《DSP控制器原理与应用 教学课件 ppt 作者 张东亮 第1章绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP控制器原理与应用 教学课件 ppt 作者 张东亮 第1章绪论（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、TMS320C28x DSP控制器原理与应用,2,课程内容,以TMS320C28x DSP控制器的TMS320F2812为典型，介绍DSP控制器的结构原理、软硬件设计开发和应用。主要内容包括DSP技术概况、DSP结构原理、CPU与指令系统、软件设计开发、各种片内外设、应用系统设计等。,3,主要内容,绪论 TMS320F281x DSP控制器的总体结构 TMS320C28x DSP的CPU与指令系统 DSP软件开发与C语言编程 DSP的A/D转换器 事件管理器 串行通信接口 DSP应用系统设计,4,参考资料,张东亮，DSP控制器原理与应用，机械出版社，2011 万山明编著, TMS320F281
2、x DSP原理及应用实例，北京航空航天大学出版社，2007 刘和平等编著, 数字信号处理器原理、结构及应用基础TMS320F28x，机械工业出版社，2007 徐科军，TMS320x281x DSP原理与应用，北京航空航天大学出版社，2007 苏奎峰等编著，TMS320F2812原理与开发，电子工业出版社，2005 苏奎峰等编著，TMS320x281x原理及C程序开发，北京航空航天大学出版社，2008 苏奎峰等, TMS320x281x DSP应用系统设计, 北京航空航天大学出版社，2008,5,宁改娣等编著, DSP控制器原理及应用(28x)，科学出版社，2009 江思敏 ，TMS320C20
3、00系列DSP开发应用技巧. 重点与难点剖析(28x)，中国电力出版社，2008 三恒星科技编, TMS320F2812 DSP 原理与应用实例, 电子工业出版社 ，2009 孙丽明编著，TMS320F2812原理及其C语言程序开发 ，清华大学出版社 ，2008 韩丰田著，TMS320F281x DSP原理及应用技术 ，清华大学出版社，2009 杨东凯 , DSP 嵌入式系统设计与开发指南 ,中国电力出版社(28x), 2008 陈是知、姜蕊辉，TMS320F2812原理与开发实践 ,中国电力出版社, 2010,6,参考资料,TI, TMS320F2812, Digital Signal Pr
4、ocessors Data Manual , 2003 TI, TMS320C28x, System Control and Interrupts Reference Guide, 2004 TI, TMS320C28x , Optimizing C/C+ Compiler Users Guide，2001 TI, TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set Reference Guide, 2004 TI, TMS320C28x Assembly Language Tools Users Guide, 2001,7,前言,1. 什么是DSP? DSP，Dig
5、ital Signal Processing 数字信号处理 DSP，Digital Signal Processor 数字信号处理器, DSP芯片 DSP Controller DSP控制器 DSP+片内外设, C2000 DSP (DSP+片内存储器+片内接口电路） DSC, Digital Signal Controller 数字信号控制器 MCU, Microcontroller 单片机, 微控制器,2. 为什么要学习DSP? 计算机控制系统(工业PC、嵌入式PC, PLC，通用CPU价格高)。 数字控制系统(嵌入式控制器, 单片机速度瓶颈)。 DSP应用广泛, 高性能嵌入式控制器,速度
6、快,适应复杂智能算法。 多总线技术并行机制 , 硬件乘法器 , 价格大幅下降。,8,3. 如何学习DSP? 对比微机、单片机, 多实践。,4. 相关课程: 微机原理、单片机应用、C语言程序设计、数字信号处理、计算机测控系统 、嵌入式系统等。,9,第1章 绪论,本章内容： 1.1 DSP的发展与DSP芯片的特点 1.2 典型的DSP应用系统及其设计与开发过程 1.3 常用DSP芯片 1.4 C2000 系列DSP控制器 1.5 DSP芯片的应用,10,1.1 DSP的发展与DSP芯片的特点,(1) 采用哈佛结构，程序和数据存储空间分开，可以同时访问指令和数据。 (2) 具有专用硬件乘法器，可在一
7、个指令周期内完成一次乘法和一次加法。 (3) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 (4) 可以并行执行多个操作, 具有特殊的DSP指令。 (5) 片内具有快速 RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问，具有片内多总线结构。 (6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器，单周期指令。 (7) 快速的中断处理和硬件I/O支持。,11,1.2 典型的DSP应用系统及其设计与开发过程,低通滤波器,A/D,D/A,DSP芯片,平滑滤波器,一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等组成。,12,典型的计算机控
8、制系统框图,13,基于DSP的数字运动控制系统,14,DSP系统的设计过程,DSP应用系统,定义系统性能指标,选择DSP芯片,系统集成,系统调试,15,硬件设计阶段,确定最优硬件实现方案 画出硬件系统框图,性能指标 工期 成本等,DSP芯片、A/D D/A、内存、电源、逻辑控制、通信、人机接口、总线等,16,DSP芯片的选择,运算速度 ( LF2407A 40MHz, 40 MIPS(Million Instructions Per Second), 25ns, F2812, 150MIPS, 6.67ns )。 硬件资源 。 价格。 运算精度 。 开发工具 。 功耗。 货源、生命周期。,17
9、,软件设计阶段,源程序,汇编器汇编,链接器连接,调试器调试,代码转换,可执行文件,软件仿真,18,1.3 常用DSP芯片,TI公司：TMS320系列DSP已经成为当今世界最有影响的DSP芯片，其DSP市场占有量占全世界份额的近50%，为世界上最大的DSP芯片供应商。 Motorola公司：MC96002 ADI (Analog Device)公司：AD2100 MicroChip: dSC AT&T：DSP16/32,19,TI公司的DSP芯片 三大系列,TMS320C2000系列（DSP Controller： DSP控制器）：包括TMS320C2x /C2xx/C24x /240x/28x
10、x ，集成了Flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN模块及数字电机控制的外围模块，适用于电机控制（包括变频器、伺服系统等）、运动控制、工业测控等需要数字化的控制领域。 TMS320C5000系列：低成本,包括TMS320C5x /C54x/ C55x, 主要用于通信、语音处理等领域。 TMS320C6000系列：浮点, TMS320C62x/C67x , C64x，在时钟频率为1.1GHz时，可达到8800MIPS以上，即每秒执行90亿条指令，主要用于图像处理等领域。,20,TMS320 DSP的三大主要系列,21,TI公司的DSP,22,TI公司的DSP,23,TMS320C200
11、0 DSP,24,25,1.4 C2000系列DSP控制器,目前C2000系列DSP主要有C24x和C28x两个系列。 C24x系列为l6位定点DSP， C28x系列为32位。它们是为控制领域优化设计的DSP，配置了完善的外围设备，包括事件管理模块(EV)、A/D转换模块(ADC)、串行通信接口模块(SCI)、串行外设接口模块(SPI)、中断管理系统和系统监视模块，其中事件管理模块(EV)含有通用定时器、比较器、PWM发生器、捕获器。,26,Embedded Single Chip Solution CPU, Memory, A/D Converter, I/O, Timers, Interf
12、ace,Lower end,Higher end,Basic Solution (MCU or Discrete),Multi-Chip Solution (DSP + Analog),TI TMS320C2000TM “System-on-a-Chip” DSP Solutions Extend Leadership to Both Ends of the Spectrum,LC240x,Future Devices,F28x,150 - 400 MIPS 32-bit,40 MIPS 16-bit,Integration,8-32K ROM / FLASH 10-bit ADC 4 Tim
13、ers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI EMIF,64-128K ROM / FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI, McBSP EMIF,16-64K FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI, McBSP,I2C EMIF,80 - 100 MIPS 32-bit,Sub $2,$15 - $18,Target range $5 to $8,Typical example: Microcontroller +external memory +exte
14、rnal 10bit ADC +external 10bit DAC +external peripheral controllers,Typical example: Floating point DSP +external flash +external 16bit ADC +external 16bit DAC +external controller,27,TIMER,Flash (words),ROM (words),RAM (words),CPU,ADC,McBSP,EXMIF,Watchdog,SPI,SCI (UART),CAN,Volts (V),# I/O,Package,
15、Price 10K/YR 2003,Resolution,CAP/QEP,PWM(CMP),Event Manager,18K 18K 2.5K 2.5K 1.0K 1.0K 1.0K 2.5K 1.5K 544 1.0K 544 544 544 544,32K 16K 6K 8K 4K,128K 64K 32K 32K 16K 8K 8K 8K 8K 16K,6/6 6/6 6/4 6/4 3/2 3/2 1/0 6/4 6/4 3/2 1/0 3/2 3/2 4/2 3/2,16 16 16 16 8 8 7 16 16 8 7 8 8 12 8,7 7 4 4 2 2 2 4 4 2 2 2 2 3 2,12-bit 12-bit 10-bit 10-bit 10-bit 10-bi
