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1、DSP技术与应用实例课件赵红怡第8章 第8章 TMS320C54x 片内外设及其应用8.1中断系统 8.2定时器8.3主机接口8.4串行口8.5 存储器与I/O扩展表8-1 TMS320C54x中断源说明中断号 中断名称 中断地址 功能 优先级8.1 中断系统 0 RS/SINTR 00H 复位(硬件/软件) 11 NMI/SINTR 04H 2不可屏蔽2 SINT17 08H 软件中断#17 ?8.1.1 中断请求 3 SINT18 0CH 软件中断#18 ?4 SINT19 10H 软件中断#19 ?5 SINT20 14H 软件中断#20 ?1.不可屏蔽中断6 SINT21 18H 软件
2、中断#21 ?7 SINT22 1CH 软件中断#22 ?8 SINT23 20H 软件中断#23 ?2.可屏蔽中断9 SINT24 24H 软件中断#24 ?10 SINT25 28H 软件中断#25 ?11 SINT26 2CH 软件中断#26 ?12 SINT27 30H 软件中断#27 ?13 SINT28 34H 软件中断#28 ?14 SIN29 38H 软件中断#29 ?15 SIN30 3CH 软件中断#30 ?16 INT0/SINT0 40H 外部中断0 317 INT1/SINT1 44H 外部中断1 418 INT2/SINT2 48H 外部中断2 519 TINT/S
3、INT3 4CH 内部定时中断 620 RNT0/SINT4 50H 串口0接收中断 721 XINT0/SINT5 54H 串口0发送中断 822 RINT1/SINT6 58H 串口1接收中断 923 XINT1/SINT7 5CH 串口1发送中断 1024 INT3/SINT8 60H 外部中断3 1125 HPINT/SINT9 64H HPI中断 1226 BRINT1/SINT10 68H 缓冲串口接收 1327 BXINT1/SINT11 6CH 缓冲串口发送 142831 707FH 保留 8.1.2 中断寄存器 1.中断标志寄存器15 14 13 12 11 10 9 8 7
4、 6 5 4 3 2 1 0保留 DMAC5 DMAC4 BXINT1 BRINT1 HPINT INT3 TINT1 DMAC0 BXINT0 BRINT0 TINT0 INT2 INT1 INT0中断标志寄存器IFR在以下3种情况下将清除被挂起的中断:(1)复位(包括软件和硬件复位)。(2)置位1写入相应的IFR标志位。(3)使用相应的中断号响应该中断,即使用INTR #K指令。 2.中断屏蔽寄存器15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0DMAC5 DMAC4 BXINT1 BRINT1 HPINT INT3 TINT1 DMAC0 BXINT0 BRIN
5、T0 TINT0 INT2 INT1 INT0保留中断屏蔽寄存器IMR8.1.3 中断控制1.接收中断请求(1)INTR(2)TRAP(3)RESET 2.中断确认对于软件中断和非屏蔽中断,CPU将立即响应,进入相应中断服务程序。对于硬件可屏蔽中断,只有满足以下3种条件后CPU才能响应中断。(1)当前优先级为最高级。(2)IMR屏蔽位为1。(3)INTM位为0,允许可屏蔽中断。 3.中断服务程序CPU执行中断服务程序(ISR)的步骤如下:(1)保护现场,将PC值压入栈顶;(2)载入中断矢量表,将中断矢量表地址送入PC;(3)执行中断矢量表,程序将进入ISR入口;(4)执行ISR,直至遇到返回指
6、令;(5)恢复现场,将栈顶值弹回PC;(6)继续主程序。接收中断请求N否中断可屏蔽?是否INTM0是否IMP屏蔽位为1?是中断被响应IACK中断信号产生是中断可屏蔽?INTM置为1否压栈PC指针运行中断服务程序返回指令将PC指针还原继续主程序图8-3 中断操作流程4.中断向量地址INT010HIPTR0 0000 0001H左移2位后INT040H0000 0000 1100 0000向量指针15 14 13 12 11 1098 7654 3210位0 0 C0 向量地址图8-4中断向量地址形成5.外部中断响应时间外部中断输入电平在每个机器周期被采样,并被锁存到IFR中,这个新置入的状态等到
7、下一个机器周期被查询到。如果中断发生,并且满足响应条件,CPU接着执行一条硬件指令转移到中断服务子程序入口,这个指令需要2个机器周期。这样,从外部中断请求到开始执行中断服务程序的第一条指令之间至少需要3个完整的机器周期。如果中断请求的3个条件中有一个不满足,可能需要更长的响应时间。如果已经在处理同级或更高级中断时,额外的等待时间取决于正在进行的中断处理程序的处理时间。如果正在处理的指令没有执行到后面的机器周期,所需额外等待时间不会多于6个机器周期,因为最长的指令也只有6周期。如果正在执行的指令为RETE,或访问IE,IP,额外的等待时间不会多于6个机器周期。因此,在单一的中断系统里,外部中断响
8、应的时间基本上在38个机器周期之间。6.外部中断触发 外部中断触发方式有两种,分别是电平触发和边沿触发。 (1)电平触发方式是指外部的硬件中断源产生中断 用电平表示。(2)边沿触发方式是指以负脉冲方式输入的外部请 求源产生的中断。7.中断服务程序8.1.4 中断系统应用TMS320C5402IR1INT0IR2IR3INT1IR4IR5INT2IR6IR7INT3IR8HD0HD1HD2HD3HD4HD5HD6HD7图8-5中断源扩展硬件系统设计方案8.2定时器8.2.1 定时器结构 3SRESET12TRB周期寄存器(PRD) 预标定分频系数(TDDR)CLKOUT定时寄存器(TIM) 预标
9、定计数器(PSC)TSS借位 借位TINTTOUT图8-6 定时器组成框图定时器由TIM,PRD,TCR三个寄存器组成:(1)TIM在数据存储寄存器中的地址为0024H,是减1计数器。(2)PRD地址为0025H,存放定时时间常数。(3)TCR地址为0026H,存储定时器的控制及状态位。定时器产生中断的计算公式如下: 定时周期CLKOUTTDDR+1PRD+1定时器是一个在片减数计数器,用于周期性地产生CPU中断。定时器被预定标器驱动,后者每个CPU时钟周期减1。每当计数器减至0时,产生一个定时器中断,同时在下一周期计数器被定时周期的值重新装载。8.2.2时钟发生器 TMS320C54x的时钟
10、发生器要求硬件有一个参考时钟输入,其内部由振荡器和锁相环PLL电路组成。因此,TMS320C54x的实际工作时钟频率可用软件编程或外部硬件电路在给定外部时钟频率的基础上进行调整控制。 X1 X2/CLKINX2/CLKINVDDC2C1a 内部时钟 b 外部时钟图8-8 参考时钟输入 锁相环PLL的配置分为硬件和软件两种:(1)硬件配置的PLL表8-2 硬件PLL时钟配置方式引脚状态 时钟方式CLKMD1 CLKMD2 CLKMD3 方案1 方案20 0 0 用外部时钟源,PLL3 用外部时钟源,PLL51 1 0 用外部时钟源,PLL2 用外部时钟源,PLL41 0 0 用内部时钟源,PLL
11、3 用内部时钟源,PLL50 1 0 用外部时钟源,PLL1.5 用外部时钟源,PLL4.50 0 1 用外部时钟源,频率除以2 用外部时钟源,频率除以21 1 1 用内部时钟源,频率除以2 用内部时钟源,频率除以21 0 1 用外部时钟源,PLL1 用外部时钟源,PLL10 1 1停止方式 停止方式(2)软件可编程PLL表8-3 复位时设置的时钟方式引脚状态CLKMD寄存器复位值时钟方式CLKMD1 CLKMD2 CLKMD30 0 0 0000H 用外部时钟源,频率除以20 0 1 1000H 用外部时钟源,频率除以20 1 0 2000H 用外部时钟源,频率除以21 0 0 4000H
12、用内部时钟源,频率除以21 1 0 6000H 用外部时钟源,频率除以21 1 1 7000H 用内部时钟源,频率除以21 0 1 0007H 用外部时钟源,PLL10 1 1 ? 停止方式1512 11 103 2 1 0PLLMUL PLLDIV PLLCOUNT PLLON/OFF PLLNDIV PLLSTATUS图8-9 时钟模式寄存器CLKMD表8-4 PLL分频及倍频系数配置表PLLNDIV PLLDIV PLLMUL 乘系数0 x 014 0.50 x 15 0.251 0 014 PLLMUL+11 0 15 11 1 0或偶数 PLLMUL/2+0.51 1 PLLMUL/
13、4奇数CLKOUT频率(MHz)PLL锁定时间与CLKOUT频率关系 PLL锁定时间(s) 8.2.3 定时器/计数器应用1.方波发生器2.脉冲频率监测3.周期信号周期检测 8.3 主机接口HPI控制寄存器81616DSP数据8MUXHPI数据锁存器DSP地址16MUXHPI地址寄存器接口控制信号HPI存储器HPI控制逻辑HPI图8-11 主机接口框图1.HPI与主机的连接框图 主设备 TMS320C54x8HD0-HD7Data2HCNTL0/1地址或控制线AddressHBIL第1还是第2字节Read/WriteHR/WHDS1数据选通信号和片选信号Data StrobeHDS2HCSAd
14、dress Latch EnableHAS地址选通信号Ready HRDY Interrupt HINT图8-12 TMS320C54xHPI与主机连接框图表8-5 HPI信号的名称和功能HPI引脚 状 态主机引脚 信号功能双向并行三态数据总线。当不传送数据HDSx或HCS1或EMU1/OFF0切断所有I/O/ZHD0HD7数据总线输出时,HD7MSBHD0LSB均处于高阻状态地址线或 片选信号。作为HPI的使能输入端,在每次寻址期间必须为低电平,而在两次寻址HCS I之间也可以停留在低电平控制线地址锁存使能地址选通信号。如果主机的地址和数据是一条多路总线,则HAS连到主机的ALEALE或地址引脚,HAS的下降沿锁存HBIL,HCNTIL0/l和HR/W信号;如果主机的地址和数HAS I据线是分开的,就将HAS接高电平,此时靠HDS1,HDS2或HCS中最迟的下降沿选通或不用锁存HBIL,HCNTL0/l和HR/W信号连到高电平字节识别信号。识别主机传送过来的是第1个字节还是第2个字节: HBIL=0 第1个字节; HBIL=1 第2个字节。HBIL I
