医用DSP开发教程-基于TMS320F28335 课件全套 第1-19章 - TMS320开发平台和工具 -血压测量与显示

1第1章：TMS320开发平台和工具——卓越工程师培养系列——2目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义什么是DSP？DSP的特点DSP与MCU、CPU的区别DSP开发工具TMS320F28335芯片介绍医疗电子DSP基础开发系统简介TMS320F28335开发工具安装与配置医疗电子DSP基础开发系统可以开展的部分实验本章任务本章习题3

DSP是DigitalSignalProcessing的缩写，同时也是DigitalSignalProcessor的缩写。前者是指数字信号处理技术，后者是指数字信号处理器。本书中DSP是数字信号处理器的意思，主要研究如何将理论上的数字信号处理技术应用于数字信号处理器中。

通常流过器件的电压、电流信号都是时间上连续的模拟信号，可以通过A/D器件对连续的模拟信号进行采样，转换成时间上离散的脉冲信号，然后对这些脉冲信号量化、编码，转换成由0和1构成的二进制编码,也就是常说的数字信号。当然，采样、量化、编码这些操作都是由A/D转换器件来完成的。

DSP能够轻松地对这些数字信号进行变换、滤波等处理，还可以进行各种各样复杂的运算，来实现预期的目标。1.什么是DSP？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义4（1）专用的硬件乘法器（2）哈佛结构及改进的哈佛结构（3）指令系统的流水线结构（4）片内外两级存储器结构（5）特殊的DSP指令（6）快速指令周期（7）多机并行运行特性（8）低功耗（9）高运算精度（10）DSP内核，可编程2.DSP的特点《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义5DSP采用的是哈佛结构，数据空间和存储空间是分开的，通过独立的数据总线在程序空间和数据空间同时访问。而MCU采用的是冯•诺伊曼结构，数据空间和存储空间共用一个存储器空间，通过一组总线（地址总线和数据总线）连接到CPU。很显然，在运算处理能力上，MCU不如DSP，但是MCU有个很大的优点，就是价格便宜。DSP与MCU、CPU的区别如下表所示。3.DSP与MCU、CPU的区别《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义63.DSP与MCU、CPU的区别《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义比较项目DSPMCUCPU中文名称数字信号处理器微控制器中央处理器片上外设丰富丰富无片上存储器较大较小无存储器总线架构多存储器总线单存储器总线单存储器总线通用性专用强专用运算速度快慢快价格较贵便宜贵典型TI的TMS320系列ST的STM32系列

7（1）软件工具

CCS（CodeComposerStudio）（2）硬件系统医疗电子DSP基础开发系统（3）仿真器

XDS100V3仿真器4.DSP开发工具《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义8

TMS320F28335是32位浮点DSP，它是在2812定点DSP的基础上推出的典型产品。TMS320F2833x与TMS320F281x同属于2000数字信号控制器家族，属于TI公司2000系列。与2812、2808等大家熟知的DSP相比，该款DSP具有以下特点：（1）工作频率150MHz，比2808高，与2812一致；（2）浮点运算处理器FPU，特别为高速运算准备；（3）12位A/D精度，实际精度比2812高；（4）DMA控制器，可以提高CPU与外设的数据交互速度；（5）Flash：512kB，比2812高1倍；（6）RAM：68kB，比2812高1倍；（7）18个PWM口（其中6个是定时器端口），比其他DSP多6个。5.TMS320F28335芯片介绍《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义96.医疗电子DSP基础开发系统简介《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义序号资源说明1主芯片TMS320F28335，主频150MHz；片内ROM：256K×16bit；片内RAM：34K×16bit2外扩ROMSST39VF800，512K×16bit3外扩RAMIS61LV25616，256K×16bit4外扩EEPROMAT24C02，256B5电源AC220DC12V/2A电源适配器6下载与调试接口支持XDS100V2下载和调试7电容触摸屏7寸串口电容触摸屏，分辨率800×480，串口屏主控为STM32F429IGT6，外扩SDRAM：W9825G6KH，外扩NANDFlash：MT29F4G08，带蜂鸣器8OLED分辨率128×649七段数码管8位，通过74HC595驱动10音频耳麦输入、耳机输出、音频线输出11SD卡支持12USB转UART1路，通过A-B型USB线连接到计算机13蓝牙串口蓝牙，采用HC-05模块106.医疗电子DSP基础开发系统简介《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义14温湿度传感器采用SHT20芯片15直流电机支持16步进电机支持17RTC内部实时时钟（带后背锂电池）18GPIO接口预留GPIO扩展接口（引出绝大多数GPIO）19电位器支持模拟编码20矩阵键盘4×4独立按键矩阵键盘21拨动开关2位22独立LED2位23独立按键2位24蜂鸣器1位25人体生理参数监测系统接口通过USB线与人体生理参数监测系统进行通信11（1）安装CCS5.5（2）配置CCS5.5（3）安装C2000-CGT（4）安装FTDI驱动（5）安装CH340驱动7.TMS320F28335开发工具安装与配置《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义128.医疗电子DSP基础开发系统可以开展的部分实验《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义序号实验名称序号实验名称1F28335基准工程10EPWM2GPIO与流水灯11eCAP3GPIO与独立按键输入12DAC4串口通信13ADC5定时器14体温测量与显示6EEPROM15呼吸监测与显示7外部中断16心电监测与显示8七段数码管显示17血氧监测与显示9OLED显示18血压测量与显示139.本章任务学习完本章后，下载本书配套的资料包，准备好配套的开发系统，熟悉医疗电子DSP基础开发系统。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义1410.本章习题1.TMS320F28335的外设都有哪些？

2.什么是DSP？3.DSP有什么特点？4.医疗电子DSP基础开发系统都有哪些模块？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义15谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义16第2章：实验1F28335基准工程——卓越工程师培养系列——17目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题18根据实验原理，按照实验步骤，完成CCS软件的标准化设置，并创建和编译工程，然后，将编译生成的.out文件下载到医疗电子DSP基础开发系统，验证以下基本功能：医疗电子DSP基础开发系统上编号为LED0和LED1的蓝色LED每500ms交替闪烁一次；计算机上的串口助手每秒输出一次字符串。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义19CCS的编辑和编译过程与其他集成开发环境的类似，可分为以下4个步骤：（1）创建工程，并编辑程序，程序包括C/C++代码（存放于.c/.cpp文件）和汇编代码（存放于.asm文件）；（2）通过编译器C/C++Compiler对.c/.cpp文件进行编译，通过编译器Assembler对.asm文件进行编译，这两种文件编译之后，都会生成一个对应的目标程序（.obj文件），.obj文件的内容主要是从源文件编译得到的机器码，包含了代码、数据及调试使用的信息；（3）通过链接器Linker将各个.obj文件及库文件链接生成一个可执行文件（.out文件）；（4）通过十六进制转换器Hex-ConversionUtility将.out文件转换成十六进制文件（.hex文件）。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1CCS编辑和编译过程20CCS编辑和编译过程如下图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1CCS编辑和编译过程212.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2TMS320工程模块名称及说明模块名称说明Alg算法层包括项目算法相关文件，如心电算法文件等App应用层包括main.c，以及硬件应用和软件应用文件Cfg

用于存放目标配置文件，如F28335_XDS100v3.ccxml文件Cmd

cmd文件主要有三部分内容，分别为连接选项、内存分配以及程序段分配FW固件层包括DSP相关的固件文件，如DSP2833x_Gpio.c、DSP2833x_Gpio.h和DSP2833x_Sci.c、DSP2833x_Sci.h文件HW硬件驱动层包括DSP片上外设驱动文件，如SCIB.c、Timer.c文件等OS操作系统层操作系统建议使用TI的BIOSTPSW第三方软件层第三方软件层包括第三方软件，如FatFs等22步骤1：新建存放工程的文件夹步骤2：新建一个工程步骤3：删除已建工程步骤4：重新打开已建工程步骤5：复制和新建文件夹步骤6：新建分组步骤7：向分组添加文件步骤8：编译工程步骤9：通过仿真器下载程序步骤10：通过串口助手查看接收数据步骤11：查看医疗电子DSP基础开发系统工作状态3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义234.本章任务学习完本章后，严格按照程序设计的步骤，创建TMS320工程、编译并生成.out文件、将程序下载到医疗电子DSP基础开发系统，查看运行结果。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义245.本章习题1.

简述通过CCS软件开发一个新程序的流程。2.

医疗电子DSP基础开发系统上的TMS320芯片的型号是什么？该芯片的内部Flash和内部RAM的大小分别是多少？3.

在烧写程序时，分别可以烧到F28335的那些地方？该如何操作？不同的烧写位置有何区别？4.通过查找资料，总结.hex、.bin和.axf文件的区别。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义25谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义26第2章：实验2GPIO与流水灯——卓越工程师培养系列——27目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题28本实验的主要内容包括：（1）学习LED电路原理图、了解TMS320F28335系统架构与存储器组织，以及GPIO功能框图和寄存器；（2）基于医疗电子DSP基础开发系统设计一个流水灯程序，实现两个LED（编号为LED0和LED1）交替闪烁，每个LED点亮和熄灭时间均为500ms。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义29

GPIO与流水灯实验涉及的硬件包括2个蓝色LED（编号为LED0和LED1），以及分别与LED0和LED1串联的限流电阻R308和R306。LED0和LED1的正极分别通过1kΩ电阻连接到D3V3电源网络，LED0和LED1的负极分别连接到TMS320F28335芯片的GPIO8和GPIO10引脚，如下图所示。GPIO8为低电平时，LED0点亮；GPIO8为高电平时，LED0熄灭。同样，GPIO10位为低电平时，LED1点亮；GPIO10为高电平时，LED1熄灭。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1LED电路原理图30TMS320F28335的系统架构包括4部分：中央处理器单元（即C28x+FPU）、存储器、系统控制逻辑及片上外设，如下图所示，各部分通过内部系统总线有机联系在一起。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2TMS320F28335系统架构312.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2TMS320F28335系统架构32TMS320F28335的I/O引脚可以通过寄存器配置成各种不同的功能，如输入或输出，因此被称为GPIO（GeneralPurposeInputOutput，通用输入/输出）。TMS320F28335的88个GPIO被分为端口A、端口B和端口C共3组，其中，端口A包含GPIO0～GPIO31共32个引脚，端口B包含GPIO32～GPIO63共32个引脚，端口C包含GPIO64～GPIO87共24个引脚，且每个引脚都复用了多个功能，但在同一时刻，每个引脚只能使用该引脚的其中一个功能。GPIO可以通过GPIO复用寄存器（GPxMUXn）配置每个引脚的具体功能（通用I/O或外设专用功能）。如果将这些引脚配置为通用I/O，可以通过GPIO方向寄存器（GPxDIR）配置通用I/O的方向（输入或输出）；还可以通过量化控制寄存器（GPxQUAL）对输入信号进行量化限制，从而可以消除通用I/O的噪声干扰。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO功能框图331.GPIO方向选择当GPIO引脚被配置成通用I/O时，GPxDIR用来配置GPIO引脚的数据方向（输入或输出）。如GPADIR用于配置GPIO0～GPIO31的数据方向；GPBDIR用于配置GPIO32～GPIO63的数据方向；GPCDIR用于配置GPIO64～GPIO87的数据方向。本实验中，与LED0和LED1连接的GPIO8和GPIO10引脚均被配置为通用输出模式。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO功能框图342.GPIO输出数据寄存器每组I/O端口都有一个数据寄存器（GPxDAT），GPxDAT中的每一位对应于一个I/O引脚，其中，GPADAT对应GPIO0～GPIO31，GPBDAT对应GPIO32～GPIO63，GPCDAT对应GPIO64～GPIO87。无论I/O引脚被配置成什么功能（通用I/O或者外设专用功能），GPxDAT中相应的位都反映了引脚当前状态。写GPxDAT可以清零或置位相应的输出锁存器，如果I/O引脚被配置为通用输出功能，对应的I/O引脚将根据GPxDAT中的值被驱动为高电平或低电平，如果I/O引脚没有被配置为通用输出功能，那么，写入GPxDAT中的值将被锁存，但是引脚并不被驱动。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO功能框图353.GPIO引脚与内部上拉配置每个GPIO引脚都可以通过GPIO上拉控制寄存器（GPxPUD）使能或禁止内部上拉，其中，GPAPUD对应GPIO0～GPIO31，GPBPUD对应GPIO32～GPIO63，GPCPUD对应GPIO64～GPIO87。上拉配置既适用于配置为通用I/O的引脚，也适用于配置为外设功能的引脚。当外部复位信号（(XRS)̅）为低电平时，所有可以被配置成ePWM输出引脚（GPIO0～GPIO11）的内部上拉均被禁用，而其他所有引脚的内部上拉在复位时均被使能。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO功能框图36GPIO0～GPIO27功能复用框图如下图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO功能框图371.GPIOA输入限制选择寄存器1/2（GPAQSEL1/2）2.GPIOB输入限制选择寄存器1/2（GPBQSEL1/2）3.GPIOA复用控制寄存器1/2（GPAMUX1/2）4.GPIOB复用控制寄存器1/2（GPBMUX1/2）5.GPIOA方向控制寄存器（GPADIR）6.GPIOB方向控制寄存器（GPBDIR）7.GPIOA上拉控制寄存器（GPAPUD）8.GPIOA数据寄存器（GPADAT）9.GPIOB数据寄存器（GPBDAT）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO部分寄存器3810.GPIOA置位寄存器（GPASET）11.GPIOB置位寄存器（GPBSET）12.GPIOA清零寄存器（GPACLEAR）13.GPIOB清零寄存器（GPBCLEAR）14.GPIOA取反寄存器（GPATOGGLE）15.XINT1源选择寄存器（GPIOXINT1SEL）16.XINT2源选择寄存器（GPIOXINT2SEL）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3GPIO部分寄存器39步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加LED文件对步骤3：完善LED.h文件步骤4：完善LED.c文件步骤5：完善GPIO与LED闪烁实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义404.本章任务基于医疗电子DSP基础开发系统，编写程序，实现每5s切换一次LED0和LED1的闪烁频率，初始状态为800ms完成一次交替闪烁，第二状态为400ms完成一次交替闪烁，第三状态为200ms完成一次交替闪烁，第四状态为100ms完成一次交替闪烁，按照“初始状态→第二状态→第三状态→第四状态→初始状态”循环执行，两个相邻状态之间的间隔为1s。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义415.本章习题1.

简述TMS320F28335的系统架构。2.TMS320F28335芯片主要有那些特点？3.GPIO模块运用了哪些寄存器，功能分别是什么？4.GPIOA模块的I/O引脚内部的上拉电阻起到什么作用？5.InitLED函数的作用是什么？该函数具体操作了哪些寄存器？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义42谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义43第4章：实验3GPIO与独立按键输入——卓越工程师培养系列——44目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题45通过学习独立按键电路原理图、GPIO功能框图、GPIO部分寄存器，及按键去抖原理，基于医疗电子DSP基础开发系统设计一个独立按键程序，每次按下一个按键，通过串口助手输出按键按下的信息，比如KEY0按下时，输出KEY0PUSHDOWN；按键弹起时，输出按键弹起的信息，比如KEY2弹起时，输出KEY2RELEASE。在进行独立按键程序设计时，需要对按键的抖动进行处理，即每次按下时，只能输出一次按键按下信息；每次弹起时，也只能输出一次按键弹起信息。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义46独立按键输入实验涉及的硬件包括三个独立按键（KEY0、KEY1和KEY2），以及与独立按键串联的10kΩ限流电阻，与独立按键并联的100nF滤波电容。KEY0连接到TMS320F28335芯片的GPIO14引脚，KEY1连接到GPIO15引脚，KEY2连接到GPIO16引脚。按键未按下时，输入到芯片引脚上的电平为高电平；按键按下时，输入到芯片引脚上的电平为低电平。独立按键硬件电路如下图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1独立按键电路原理图472.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2GPIO功能框图48按键按下时产生前沿抖动，按键松开时产生后沿抖动，如下图所示。不同类型的按键其最长抖动时间也有差别，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，一般为5～10ms，而一般人按下按键持续的时间大于100ms。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3按键去抖原理49独立按键去抖原理图如下图所示，去抖实际上是每10ms检测一次连接到按键的引脚电平，连续检测到8次低电平，即低电平持续时间超过80ms，表示识别到按键按下。同理，按键按下后，如果连续检测到8次高电平，即高电平持续时间超过80ms，表示识别到按键松开。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3按键去抖原理50步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加KeyOne和ProcKeyOne文件对步骤3：完善KeyOne.h文件步骤4：完善KeyOne.c文件步骤5：完善ProcKeyOne.h文件步骤6：完善ProcKeyOne.c文件步骤7：完善GPIO与独立按键输入实验应用层步骤8：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义514.本章任务基于医疗电子DSP基础开发系统，编写程序，实现通过按键切换LED0和LED1交替闪烁频率。初始状态为800ms完成一次交替闪烁，第二状态为400ms完成一次交替闪烁，第三状态为200ms完成一次交替闪烁，第四状态为100ms完成一次交替闪烁。按下KEY0按键，LED0和LED1按照“初始状态→第二状态→第三状态→第四状态→初始状态”方向进行频率递增循环闪烁，按下KEY2按键，LED0和LED1按照“初始状态→第四状态→第三状态→第二状态→初始状态”方向进行频率递减循环闪烁。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义525.本章习题1.简述按键去抖原理。2.ConfigKeyOneGPIO函数的作用是什么？该函数具体操作了哪些寄存器？3.简述InitKeyOne函数实现按键按下判断的过程。4.某I/O被配置为通用I/O输出引脚，则通过哪个寄存器可以操作该I/O的电平输出？5.通过哪个寄存器可以读取I/O的电平输出状态？6.在函数内部定义一个变量，加与不加static关键字有什么区别？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义53谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义54第5章：实验4串口通信——卓越工程师培养系列——55目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题56基于医疗电子DSP基础开发系统设计一个串口通信实验，每秒通过printf向计算机发送一条语句（ASCII格式），如ThisisthefirstTMS320F28335Project，byZhangsan，在计算机上通过串口助手显示。另外，计算机上的串口助手向医疗电子DSP基础开发系统发送一个字节的数据（HEX格式），系统收到后，进行加1处理，再发送回计算机，通过串口助手显示出来。例如，计算机通过串口助手向医疗电子DSP基础开发系统发送0x13，系统收到后，进行加1处理，向计算机发送0x14。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义57医疗电子DSP基础开发系统上的USART1_TX连接TMS320F28335芯片的GPIO9引脚，USART1_RX连接芯片的GPIO11引脚。现在的计算机基本都不再配置异步通信接口，因此，需要将异步通信信号（USART1_TX和USART1_RX）经由医疗电子DSP基础开发系统上的USB转异步通信模块转换为USB信号（D+和D-），这样，通过USB数据线，即可实现计算机与TMS32028335芯片之间的通信。SCIB硬件电路如下图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1SCIB电路原理图582.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1SCIB电路原理图59两个异步通信设备的连接非常简单，如下图所示，只需要将异步通信设备A的发送数据线TXD与异步通信设备B的接收数据线RXD相连接，将异步通信设备A的接收数据线RXD与异步通信设备B的发送数据线TXD相连接，此外，两个异步通信设备必须共地，即将两个设备的GND相连接。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2异步通信物理层60异步通信数据按照一定的格式打包成帧，DSP或计算机在物理层上是以帧为单位进行传输的。异步通信的一帧数据由起始位、数据位、校验位、停止位和空闲位组成，如下图所示。需要说明的是，一个完整的异步通信数据帧必须有起始位、数据位和停止位，但不一定有校验位和空闲位。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3异步通信数据格式61异步通信传输速率用比特率来表示。比特率是每秒传输的二进制位数，单位为bps（bitpersecond）。波特率，即每秒传送码元的个数，单位为baud。由于异步通信使用NRZ（Non-ReturntoZero，不归零）编码，因此异步通信的波特率和比特率数值是相同的。在实际应用中，常用的异步通信传输速率有1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、57600bps和115200bps。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.4异步通信传输速率62由于异步通信采用异步串行通信，没有时钟线，只有数据线。那么，收到一个异步通信原始波形，如何确定一帧数据？如何计算传输的是什么数据？下面以一个异步通信波形为例来说明，假设异步通信波特率为115200baud，数据位为8位，无奇偶校验位，停止位为1位。第1步，获取异步通信原始波形数据；第2步，按照波特率进行中值采样，每位的时间宽度为1/115200s≈8.68s，将电平第一次由高到低的转换点作为基准点，即0s时刻，在4.34s时刻采样第1个点，在13.02s时刻采样第2个点，依次类推，然后判断第10个采样点是否为高电平，如果为高电平，表示完成一帧数据的采样；第3步，确定起始位、数据位和停止位，采样的第1个点即为起始位，且起始位为低电平，采样的第2个点至第9个点为数据位，其中第2个点为数据最低位，第9个点为数据最高位，第10个点为停止位，且停止位为高电平。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.5异步通信实例632.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.5异步通信实例642.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.6SCI功能框图65（1）SCIB通信控制寄存器（SCICCRB）（2）SCIB控制寄存器1（SCICTL1B）（3）SCIB波特率寄存器（SCIHBAUDB和SCILBAUDB）（4）SCIB接收状态寄存器（SCIRXSTB）（5）SCIB接收数据缓冲寄存器（SCIRXBUFB）（6）SCIB发送数据缓冲寄存器（SCITXBUFB）（7）SCIBFIFO发送寄存器（SCIFFTXB）（8）SCIBFIFO接收寄存器（SCIFFRXB）（9）SCIBFIFO控制寄存器（SCIFFCTB）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.7SCI部分寄存器66步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加SCIB和Queue文件对步骤3：完善SCIB.h文件步骤4：完善SCIB.c文件步骤5：完善串口通信实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义674.本章任务在本实验的基础上增加以下功能：（1）添加SCIA模块，SCIA模块的波特率配置为9600baud，数据长度、停止位、奇偶校验位等均与SCIB相同，且API函数分别为InitSCIA、WriteSCIA和ReadSCIA，SCIA模块中不需要实现fputc和fputs函数；（2）在Main模块中的Proc2msTask函数中，将SCIA读取到的内容（通过ReadSCIA函数）发送到SCIB（通过WriteSCIB函数），将SCIB读取到的内容（通过ReadSCIB函数）发送到SCIA（通过WriteSCIA函数）；（3）将SCITXDB（GPIO36）引脚通过杜邦线连接到SCITXDA（GPIO35）引脚；（4）将SCIA通过通信-下载模块和Mini-USB线与计算机相连；（5）通过计算机上的串口助手工具发送数据，查看是否能够正常接收到发送的数据。SCIB和SCIA通信硬件连接图如下图所示。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义685.本章习题1.简述异步通信的特点。2.异步通信标准帧格式由哪些位域组成？哪些位域可以编程设置？哪些位域不能编程设置？3.异步通信标准帧格式中空闲位有什么作用？4.通过哪个寄存器配置SCI为空闲线模式或者地址位模式？5.对于异步通信，空闲线模式与地址位模式那种模式通信效率更高？6.简述通过SCIB传输数据的过程？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义69谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义70第6章：实验5定时器——卓越工程师培养系列——71目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题72基于医疗电子DSP基础开发系统设计一个定时器，其功能包括：（1）将cpu_timer1_isr配置为每1ms进入一次的中断服务函数；（2）在cpu_timer1_isr的中断服务函数中，当s_iCnt2计数为2时，将s_iCnt2置0，2ms标志位置为TRUE；（3）在cpu_timer1_isr的中断服务函数中，当s_iCnt1000计数为1000时，将s_iCnt1000置0，1s标志位置为TRUE；（4）在Main模块中，基于2ms和1s标志，分别创建2ms任务和1s任务；（5）在2ms任务中，调用LED模块的LEDFlicker函数实现编号为LED0和LED1的蓝色LED每500ms交替闪烁一次；（6）在1s任务中，调用SCIB模块的printf函数，每秒输出一次ThisisthefirstTMS320F28335Project,byZhangsan。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义73

TMS320F28335内部有3个32位CPU定时器（Timer0、Timer1和Timer2），下图所示是CPU定时器功能框图，下面依次介绍CPU定时器时钟源、时基单元和计数单元。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1CPU定时器功能框图74

CPU定时器的时钟源为SYSCLKOUT，当TMS320F28335外接晶振频率为30MHz时，DIV设置为0x1010，PLL模块输出时钟（也是CPU的输入时钟）频率fCLKIN=(OSCCLK×10.0)/2=(30MHz×10)/2=150MHz，fSYSCLKOUT等于fCLKIN，因此SYSCLKOUT的时钟频率也为150MHz。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2CPU定时器时钟源75（1）高速外设时钟预分频寄存器（HISPCP）（2）外设时钟控制寄存器0（PCLKCRO）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2通用定时器部分寄存器76步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加Timer文件对步骤3：完善Timer.h文件步骤4：完善Timer.c文件步骤5：完善定时器实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义774.本章任务基于“03.GPIOKeyExp”工程，首先配置一个10ms中断服务函数，并在中断服务函数中产生10ms标志位，在Main模块中基于10ms标志，创建10ms任务函数Proc10msTask，将ScanKeyOne函数放在Proc10msTask函数中调用，验证独立按键是否能够正常工作。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义785.本章习题1.一个32位减1计数器一个时钟周期最大的计数值是多少？2.若32位减1计数器的输入时钟为100MHz，定时20s，则32位定时周期寄存器的初值为多少？3.定时器达到定时时间后，计数初值通过哪个寄存器重新装载？装载方式是什么？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义79谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义80第7章：实验6读写EEPROM——卓越工程师培养系列——81目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题82本实验首先完成相应寄存器和引脚的初始化，以及完成读写EEPROM函数的编写，之后通过调用按键函数，要求按下KEY0向EEPROM写入“0x76，0x54，0x32，0x10”，按下KEY1从EEPROM读出数据，然后通过printf函数打印到串口助手；按下按键KEY2将向EEPROM写入“0x89，0xAB，0xCD，0xEF”，再次按下按键KEY1读出修改后的数据，通过printf函数打印到串口助手。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义83

I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。I2C总线只有两根双向信号线：数据线SDA和时钟线SCL。每个连接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送为主机发送数据到其它器件，这时主机为发送器，从总线上接收数据的器件则为接收器。如下图所示，在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。为了避免混乱，I2C总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1I2C基本概念84

I2C时序图如下图所示，在SCL为高电平期间，SDA由高电平向低电平变化表示起始信号；在SCL为高电平期间，SDA由低电平向高电平变化表示停止信号。在进行数据传输时，且SCL为高电平期间，SDA上的数据必须保持稳定，只有在SCL为低电平期间，SDA上的数据才允许变化。起始和停止信号都是由主机发出，在起始信号产生后，总线处于被占用状态；在停止信号产生后，总线处于空闲状态。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2I2C时序85每个I2C器件都有一个器件地址，有的器件地址在出厂时就已经设置好了，用户不可更改（例如OV7670器件地址固定为0x42），有的确定了几位，剩下几位由硬件确定（比如常见的I2C接口的EEPROM存储器，留有3个控制地址的引脚，由用户在硬件设计时确定）。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3I2C器件地址86每个支持I2C协议的器件，内部总会有一些可供读/写的寄存器或存储器，例如，EEPROM存储器，内部就是顺序编址的一系列存储单元；型号为OV7670的CMOS摄像头（OV7670的该接口叫SCCB接口，其实质也是一种特殊的I2C协议，可以直接兼容I2C协议），其内部就是一系列编址的可供读/写的寄存器。因此，要对一个器件中的存储单元（寄存器和存储器，以下简称存储单元）进行读/写，就必须要能够指定存储单元的地址。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.4I2C存储器地址87步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加AT24Cxx和I2C文件对步骤3：完善AT24Cxx.h文件步骤4：完善AT24Cxx.c文件步骤5：完善ProcKeyOne.c文件步骤6：完善读写EEPROM实验应用层步骤7：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义884.本章任务基于医疗电子DSP基础开发系统，编写程序实现密码解锁功能，具体内容：微处理器初始密码为“0x12，0x34，0x56，0x78”，该密码通过AT24CxxWrite函数写入EEPROM，通过按下按键KEY0模拟输入密码为“0x12，0x34，0x56，0x78”，通过按下按键KEY2模拟输入密码为“0x87，0x65，0x43，0x21”，通过按下按键KEY1进行密码匹配，如果密码正确，则在串口助手上打印“Success！”，否则在串口助手上打印“Failure！”。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义895.本章习题1.简述I2C的基本概念。2.简述I2C时序的特点。3.简述EEPROM芯片的特性。4.AT24C02存储单元地址结构是怎样的？指出每一位的作用。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义90谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义91第8章：实验7外部中断——卓越工程师培养系列——92目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题93通过学习TMS320F28335的中断系统及其相关寄存器，基于外部中断0和1，利用按键KEY0和KEY1，通过GPIO检测按键按下和弹起时产生的下降沿和上升沿事件，产生中断，在中断服务函数中实现LED点亮和熄灭的功能，处理完后再返回执行中断之前的代码。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义94中断（Interrupt）是硬件和软件驱动事件，它使得CPU暂停当前的主程序，并转而去执行一个中断服务子程序。在DSP中，中断申请信号通常是由软件或硬件产生的，它可以使CPU暂停正在执行的主程序，转而去执行一个中断服务子程序。通常中断申请信号是由外围设备提出的，表示一个特殊的事件已经发生，请求CPU暂停正在执行的主程序，去处理更紧急的事件。例如，CPU定时器0完成一个周期的计数后，就会发出一个周期中断的请求信号，这个信号通知CPU，CPU定时器0已经完成了计时，这时可能有一些紧急事件需要CPU处理。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1什么是中断95

TMS320F28335的中断主要有两种方式触发：一种是在软件中写指令，例如INTR、ORIFR或TRAP指令；另一种是硬件方式触发，例如来自片内外设或外围设备的中断信号表示某个事件已经发生。无论是软件中断还是硬件中断，都可以归结为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。可屏蔽中断就是这些中断可以用软件加以屏蔽或解除屏蔽。不可屏蔽中断就是这些中断是不可以被屏蔽的，一旦中断请求信号发出，CPU必须无条件地立即响应该中断，并执行相应的中断服务子程序。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2CPU中断概述96下图是TMS320F28335的中断源，TMS320F28335的CPU共有16根中断线，其中包括2个不可屏蔽中断(RS)̅和(NMI)̅，还有14个可屏蔽中断(INT1)̅～(INT14)̅。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3TMS320F28335的PIE中断97如下图所示，TMS320F28335的中断采用的是三级中断机制，分别为外设级、PIE级和CPU级。对于某一个具体的外设中断请求，只要有任意一级不许可，CPU最终都不会响应该外设中断。比如一个文件需要三级领导的批示，只要任意一级领导不同意，都不能被送至上一级领导，更不可能得到最终的批复，中断机制的原理也是如此。前面介绍了CPU定时器0，也提及了当CPU定时器0完成一个周期的计数后会产生一个中断信号，也就是CPU定时器0的周期中断。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.4TMS320F28335的三级中断系统分析98（1）PIE控制寄存器（PIECTRL）（2）PIE应答寄存器（PIEACK）（3）PIEINT1使能寄存器（PIEIER1）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.5PIE寄存器99（1）XINT1控制寄存器（XINT1CR）（2）XINT2控制寄存器（XINT2CR）2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.6外部中断寄存器100步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加ExtInt文件对步骤3：完善ExtInt.h文件步骤4：完善ExtInt.c文件步骤5：完善外部中断实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义1014.本章任务基于医疗电子DSP基础开发系统，编写程序，实现通过按键中断切换LED0和LED1的交替闪烁频率。初始状态为800ms完成一次交替闪烁，第二状态为400ms完成一次交替闪烁，第三状态为200ms完成一次交替闪烁，第四状态为100ms完成一次交替闪烁。按下KEY0按键，LED0和LED1按照“初始状态→第二状态→第三状态→第四状态→初始状态”的顺序进行频率递增循环闪烁；按下KEY2按键，LED0和LED1按照“初始状态→第四状态→第三状态→第二状态→初始状态”的顺序进行频率递减循环闪烁。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义1025.本章习题1.简述什么是外部输入中断。2.F28335外部中断输入XINT1～XINT7是可屏蔽中断还是不可屏蔽中断？。3.F28335的中断管理系统采用几级管理机制？分别是什么？简述各级中断的特点。4.PIE同一组8个外设中断源优先级的关系是怎样的？《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义103谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义104第9章：实验8七段数码管显示——卓越工程师培养系列——105目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题106通过学习七段数码管、74HC595驱动芯片、七段数码管显示模块电路原理图和七段数码管显示原理，基于医疗电子DSP基础开发系统，编写七段数码管显示驱动程序。该驱动程序包括4个API函数，分别是初始化七段数码管模块函数InitSeg7DigitalLED、控制全部显示字符8/全部不显示函数Seg7AllOn、控制显示8位数字函数Seg7Disp8BitNum和控制显示时间函数Seg7DispTime。然后在Main.c文件中通过调用这些函数来验证七段数码管显示驱动程序是否正确。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义107七段数码管实际上是由7个发光二极管组成8字形状，加上小数点就是8个发光二极管，下图所示的是七段数码管的引脚定义。这些段分别由字母a、b、c、d、e、f、g、dp表示。当数码管特定的段对应的发光二极管加上电压后，这些特定的段就会被点亮，以形成我们眼睛看到的相应数码管字样。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1七段数码管108当数码管a、b、c、d、e、f、g段被点亮，则显示字符8，如下图左图所示。当数码管数码管a、b、c、d、f、g段被点亮，则显示字符9，如下图右图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1七段数码管109七段数码管内部电路有两种连接方式，所有发光二极管的阳极连接在一起，并与电源正极（VCC）相连，称为共阳型，如下图左图所示；所有发光二极管的阴极连接在一起，并与电源负极（GND）相连，称为共阴型，如下图右图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1七段数码管110下图为四位七段数码管引脚图，其中，a、b、c、d、e、f、g、dp为数据引脚，1、2、3、4为位选引脚。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1七段数码管111

下图所示为4位共阳型七段数码管的内部电路示意图。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1七段数码管112

74HC595驱动芯片是一个8位串行输入/并行输出的位移缓存器，其引脚图如图96所示，串行数据通过SI引脚输入，通过QH‘引脚输出，并行数据通过QA～QH引脚并行输出。下表给出了74HC595驱动芯片的引脚描述。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.274HC595驱动芯片1132.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.274HC595驱动芯片引脚编号引脚名称描述1～7,15QA～QH8位并行数据输出8GND接地9QH′串行数据输出10主复位（低电平复位）11SCK数据输入时钟线12RCK数据输出锁存器锁存时钟线13输出有效（低电平有效）14SI串行数据输入16VCC电源114七段数码管显示模块的硬件电路如下图所示，两个4位共阳型七段数码管的16个引脚通过两个74HC595芯片（编号为U602和U605）与TMS320F28335芯片相连，这样，TMS320F28335芯片就可以通过控制74HC595芯片，实现在七段数码管上显示数字和简单字符。U602的QH'引脚与U605的SI引脚相连，将两个74HC595芯片串联起来，直接控制16位输出；两芯片的RCK引脚相连引出的引脚为HC595_RCK（连接至TMS320F28335芯片的GPIO19引脚），SCK引脚相连引出的引脚为HC595_SCK（连接至TMS320F28335芯片的GPIO18引脚），SI引脚相连引出的引脚为HC595_DIO（连接至TMS320F28335芯片的GPIO13引脚）。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3七段数码管显示模块电路原理图1152.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.3七段数码管显示模块电路原理图116在下图所示的4位共阳型七段数码管内部电路示意图中，每个数码管的8个段（a～dp）的同名端连接在一起，而每个数码管由一个独立的公共控制端控制。当向数码管发送一个字符时，所有数码管都接收到相同的字符，由哪个数码管显示该字符取决于公共控制端（sel0～sel3），这种显示方式称为动态扫描。在动态扫描过程中，每个数码管的点亮时间间隔非常短（约20ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应，并不会有闪烁感。如果4个数码管轮流显示，每次只在一个数码管上显示某一字符，相邻数码管显示的时间间隔为5ms，则完成4个数码管轮流显示需要20ms，即同一个数码管显示间隔为20ms。尽管实际上数码管并非同时点亮，但看上去却是一组稳定的字符显示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.4七段数码管显示原理1172.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.4七段数码管显示原理118步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加Seg7DigitalLED文件对步骤3：完善Seg7DigitalLED.h文件步骤4：完善Seg7DigitalLED.c文件步骤5：完善七段数码管显示实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义1194.本章任务在本实验的基础上增加以下功能：（1）增加RunClock模块；（2）通过InitRunClock函数初始化RunClock模块；（3）通过RunClockPer2Ms函数实现时钟的运行；（4）通过SetTimeVal函数设置时间值；（5）通过GetTimeVal函数获取时间值；（6）通过Seg7DispTemp函数在七段数码管上动态显示时间，如下图所示。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义1205.本章习题1.简述七段数码管的显示原理。2.简述74HC595芯片的工作原理。3.简述74HC595芯片控制七段数码管的工作原理。4.七段数码管API函数包括InitSeg7DigitalLED、Seg7AllOn、Seg7Disp8BitNum和Seg7DispTime，简述这些函数的功能。《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义121谢谢观看！《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义122第10章：实验9OLED显示——卓越工程师培养系列——123目录《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义实验内容实验原理实验步骤本章任务本章习题124通过学习OLED显示原理及SSD1306芯片的工作原理，基于医疗电子DSP基础开发系统编写OLED驱动程序。该驱动包括10个API函数，分别是初始化OLED显示模块函数InitOLED、开启OLED显示函数OLEDDisplayOn、关闭OLED显示函数OLEDDisplayOff、更新GRAM函数OLEDRefreshGRAM、清屏函数OLEDClear、显示数字函数OLEDShowNum、指定位置显示字符函数OLEDShowChar、显示字符串函数OLEDShowString、清除屏幕上指定区域函数OLEDClearArea、在OLED屏上指定位置显示带高位0的数字函数OLEDShow0Num。最后，在Main.c文件中调用这些函数来验证OLED驱动是否正确。1.实验内容《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义125

OLED，即有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode），又称为有机电激光显示（OrganicElectroluminesenceDisplay，OELD）。OLED由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被广泛应用于各种产品中。OLED显示模块显示效果如下图所示。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.1OLED显示模块126

OLED显示屏接口电路原理图如下图所示，将OLED显示模块插在医疗电子DSP基础开发系统的OLED显示屏接口（J300）上，即可通过系统控制OLED显示屏。2.实验原理《医用DSP开发实用教程-基于TMS320F28335》-配套讲义2.2OLED显示屏接口电路原理图127

OLED显示模块支持的SPI通信模式需要4根信号线，分别是OLED片选信号CS、数据/命令控制信号D/C、串行时钟线SCK、串行数据线DIN，以及复位控制线（即复位引脚RES）。因此，只能往OLED显示模块写数