 initpiectrl();/初始化 pie 控制寄存器 initpievecttable();/使能 pie 向量表 4.1.7 实验预习要求 熟悉 gpio 口的功能，掌握硬件结构，先编写好程序然后再进行仿真器仿真。流水灯实验的连 接电路图如图所示。 图 4.2 流水灯实验原理图 4.2 gpio 应用：独立按键扫描实验（流水灯观察） 4.2.1 实验目的 1.掌握独立按键程序的简单编程 ； 2.熟悉独立按键扫描的原理。 4.2.2 实验要求 熟悉独立按键扫描实验的原理与方法，学会独立按键实验的操作。 4.2.3

54、 实验设备 1. 一台装有 ccs3.3 软件的计算机； 2. dsp 实验开发板； 3. dsp 硬件仿真器。 4.2.4 实验内容 本实验通过利用 dsp 的 gpio 口进行试验，独立编写独立按键扫描程序，使用 王辉：基于 dsp2812 的实验开发板设计 -22- dsp 实验设备运行程序，观察产生的实验结果与自己所编写的程序是否一致。其实验 流程图如下。 开始 系统程序初始化 temp=0 x0080，点 亮最右端一个led 灯 temp 1 led左 移一位点亮 s1=0？ temp 1 led右 移一位点亮 (s1=0)|(s4=0)=0? 按键扫描程序 y yn n 图 4.3

55、 独立按键实验程序流程图 4.2.5 实验方法和步骤 1 实验准备，连接实验设备； 2 设置 code composer studio 3.3 在硬件仿真(emulator)方式下运行； 3 启动 code composer studio 3.3 选择菜单 debugreset cpu； 4 新建、打开工程文件工程目录：找到文件的内容，理解各语句作用； 5 编译、下载程序； 6 运行程序，观察结果。 程序运行后只有 d8 亮，通过按 s1 键后，d8 灭 d7 亮。再按一次 d7 灭 d6 亮， 一次类推。按上 s4 键时 led 的亮灭结果与按键 s1 的结果相反。 4.2.6 实验参考程序

56、 #include dsp281x_device.h #include system.h 安徽工程大学机电学院毕业设计 -23- #define s1 gpiodataregs.gpbdat.bit.gpiob0 #define s2 gpiodataregs.gpbdat.bit.gpiob1 #define s3 gpiodataregs.gpbdat.bit.gpiob2 #define s4 gpiodataregs.gpbdat.bit.gpiob3 unsigned int temp; void init_led(void); void scan_key(void);/扫描键盘 v

57、oid manage_key1(void); /按键 1 处理程序 void manage_key2(void); /按键 2 处理程序 void manage_key3(void); /按键 3 处理程序 void manage_key4(void); /按键 4 处理程序 void main(void) initsysctrl(); / 系统初始化子程序，在 dsp28_sysctrl.c 中 init_led(); gpiodataregs.gpaset.all |=0 xffff; temp=0 x0080; gpiodataregs.gpaclear.all |=temp; whil

58、e(1) if(s1=0)|(s4=0)/扫描是否按键按下 scan_key(); void scan_key(void) unsigned int i; for(i=0;i10000;i+); /键盘消抖动 if(s1=0) manage_key1(); else if(s4=0) manage_key4(); while(s1=0)|(s4=0); void manage_key1(void) /左移 if(temp!=0 x4000) gpiodataregs.gpaset.all |=temp; temp=1; gpiodataregs.gpaclear.all |=temp; voi

59、d init_led(void) eallow; gpiomuxregs.gpadir.all |=0 xffff; edis; void initsysctrl(void) disabledog();/禁止看门狗 initpll(0 x8);/设置系统时钟=xclkin*8/2 initperipheralclocks();/设置外设时钟 dint; / 关闭总中断 ier = 0 x0000; / 关闭外设中断 ifr = 0 x0000; / 清中断标志 initpiectrl();/初始化 pie 控制寄存器 initpievecttable();/使能 pie 向量表 4.2.7 实

60、验预习要求 编写好实验所需要的程序，弄明白实验的原理图。其原理电路图如下 安徽工程大学机电学院毕业设计 -25- 图 4.4 独立按键扫描实验原理图 4.3 gpio 应用：四位数码管显示实验 4.3.1 实验目的 1.通过实验学习使用 2812dsp 的扩展 i/o 端口控制外围设备的方法； 2.了解数码管的显示控制原理及编程方法。 4.3.2 实验要求 熟悉 2812 的 i/o 口相关的功能，了解 dsp 实验的一般步骤。 4.3.3 实验设备 1. 一台装有 ccs3.3 软件的计算机； 2. dsp 实验开发板； 3. dsp 硬件仿真器。 4.3.4 实验内容 利用 dsp 的扩展