课程设计-TMS320LF2407A最小系统设计报告

课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告一、设计要求要求设计的最小系统包括硬件电路设计和软件设计。硬件电路设计主要包括TMS320LF2407A基本电路、电源电路、晶振、扩展RAM等，要求用protel软件完成原理图和PCB的设计；软件设计，主要编写该设计电路的验证程序，在实验箱上运行调试。二、设计原理及框图对于DSP2407，加上电源、复位和晶振，就构成了DSP最小系统。为使这一最小系统能工作在开发状态下，应配以锁相环、JTAG接口、扩展片外程序存储器、FLASH烧写、指示灯等电路。DSP2407最小系统框图如下图所示：DSP2407ADSP2407A电源电路复位电路时钟电路JTAG接口FLASH烧写程序存储器扩展指示灯三、芯片说明1、TMS320LF2407ATMS320LF2407A有以下特点：片内有高达32K的FLASH程序存储器、高达1.5K的数据/程序RAM、544K字双口RAM和2K字的单口RAM。两个事件管理模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器；8个16位脉宽调制通道PWM。3个捕获单元CAP，1套正交编码脉冲QED接口。PLL时钟发生器，看门狗定时器（WDT），5个外部中断（2个电技驱动保护，2个可屏蔽中断，复位），3种低功耗电源管理模式。40个可单独编程的通用输入/输出引脚GPIO，部分属于复用脚。现场总线CAN，串行通信接口SCI，串行外设接口SPI。A/D转换，16个输入通道，10位，最小转换时间为0.5us。以下是TMS320LF2407A的引脚图：课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第1页。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第1页。2、CY7C1021选用的RAM型号为CY7C1021，它是一种高性能CMOS静态RAM，64k*16位大小，其高速转换时间：8、10、12、15ns。本装置具有自动马蒂奇省电特性，大大降低了功耗。TTL可共存界面，由3.3V供电，完全静态管理：无时钟或刷新要求，三种输出状态，高位、低位数据控制。3、MAX811课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第2页。MAX811是一款四管脚微处理器复位芯片，用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压，带有手动复位输入低电平复位芯片，支持手动复位功能，当MR引脚持续存在180ms的低电平，芯片的复位输出即会产生复位信号。

课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第2页。4、TPS7333QTPS7333Q是TI公司生产的一款电压转换芯片，能将5V电压转换成3.3V。有以下特点：集成的精密电源电压监控器可对稳压器的输出电压进行监控；低电平有效的复位信号脉冲宽度为200ms；低静态电流与负载无关典型值为340A；极低的休眠状态电流最大值0.5A；在整个负载电源与温度范围内固定输出型器件的容限为2%；输出电流范围为0mA至500mA。5、74HC0874HC08是4-2输入与门，它的原理图如下：引脚图如下：课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第3页。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第3页。四、设计过程1、电源电路1.1电源为整个系统提供能量，是整个应用系统良好工作的基础，具有极其重要的地位。产生电源的芯片:Maxim公司：MAX604、MAX748；TI公司：TPS71xx、TPS72xx、TPS73xx等系列。这些芯片可分为:线性稳压芯片——使用方法简单，电源纹波电压较低，对系统的干扰较小，但功耗高；开关电源芯片——电源效率高，但电源所产生的纹波电压较高，容易对系统产生干扰。这里我们先用3.3V单电源供电，选用TI公司生产的TPS7333Q。电源插孔J1标识为内正外负，＋5V稳压直流电源输入。FUSE为自恢复保险；7333Q电源转换芯片作为5V转3.3V的高性能稳压芯片。并可提供上电复位信号。该信号/RS_DSP接到DSP的复位引脚上。7333输出后的10uF和0.1uF的电容不能省略，否则得不到稳定的3.3V电压。电容滤波电路是滤去所得3.3V的非直流部分。1.2为使TMS320LF2407A最小系统正常工作，在设计时需考虑一下四种类型电源，以满足DSP芯片工作。CPU核电源：CPU核3.3V引脚VDD，CPU核地引脚VSSI/O口电源：I/O口3.3V引脚VDDO，I/O口地引脚VSSOPLL电源：PLL3.3V引脚PLLVCCA，PLL地引脚VSSFLASH编程电源：FLASH编程5V引脚VCCP应当把2407A以上所有电源引脚都接到各自供电电源上。2、时钟电路时钟电路用来为2407A芯片提供时钟信号，由一个内部振荡器和一个锁相环PLL组成，可通过芯片内部的晶体振荡器或外部的时钟电路驱动。2.1时钟信号的产生时钟信号的产生有两种方法：①使用外部时钟源：将外部时钟信号直接加到DSP芯片的XINT1/CLKIN引脚，而XINT2引脚悬空。外部时钟源可以采用频率稳定的晶体振荡器，具有使用方便，价格便宜，因而得到广泛应用。②使用芯片内部的振荡器和外部的一个无源晶振：在芯片的XINT1/CLKINX1和XINT2引脚之间接入一个晶体,用于启动内部振荡器。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第4页。这里选用第二种方法，电路图如下：课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第4页。2.2PLL锁相环锁相环PLL具有频率放大和时钟信号提纯的作用，利用PLL的锁定特性可以对时钟频率进行锁定,为芯片提供高稳定频率的时钟信号。锁相环还可以对外部时钟频率进行倍频，使外部时钟源的频率低于CPU的机器周期，以降低因高速开关时钟所引起的高频噪声。3、复位电路复位分为软件复位和硬件复位。软件复位：是通过执行指令实现芯片的复位。硬件复位：是通过硬件电路实现复位。硬件复位有以下几种方法:上电复位、手动复位、自动复位。采用硬件自动复位，使用MAX811复位芯片，电路图如下：4、外部扩展存储器DSP2407A仿真开发和脱机工作时使用不同的程序存储器。在仿真开发时，DSP2407A使用片外扩展的SARAM作为程序存储器；而在脱机工作时，DSP2407A使用片内的FLASH存储器作为程序存储器。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第5页。2407A片内RAM只有2K，如果要调试较大一些的程序的话就只能外扩RAM作为程序存储器。外扩的RAM也可以作为数据存储器。因为2407A内部RAM空间不足，数据采集大的场合，所有采样结果均保存在外部的CY7C1021中，CY7C1021在调试过程中作为程序的外部存储器，正常运行时作为AD采样结果的存储空间。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第5页。5、JTAG仿真接口电路JTAG仿真接口是一个14针接口。其中EMU0和EMU1要上拉到DSP电源上，上拉电阻一般最大不超过10K,最小不低于2K。第5引脚是电源引脚，应直接接到电源上。第6引脚是机械键位，该脚无插针，而仿真器上该脚位也无插孔。因此，当仿真头插入方向不正确时不能插入，防止错误造成损坏。6、FLASH烧写的电源供给VCCP为TMS320LF2407A的flash烧写电源输入脚，flash烧写要用到5V电源，而不是工作电压3.3V。而DSP正常工作时，VCCP应接成低电平，电路如下：7、指示灯课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第6页。课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第6页。8、其他引脚的处理READY接高电平，使其一直固定为有效的访问外部存储器状态ENA_144通过上拉电阻接3.3V，其意义为使外部接口信号有效VIS_OE可视为输出使能引脚，故悬空TP1、TP2测试引脚，悬空对于未用的I/O引脚，如果缺省状态为输出引脚，则可以悬空不接；如果缺省状态为输入引脚，可以将它们上拉或下拉为固定电平。这样做有两方面原因：一是悬空不接时，电平浮动，对于DSP是一种干扰；二是输入引脚悬空，当高、低电平转换时，会产生功耗。对于未用的I/O引脚，若没有做硬件处理，在软件初始化时把这些I/O引脚设置为输出引脚。9、测试电路五、软件设计在实验箱按测试电路连接好电路，以备测试仿真使用。测试程序如下：#include"2407c.h"#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/**************************************************************系统初始化子程序************************************************************/intinitial(){ asm("setcINTM");//关总中断 asm("clrcSXM");//抑制符号位扩展 asm("clrcOVM");//累加器正常溢出 asm("clrcCNF"); //B0被配置为数据存储空间 *WDCR=0x00E8;//关闭看门狗 *SCSR1=0x81FE;//CLKIN=10M,CLKOUT=CLK*4=40M *IMR=0x0000;//禁止所有中断 *IFR=0xFFFF;//清全部中断，写1清0Z WSGR=0x00;//禁止所有等待课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第7页。 课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第7页。 *MCRA=0;//IOPA、IOPB配置为一般I/O功能 *MCRC=0;//IOPE、IOPF配置为一般I/O功能 *PADATDIR=0xFF00;//IOPA输出低电平 *PBDATDIR=0xFF00;//IOPB输出低电平 *PEDATDIR=0xFF00;//IOPE输出低电平}/**************************************************************延时pp个ms************************************************************/voiddelay(uintpp){uintk,i;for(k=0;k<pp;k++) { for(i=0;i<3997;i++);//延时1ms(用汇编语句具体算出，可见DSP学习心得) }}/**************************************************************其他中断*************************************************************/voidinterruptnothing(){return;}/**************************************************************主程序************************************************************/voidmain(void){ uinti=0; initial();//初始化 while(1) { //全亮 *PEDATDIR=0xFF1C;//LED1~LED3E口用到2/3/4脚 *PADATDIR=0xFF30;//LED4~LED5A口用到4/5脚 *PBDATDIR=0xFF86;//LED6~LED8B口用到1/2/7脚 delay(1000); //全灭 *PEDATDIR=0xFF00; *PADATDIR=0xFF00;课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第8页。 *PBDATDIR=0xFF00;课程设计---TMS320LF2407A最小系统设计报告全文共10页，当前为第8页。 delay(1000); //123 //45 //678 *PEDATDIR=0xFF08;//LED1亮 delay(1000); *PEDATDIR=0xFF00;//LED1灭 *PBDATDIR=0xFF04;//LED2亮 delay(1000); *PBDATDIR=0xFF00;//LED2灭 *PEDATDIR=0xFF04;//LED3亮 delay(1000); *PEDATDIR=0xFF00;//LED3灭 *PADATDIR=0xFF10;//LED4亮 delay(1000); *PADATDIR=0xFF00;//LED4灭 *PEDATDIR=0xFF10;