第5章DSP片内外设
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模/数转换模块方框图
模/数转换模块方框图
为讲解方便,规定排序器的状态如下: 排序器SEQ1:CONV00-CON07 排序器SEQ2:CONV08-CON15 排序器SEQ: CONV00-CON15 转换触发特性: SEQ1:软件、EVA、外部引脚,仲裁优先级高于SEQ2 SEQ2:软件、EVB,仲裁优先级低于SEQ1 SEQ: 软件、EVA、EVB、外部引脚,无仲裁优先级 为每个排序所选的模拟输入通道排序控制寄存器 (CHSELSEQn)的CONVnn位所定义。 CONVnn位为4位长,可指定16通道中的任何一个。
比较方式寄存器:ACTRA 比较方式寄存器:ACTRA
• D15:SVDIR 空间矢量PWM旋转方向位 • D14-12:D2-D0 基本的空间矢量位 • D11-10:CMP6ACT1/0 引脚PWM6的比较输出 方式选择位。00-强制低,01-低有效,10-高有 效,11-强制高 • D9-8:CMP5ACT1/0 • D7-6:CMP4ACT1/0 • D5-4: CMP3ACT1/0 • D3-2: CMP2ACT1/0 • D1-0: CMP1ACT1/0
事件管理器: 事件管理器:比较单元框图
PWM电路框图 PWM电路框图
事件管理器:比较单元与PWM发生器 事件管理器:比较单元与PWM发生器
事件管理器: 事件管理器:捕获单元
捕获单元用于捕获输入引脚电平的变化并记录其 发生变化的时间。每个事件管理器有3个捕获单元。每 个捕获单元有一个与之对应的捕获输入引脚。 为了使捕获单元正常工作,应设置如下寄存器: 1) 初始化捕获单元FIFO堆栈CAPFIFOx, 并将适 当的状态位清零。 2)初始化TxCON以设置所选择的通用定时器的 一种操作模式。 3)如果希望得到比较和周期中断,则应设置相 应的通用定时器的比较器TxCMP和周期寄存器TxPR。 4) 设置捕获控制器CAPCON。
通用定时器的四种工作模式
• • • • 停止/保持模式 连续增计数模式 定向增/减模式 连续增/减模式
连续增计数模式
连续增计数模式
• 如果初值大于周期寄存器的值时,定时器将计数 到FFFFh后复位为0,然后从0开始继续计数。 • 如果初值等于周期寄存器的值时,周期中断标志 被置位,定时器复位为0,下溢中断标志被置位, 然后从0开始继续计数。 • 本模式特别适于边沿触发或异步PWM波形产生, 也适于电机和运动系统的采样周期。
事件管理器:比较单元与PWM发生器 事件管理器:比较单元与PWM发生器
每个事件管理器有三个全比较单元。每个 比较单元都有两个相关的PWM输出。比较单 元的时基由通用定时器提供。 每个事件管理器模块的比较单元包括: • 三个16位的比较器(EVA:CMPR1,2,3); • 一个16位的比较控制寄存器(COMCONA); • 一个16位的比较方式寄存器(ACTRA) • 6个比较/PWM输出引脚(EVA: PWMy,y=1-6)
事件管理器结构图
事件管理器: 事件管理器:通用定时器 GPT
通用定时器 GPT
通用定时器x包括以下部件: (EVA:x=1,2EVB:x=3,4) 16位可读写的定时器计数器 TxCNT 16位可读写的定时器周期寄存器 TxPR 16位可读写的定时器比较寄存器 TxCMPR 16位可读写的定时器控制寄存器 TxCON
的转换顺序。 (7)16个存放结果的寄存器(RESULT0∼RESULT15) (8)有多个启动ADC转换的触发源如下: 软件立即启动 EVA事件管理器启动 EVB事件管理器启动 ADC 的SOC引脚启动 (9)EVA和EVB可分别独立地触发SEQ1和SEQ2(仅用 于双排序器模式) (10)有单独的预定标的采样/保持时间
5.3模数转换(ADC)模块 5.3模数转换(ADC)模块
模数转换(ADC)模块的特性 5.3.1.ADC模块的特性 (1)带有内部采样-保持电路10bit ADC模块 (2)375ns的转换时间。 (3)16个模拟输入通道,每8个通过一个8选1的模拟 多路转换开关。 (4)对16路模拟量进行“自动排序”。 “ ” (5)两个独立的8状态排序器(SEQ1和SEQ2),可以 独立工作在双排序器模式,或级联为16个状态排序 器模式(SEQ一级联模式) (6)在给定的排序模式下,4个排序控制器决定通道
第5章 DSP片内外设 DSP片内外设
片内外设概述 • 中断管理系统 • 数字 接口 数字I/O接口 • 事件管理器模块 事件管理器模块EV (Event Manager) • 模/数转换模块 数转换模块ADC 数转换模块 • SCI串行通信接口模块 串行通信接口模块 • SPI串行外设接口模块 串行外设接口模块 • CAN控制器模块 控制器模块 • 看门狗定时器 WDT
定向增/ 定ห้องสมุดไป่ตู้增/减计数模式
定向增/ 定向增/减计数模式
• 定时器2和4的本模式可用于正交编码脉冲 电路,在这种情况下,正交编码脉冲电路 为定时器2和4提供计数时钟和方向,也可 用于运动/电机控制和电力电子设备应用中 的外部事件定时。
通用定时器 :连续增/减模式 连续增/
事件管理器: 事件管理器:通用定时器 GPT:比较输出 GPT:比较输出
片内外设概述
TMS320C2000 DSP 控制器可以被看成是 一种高档32位单片计算机 单片解决方案: 位单片计算机( 一种高档 位单片计算机 ( 单片解决方案 : Single Chip Solution)。也是由 。也是由CPU、存储器、 、存储器、 接口等组成。 接口等组成。 C2000 DSP片内接口部件有 数字 接口 、 片内接口部件有数字 接口、 片内接口部件有 数字I/O接口 事件管理器模块、 数转换模块 数转换模块、 事件管理器模块、模/数转换模块、各种通信模 包括SCI串行通信接口、 SPI串行外设接 串行通信接口、 块 ( 包括 串行通信接口 串行外设接 控制器模块) 口、CAN控制器模块)、看门狗定时器及中断 控制器模块 管理系统等。 管理系统等
数字I/O复用引脚方框图 数字I/O复用引脚方框图
数字I/O复用引脚应用 数字I/O复用引脚应用
#define LED port50 volatile ioport unsigned int port50; ……… void LEDTest(unsigned int count) { unsigned char i,t; for(;count!=0;count--) { for(t=0,i=1;t<8;i=i<<1,t++) { if(t<4)asm(" setc XF"); else asm(" clrc XF"); LED=~i; delay(500); } } LED=0xffff; }
比较控制寄存器A:COMCONA 比较控制寄存器A:COMCONA
• D15: CENABLE 比较使能位 • D14-13:CLD1/CLD0 比较寄存器重载条件 • D12:SVENABLE 空间矢量PWM模式位 • D11-10:ACTRLD1/ACTRLD0 方式控制寄存器重载条件 • D9:FCOMPOE 比较输出使能位 • D8:PDPINTA STATUS 当前PDPINT引脚的状态 • D7-0:保留位
5.3.3 ADC转换模块概述 ADC转换模块概述
5.3.3.1 自动排序器的操作原理 2个8状态排序器SEQ1和SEQ2,也可级联成一个16 状态排序器SEQ。 状态:排序器可以执行的自动转换数目。 ADC模块能对一序列转换自动排序。转换结束后, 结果依次保存在RESULT0、RESULT1……中。 用户也可对同一通道进行多次采样,即“过采样”, “ ” 得到的采样结果比传统的单采样结果分辨率高。
名称 ADC控制寄存器1 ADC控制寄存器2 最大转换通道寄存器 通道选择排序控制寄存器1 通道选择排序控制寄存器2 通道选择排序控制寄存器3 通道选择排序控制寄存器4 自动排序状态寄存器
70A8h∼70B7h RESULT0∼RESULT15 转换 结果寄存器0∼15 ∼ 70B8h CALIBRATION 校准寄存器
全局通用定时器控制寄存器 GPTCONA/B
• D15,12-11,5-4: Reserved • D14:T2STAT 定时器2的状态。0:减计数 • D13:T1STAT • D10-9:T2TOADC 定时器2启动AD转换事件 • D8-7:T1TOADC • D6:TCOMOE 比较输出允许 • D3-2:T2PIN 定时器2比较输出极性 • D1-0:T1PIN 定时器1比较输出极性
2407 DSP功能框图 DSP功能框图
5.1 数字I/O端口(教材P161例) 数字I/O端口 教材P161例)
• 数字并行I/O端口概述
2407 DSP有41个通用双向的数字I/O(GPIO)引脚,其中 大多数都是基本功能和通用I/O复用引脚。
• 数字I/O端口寄存器
引脚的功能可以通过如下9个16控制寄存器设置: I/O复用控制寄存器(MCRx, x=A,B,C): 用来选择 I/O端口作为基本功能或通用I/O功能。1:基本功能 数据和方向控制寄存器(PxDATDIR, x=A, B, C, D, E, F):用来选择一般I/O的数据方向。1:输出方式; 0:输入方式
事件管理器:正交脉冲编码电路QEP 事件管理器:正交脉冲编码电路QEP
产生SPWM波相关寄存器 产生SPWM波相关寄存器
• 系统控制寄存器 SCSR1(CPU时钟频率) • I/O复用控制寄存器MCRx(引脚功能) • 定时器控制寄存器TxCON(计数模式、时钟频率、时钟源、CMPR装 载条件) • 定时器计数寄存器 TxCNT • 比较寄存器TxCMPR(决定比较值) • 周期寄存器TxPR (决定定时器周期值) • 比较控制寄存器COMCONx • 比较方式控制寄存器 ACTRx • 死区时间控制寄存器DBTCONx • 中断屏蔽寄存器EVAIMRx
事件管理器: 事件管理器:捕获单元
事件管理器:正交脉冲编码电路QEP 事件管理器:正交脉冲编码电路QEP
正交编码脉冲(QEP: Quadrature Encoder Pulse )是两个频率相同且正交(相位 差90度即1/4个周期)的脉冲。在许多运动控 制系统中,需要正反两个方向的运动,为了对 位置、速度进行控制,必须检测出当前运动的 方向、位置、速度等。EVA、EVB各有一个 QEP电路。 内部有4倍频电路。
5.3.2.ADC模块的寄存器 表5-1 (ADC)模块的寄存器 地址 寄存器 70A0h ADCCTRL1 70A1h ADCCTRL2 70A2h MAXCONV 70A3h CHSELSEQ1 70A4h CHSELSEQ2 70A5h CHSELSEQ3 70A6h CHSELSEQ4 70A7h AUTO_SEQ_SR
单个通用定时器控制寄存器TxCON 单个通用定时器控制寄存器TxCON
• D15-14: Free, Soft 仿真控制位 • D13: Reserved • D12-11:TMOD1,TMODE0 计数模式选择 • D10-8:TPS2-TPS0输入时钟预定标系数 • D6:TENBLE 定时器2,4周期寄存器选择位 • D5-4:TCLKS1,TCLKS0 时钟源选择 • D3-2:TCLD1,TCLD0定时器比较寄存器的重载条件 • D1:TECMPR定时器比较使能位 • D0:SELT1PR 周期寄存器选择
5.2事件管理器模块EVA/EVB 5.2事件管理器模块 事件管理器模块EVA/EVB
• 通用定时器 GPT (General Purpose Timer) • 比较单元与PWM发生器 (Pulse Width Modulation) • 捕获单元Capture • 正交脉冲编码电路QEP (Quadrature Encoder Pulse ) 240x DSP 提供两个完全相同的事件管理器模块 EVA/EVB。而24x(240,243等)DSP有一个。事件管 理器中断分为三组(INT2, INT3, INT4),每组分配一 个中断。每组中断皆有多个中断源。