基于TMSX的-流水灯设计

Guangxi University of Science and Technology课程设计说明书课程设计说明书实验课程：DSPDSP 原理原理、开发、开发与应用与应用实验内容：基于 TMS320X2812 的 流水灯设计院（系）：计算机学院专业：通信工程班级：101 班学生姓名：学号：201000402008指导教师：2013 年 7 月 3 日广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用目录目录一、设计任务 1二、实验目的 1三、设计内容1四、实验原理24.1 DSP（2812）性能概述 24.2 TMS320F2812 的引脚图及功能44.3 电源转换54.4复位电路54.5 时钟电路64.6 JTAG 仿真接口电路7五、程序设计81、流程图82、程序源代码95.2.1 系统初始化函数95.2.2 程序主函数13六、CCS 集成开发工具与测试156.2CCS 窗口简介156.2.1CCS 窗口示例156.2.2CCS 中常用的工具16七、实验总结16八、参考资料17广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用1前言前言随着计算机和信息技术的飞速发展，DSP 技术已经应用到我们生活的每一个角落，从军用到民用，从航空航天到生产生活，都越来越多的使用 DSP。DSP 的主要应用有数字化移动电话，数据调制解调器，磁盘/光盘控制器需求，图形图像处理需求，汽车电子系统等。应用 DSP 的领域可以说是不胜枚举。DSP 在航空航天方面，主要用于雷达和声纳信号处理；在通信方面，主要用于移动电话，IP 电话，ADSL 和 HFC 的信号传输；在控制方面，主要用于电机控制，光驱和因公安驱动器；在电子娱乐方面，主要用于高清晰电视，机顶盒，家庭影院，DVD 等应用；还有数字相机，网络相机等等。可以说没有 DSP 就没有对互联网的访问，也没有多媒体，也没有无线通信。随着科学技术的发展，将会出现更多的 DSP 新应用领域。一、一、设计任务设计任务1、基于 TMS320X2812 的 Led 显示控制系统设计要求：（1）绘制系统框图（VISIO）；（2）包括复位电路设计、JTAG 接口设计、时钟电路设计、电源设计等，并且用 Protel软件绘制原理图；（3）编写程序，实现功能；（4）理论分析（5）设计过程、源代码和注释、设计说明书。二、二、实验目的实验目的 学习并了解 DSP 开发版的基本原理；学习并了解 TMS320X2812 芯片的基本结构和原理；熟悉流水灯的软件实现原理和硬件设计；熟悉 Emulator 方式下的程序调试规程，并最终能够熟练掌握在 DSP 软硬件环境下的程序开发流程；能够对现有器件进行简单地编程，实现各种简单地显示控制。三、三、设计内容设计内容（1）使用 Altium Designer 软件绘制原理图。（2）使用 VISIO 软件绘制系统框图和软件流程图。（3）使用 CCStudio v3.3 软件设计程序实现流水灯。广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用2四、四、实验原理实验原理通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法通过对 DSP 结构、原理及应用的学习。在初步了解 DSP 结构和原理的基础上，进行简单的应用实验，掌握 DSP 的基本应用。通过熟悉 DSP 模板的内部结构以及 CCS 软件，掌握 DSP2407 的汇编语言编程和调试方法，了解 DSP 的指令和 I/O端口的寄存器的配置，并结合 DSP 实验模板对 DSP 进行编程控制数字输入/输出端口点亮 LED 显示管。实验的具体要求如下：实现 LED 显示管的循环显示：先第 1 个 LED亮，然后是第 2 个 LED 亮，第 3 个 LED 显示管亮。第 4 个灯亮。如此循环显示。DSPDSP 最小系统最小系统4 4.1 1 DSPDSP（28122812）性能概述）性能概述（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+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 空间广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用3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。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（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 URAT 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 口广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用4（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 BGA 封装，带扩展存储接口。2 176 引脚 PGF 封装，带扩展存储接口。4 4.2.2 TMS320F2812TMS320F2812 的引脚图及功能的引脚图及功能如图 2-1 为 TMS320F2812 引脚图以及各个引脚的作用。广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用54.34.3 电源转换电源转换DSP 最小系统仅有 5V 电源供电，由于 DSP 芯片供电电压只能是 3.3V，所以在设计电路时，需要将 5V 电源转换为 3.3V 给 CPU 供电，因此使用了TI 公司的 5V/3V 的 TPS7333Q 高性能稳压芯片，并可提供上电复位信号，该信号/RSDSP 接到 DSP 的复位引脚上。该芯片最大输出电流 500mA。TPS7333Q 输出后的 10f 和 0.1f 的电容不能省略，否则得不到稳定的3.3V 电压。图 4-1 为电源转换原理图。图 4-1 电源转换原理图4.44.4复位电路复位电路DSP 系统的复位电路的设计对于系统性能有重要影响。DSP2812 为低广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用6电平复位，由于内部有复位电路，所以直接在复位引脚/xrs 接一个 10K 的上拉电阻即可；有些电源芯片有复位引脚，可用于 DSP 的直接复位。复位电路原理图如图 4-2 所示：图 4-2 复位电路原理图4.54.5 时钟电路时钟电路TMS320 F2812 DSP 的时钟可以有两种连接方式，即外部振荡器方式和谐振器方式。有源晶振驱动能力较强，频率范围较宽，在 1HZ400MHZ 之间。无源晶振驱动能力差，价格便宜，频率范围较窄。本文采用的是外部有源时钟方式，直接选择一个 3.3V 供电的 30MHz 有源晶振实现。晶振电路如图 4-3 所示。广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用7图 4-3 时钟电路4.64.6 JTAGJTAG 仿真接口电路仿真接口电路几乎所有的高速控制器和可编程器件都配有标准仿真接口 JTAG，F2812 也不例外。JTAG 扫描逻辑电路用于仿真和测试，采用 JTAG 可实现在线仿真，同时也.是调试过程装载数据、代码的唯一通道。通过 JTAG 接口可将仿真器与目标系统相连接。为了与仿真器通信，DSP 控制板必须带有 14 引脚的双排直插管座。F2812 和 14 针仿真插座连接的电路如图 4-4。广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用8流水灯控制系统电路:五、程序设计：软件设计软件设计这里用软件延时的方法来调整发光二极管的延时时间间隔。当发光二极管被点亮之后，通过改变端口的数据输出，达到点亮不同的 LED 显示管的目的。实验要求实现 LED 显示管的循环显示：先第 1 个 LED 亮，然后是第 2 个 LED 亮，第 3 个 LED 显示管亮。第 4 个灯亮。如此循环显示。在给端口赋初值为 0000 0001 后，其高 8 位为 0000 0000；主要是对低 8 位进行操作。通过对低 8 位左移一位再与 0000 0001 相或，得到的值通过端口输出，便可以完成 00000001 0000 1111 的显示，每改变一次显示的时间间隔是由软件延时控制产生的。当数据的最高位等于 1 的时候，根据判断将程序跳转，从 1111 1111 开始对数据的操作变为先与 0111 1111B 相与，再右移一位，将得到的结果输出。当输出数据的最低位为 0的时候程序跳转，完成了基本功能的一个循环，程序跳到循环开始的地方，即给程序重新赋值为 0000 0001，进行下一轮的循环。如此即可以实现实验要求的功能。5.1.程序流程图程序流程图广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用95.2 程序部分源代码程序部分源代码5.2.1 系统初始化函数系统初始化函数#include DSP281x_Device.h#include System.h#pragma CODE_SECTION(InitFlash,ramfuncs);/*-*/*形式参数：void*/*返回值:void*/*函数描述:初始化系统*/*-*/void InitSysCtrl(void)DisableDog();/禁止看门狗InitPll(0 x02);/设置系统时钟=XCLKIN*2/2广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用10InitPeripheralClocks();/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/*-*/*形式参数：void*/*返回值:void*/*函数描述:禁止看门狗*/*-*/void DisableDog(void)EALLOW;SysCtrlRegs.WDCR=0 x0068;EDIS;/*-*/*形式参数：void*/*返回值:void*/*函数描述:喂看门狗*/*-*/void KickDog(void)EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY=0 x0055;SysCtrlRegs.WDKEY=0 x00AA;EDIS;/*-*/*形式参数：void*/*返回值:void*/*函数描述:设置锁相环倍频系数*/广西科技大学课程设计说明书DSP 技术及其应用11/*-*/void InitPll(Uin