YCL-DSP2812-Pro硬件电路详解
DSP2812教程 (2)
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外部引脚 （GPIO/XINT2_ADCSOC） EVB 的多种事件 外部引脚
对于第 11 点，ADC 控制寄存器 1 的位 ACQ_PS3—ACQ_PS0 决定了采集窗口的大小，这一位控制了 SOC 脉冲的宽度，也就是一开始开关 S(t)的导通时间。SOC 脉冲的宽度是（ACQ_PS+1）*ADCLK。
1.AD 的简单知识 这部分内容是为没有接触过 AD 的朋友而准备的，如果您对其概念理解的很清楚了，可以不用阅读， 呵呵。AD，就是将模拟量转变为数字量的过程，一般分为取样、保持、量化、编码这 4 步。ຫໍສະໝຸດ S(t)+ _
图 1 取样原理
V1(t)
+ _
由于模拟信号在时间上通常是连续的，而数字信号在时间上离散的，所以转换时首先必须按数字信号 的节拍，对被转换的模拟信号采取样品。取样（Sample）的原理如图 1 所示。开关受取样脉冲信号 S(t) 控制，S(t)=0 时，开关断开，取样输出 V1(t)=0；S(t)=1 时，开关导通，V1(t)=V(t)。这样就把连续的模 拟信号 V(t)变成了一个个脉冲信号。 由于取样的结果是一系列很窄的脉冲，为了保证有足够的时间进行转换，应当将此脉冲的幅值保持 （Hold）住，直到下一次取样时刻的到来。关于量化和编码就不说了，大家可以找参考书自己看一下。 可能大家在实际的项目中，会遇到如何来定采样频率的问题，这一点，我们还应当遵循采样定理。根 据采样定理，如果取样信号 S（t）的频率 fs 大于或等于模拟信号 f(t)的最高频率 Fmax（其频带的上限频 率）的 2 倍，则输入信号 V(t)的主要特征都能够被保留下来，将来可以通过滤波处理，从 V1(t)中恢复原 来的信号 V(t)。
DSP2812管脚详解
DSP2812管脚详解XINTF信号XA[0]~XA[18] --- 19位地址总线XD[0]~XD[15] --- 16位数据总线XMP/MC` --- 1 --微处理器模式--- XINCNF7有效0 --微计算机模式--- XINCNF7无效XHOLD` ---外部DMA保持请求信号。
XHOLD为低电平时请求XINTF释放外部总线，并把所有的总线与选通端置为高阻态。
当对总线的操作完成且没有即将对XINTF进行访问时，XINTF释放总线。
此信号是异步输入并与XTIMCLK同步XHOLDA` ---外部DMA保持确认信号。
当XINTF响应XHOLD 的请求时XHOLDA呈低电平，所有的XINTF 总线和选通端呈高阻态。
XHOLD和XHOLDA信号同时发出。
当XHOLDA有效(低)时外部器件只能使用外部总线XZCS0AND1` --- XINTF区域O和区域1的片选，当访XINTF区域0或1时有效(低)XZCS2` --- XINTF区域2的片选，当访XINTF区域2时有效(低) XZCS6AND7` --- XINTF区域6和区域7的片选，当访XINTF区域6或7时有效(低)XWE` ---写有效。
有效时为低电平。
写选通信号是每个区域操作的基础，由XTIMINGX寄存器的前一周期、当前周期和后一周期的值确定XRD` ---读有效。
低电平读选通。
读选通信号是每个区域操作的基础，由xTIMINGX寄存器的前一周期、当前周期和后一周期的值确定。
注意：XRD`和XWE`是互斥信号XR/W` ---通常为高电平，当为低电平时表示处于写周期，当为高电平时表示处于读周期XREADY ---数据准备输入，被置1表示外设已为访问做好准备。
XREADY可被设置为同步或异步输入。
在同步模式中，XINTF接口块在当前周期结束之前的一个XTIMCLK时钟周期内要求XREADY有效。
在异步模式中，在当前的周期结束前XINTF接口块以XTIMCLK的周期作为周期对XREADY采样3次。
DSP2812-V1.3原理图
R29 XF-XPLLDIS 10k R3 10k R33 MDXA 10k R6 10k R30 SPISTEA 10k R4 10k R31 SPICLKA 10k R5 R38 10k XMP/MC 10k R7 VSS 10k
1 2 3 1 CON3 2 3 J8 1 2 3
CON3 1 2 3 J13
复位电路
SW4 VDD3.3 10k R20 R19 1k SW DPST VSS C3 1uf XRS
SPICLKA
XMP/MC
1 2 3
CON3
CON3
89 91 93 95 97 101 103 106 108 110 115 117 122 124 130
89 91 93 95 97 101 103 106 108 110 115 117 119 122 124 130
VDD VoutB VinbVinb+
8 7 6 5 2 J5
VCC3.3 ADCINA0
AVSSREFBG AVDDREFBG ADCLO
OPA2344 1
VDD3.3 10k
19 32 38 52 58 70 78 86 99 105 113 120 129 142 153 176
VSS-1 VSS-2 VSS-3 VSS-4 VSS-5 VSS-6 VSS-7 VSS-8 VSS-9 VSS-10 VSS-11 VSS-12 VSS-13 VSS-14 VSS15 VSSAIO
1
REF2 2 JUMPER
2
Rev <RevCode> 1 of 5
5
4
3
2
5
4
3
2
1
GPIO/此处IO都可设置为普通IO口，方便扩展
开发板DSP2812原理框图及各部分分析
开发板DSP2812原理框图及各部分分析开发板DSP2812原理框图及各部分分析T-DSP2812开发板主要集成了RS232接口、CAN 接口、网络接口、PS2接口、12864液晶接口、ADC 接口、EEPROM 、蜂鸣器、1×4键盘、流水灯等电路，囊括了几乎所有的常用接口和应用电路。
基本单元测试程序包括以下几个部分：1.蜂鸣器程序。
2 流水灯程序；3 1×4独立式按键输入显示程序；4 DSP 通过PS2端口接收显示键盘输入数据程序；5 SO12864液晶显示画面程序；6 DSP 通过RS232接口与PC 机通信程序；7 DSP 通过USB 接口与PC 机通信程序；8 PC 机通过网络接口（RJ45）和DSP 通信程序；9 256K × 16 SRAM 读写程序；10 读写EEPROM 程序开发板DSP2812原理框图如图1所示：LED 显示液晶显示10K*8 UART图1 DSP2812原理框图一．电源电路TMS320F2812采用高性能静态CMOS技术,I/O供电电压及FLASH编程电压为3.3V，内核供电电压降为1.8V(135MHz)或1.9V(150MHz)，故本开发板选用TI公司的双路输出低压降(LDO)稳压器TPS767D318，将输入的5V 直流电压稳压输出一路为3.3V，一路为1.8V，每路最大输出电流为1A。
为了抑制电源线上的高频噪声和尖峰干扰，降低数字噪声对模拟电路的干扰，模拟电源和数字电源、模拟地和数字地都采用磁珠隔离。
同时板上5V、3.3V、1.8V电压都采用发光二极管指示电源状态，方便用户使用。
二．按键电路TMS320F2812采用高性能静态CMOS技术,I/O供电电压及FLASH编程电压为3.3V，内核供电电压降为1.8V(135MHz)或1.9V(150MHz)，故本开发板选用TI公司的双路输出低压降(LDO)稳压器TPS767D318，将输入的5V 直流电压稳压输出一路为3.3V，一路为1.8V，每路最大输出电流为1A。
基于DSP2812无刷直流电机控制
• 系统控制方框图
功率变换模块的控制
• 以三相两极无刷直流电机为例，如下为三相半桥电路
三相半桥驱动电路绕组利用率低，转矩波动大
三相全桥二二导通方式
调速技术
• 本系统通过PWM调速方式，通过控制开关管的PWM触发信号
来改变占空比，从而改变端电压U来实现对无刷直流电机 的调速。
• PWM技术主要有两种：单极性PWM控制和双极性PWM控制。
串口接收中断开始
接收转速正负位
依次接收转速千位,百 位,十位,个位
设定转速给定值setn
清除中断标志位
开中断
中断返回
主要内容
1 2 3 4 5 选题背景 设计简介 无刷直流电机控制系统硬件设计 无刷直流电机控制系统软件设计 无刷直流电机的 MATLAB 仿真 实验结果与分析 结论与展望
6
7
无刷直流电机的简介
下一位置导通相
ANC BNC BNA CNA
当前位置（H1， 下一位置导通相 H2，H31） 001 BNA
011 010 110 100 101 CNA CNB ANB ANC BNC
100
101
CNB
ANB
位置检测子程序开始
读端口电平放入 H1,H2,H3
判断转向，正转？
Y
N
正转 ，转向设定setd=1
定时器2中断开始
转速计算 n=(cap/3)*50*60
调运PID()
Timer=20
Y
N
串口发送转速n
清除中断标志位
开中断
中断返回
五、捕获中断程序
捕获中断程序主要执行PWM的换向操作，换向时 要根据电机设定的转动的正反方向和转子此时对 应的位置来改变PWM的输出，转子位置有6种状态， 这6种状态不断循环，根据设定的正反转方向，查 表获得下一时刻的输出，使电机持续旋转。 同时，每一次捕获中断的发生都要将capn加1， capn就是转速计算的标志位，当capn为3时，则表 明转子转过一圈，再根据定时器2的定时就能定时 算出转子转速。
DSP2812寄存器汇总
PIE, INT9组使能寄存器
PIEIFR9
P201
PIE, INT9组标志寄存器
PIEIER10
P201
PIE, INT10组使能寄存器
PIEIFR10
P201
PIE, INT10组标志寄存器
PIEIER11
P201
PIE, INT11组使能寄存器
PIEIFR11
P201
PIE, INT11组标志寄存器
P187
CPU定时器2控制寄存器
TIMER2TPR
P187
CPU定时器2预定标寄存器低位
TIMER2TPRH
P187
CPU定时器2预定标寄存器高位
CPU中断寄存器
IER
P196
CPU中断使能寄存器
IFR
P196
CPU中断标志寄存器
INTM
P196
CPU全局中断标志位
PIE(外设中断控制器)中断寄存器
EVAIFRA
P257
EVA中断标志寄存器A
EVAIMRA
P257
EVA中断屏蔽寄存器A
EVAIFRB
P257
EVA中断标志寄存器B
EVAIMRB
P257
EVA中断屏蔽寄存器B
EVAIFRC
P257
EVA中断标志寄存器C
EVAIMRC
P257
EVA中断屏蔽寄存器C
EVBIFRA
P257
EVB中断标志寄存器A
P293
ADC自动序列状态寄存器
ADCRESULT0
P293
ADC转换结果缓冲寄存器0
ADCRESULT1
P293
ADC转换结果缓冲寄存器1
DSP2812实验指导书第二部分_图文(精)
第2章F2812-A评估板硬件使用指导2.1 F2812-A评估板技术指标主处理芯片:TMS320F2812,运行速度为150M;工作速度可达150MIPS;片上RAM 18k*16bit;片上扩展RAM存贮空间64K×16Bit;自带16路12bit A/D,最大采样速率12.5msps;4路的DAC7617转换,100K/S,12Bit;两路UART串行接口,符合RS232标准;16路PWM输出;1路CAN接口通讯;片上128*16bit FLASH,自带128位加密位;设计有用户可以自定义的开关和测试指示灯;4组标准扩展连接器,为用户进行二次开发提供条件;具有IEEE1149.1相兼容的逻辑扫描电路,该电路仅用于测试和仿真; +5V电源输入,内部+3.3V、+1.6V电源管理;4层板设计工艺,工作稳定可靠;具有自启动功能设计,可以实现脱机工作;可以选配多种应用接口板,包括语音板,网络板等。
2.2 F2812 –A 评估板原理图和实物图一. F2812-A 评估板实物图图2.2.2 F2812-A 器件分布图图2.2.1 F2812-A 评估板实物图二. F2812-A 器件分布图图1.2 ICETEK-F2812-A 器件分布图三.F2812-A评估板原理框图图2.2.3 F2812-A评估板原理框图2.3 F2812-A评估板接口说明以下将详细说明这些外围接口的功能和特征定义。
首先,表2-3-1 归纳总结了这些跳线和功能分类,接口位置请参考图2.2.1表2-3-1:接口和功能分类下面将分别介绍这些接口:1. +5v 电源插座: 这个接口用于接入为整个板子供电的电源,电源电压为+5V ,标准配置的电源电流为1A ,如果不使用随板提供的电源,请注意电源的正负极性和电流的大小。
下面是这个接口的插孔示意图:+5V地(GND图2.3.1 电源插孔示意图2. 标准RS-232: 9针D 型连接器,异步串口连接器,符合RS-232规范,输出电平为正负12V .下面是9针连接器的管脚定义:图2.3.2 异步串口连接器示意图3.P1扩展插座:34芯扩展总线接口。
2812DSP-12EV之全比较单元和PWM电路演示教学
PWM Signal Representation
t
Original Signal
same areas (energy)
2
t T
PWM representation
t T
PAM representation
脉宽调制(PWM)信号是脉冲宽度可以变化的脉冲序列，这些脉冲展开到几 个固定长度的周期内，以确保每个周期内都有一个脉冲。这个固定的周期 即为PWM载波周期，其倒数就被称为PWM载波频率
Three phase outputs which go to the motor terminals
DSP技术及应用
死区
281x 全比较单元及PWM电路
◆在运动控制中，通常会将两个功率器件（上级
和下级）串联起来构成一个功率转换桥臂；
◆为了避免受击穿导致失效，两个功率器件的导
通周期不能有重叠。因此就需要一对无重叠的PWM 2 输出信号来正确地开启和关闭这两个桥臂；
一个16位的比较控制寄存器(EVA为COMCONA；EVB为 COMCONB)，该寄存器也是可读/写的
2一个16位的动作控制寄存器(EVA为ACTRA；EVB为ACTRB) ，均带有相应的映像寄存器，可读/写
六个PWM（三态）输出（比较输出）引脚（即PWMy引脚，对 于EVA来说y＝1,2,3,4,5,6；对于EVB来说y＝7,8,9,10,11,12）
存器（带映像的）
CMPRx
2
全比较寄存器 （带映像的）
PWM电路
输出逻辑
通用定时器1的计数器值不断地与三个比较寄存器的值相比 较，当一个比较匹配产生时，比较单元对应的两个输出引脚 就会根据动作控制寄存器(ACTRA)的设置发生跳变
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1
TTL 3.3V
CMOS5V
1.1.关于电平转换及兼容性问题
1.1.1.各种电平特性
1.1.
2.电平的兼容性问题
●相同供电电压的ＴＴＬ器件驱动ＣＭＯＳ器件
×
●相同供电电压的ＣＭＯＳ器件驱动ＴＴＬ器件
●不同供电电压的ＴＴＬ器件驱动ＣＭＯＳ器件
●不同供电电压的ＣＭＯＳ器件驱动ＴＴＬ器件，
不同供电电压的ＴＴＬ器件在输入端具有５Ｖ容限的情况下可以直接接口；不同供电电压的ＣＭＯＳ器件由于电平不匹配不能直接接口。
1.1.3.电平转换常用方法
逻辑电平转换芯片７４ＬＶＸ４２４５
,
.
3.35, 3.3,
,5
3.3V5V
1.2.LDO电源电路
V333
●电源可由外部电源插孔提供，其中电源插孔5V Power标识为内正外负。
电压为直流5V，提供电流1A以上。
●AMS1117-3.3或AMS1084-3.3电源转换芯片（UP1）作为5V转3.3V的高性能稳压芯片，为这个开发板提供稳定可靠的主电源3.3V，由指示灯DP1指示。
●AMS1117-1.8电源转换芯片（UP3）提供的1..8V给DSP内核使用，由指示灯DP3指示。
该指示灯相对DP1和DP2要暗一点。
●AMS1117-3.3电源转换芯片（UP2）提供A3.3V是提供给F2812的AD 等模拟部分和AIC23的模拟部分使用的。
由指示灯DP2指示。
●其中的B100是500mA的自恢复保险，在过大电流的时候断开，可以自恢复。
●由于本开发板电流消耗比较大，建议用外部电源供电
1.3.MAX811复位电路
R10710K
VCC3V3
●芯片上电后自动输出最少140mS 低电平复位脉冲●复位按钮S100保证手工复位●当电压低于3.08V 时自动复位
●复位信号提供给F2812、CPLD EPM3128等1.4.时钟电路及PLL 模块
●锁相环（PLL ）模块主要用来控制DSP 内核的工作频率，外部提供一个参考时钟输入，经过PLL 倍频或分频后提供给DSP 内核。
●2812 DSP 有4位倍频位，能够实现0.5～10倍的倍频。
●本开发板上采用的电路，采用的内部振荡器方式。
选用的外部晶振为20M 。
●内核工作频率由PLLCR 寄存器的bits [3:0]位确定。
对应的PLL 倍频或分频系数见下表
1.5.AD输入电路
AD
●DSP内置16通道12位ADC，可配置为2个独立的8通道模块，分别服务于事件管理器A和B
●DSP能接受的AD信号在0～3V，注意：外部输入电压值不能超出这个范围，否则很容易烧毁F2812
●ADC时钟可配置为25MHz，最高采样带宽为12.5MHz
●实验中，ADCLO电压可以接地或其他参考电压，ADINA0的输
入电压可以使SPI DA TLV5616输出或是可变电位器输入，或者是外部输入
P780
1-2ADINA0DA OUT
2-3ADINA0R780
1.6.SPI串行12位D/A转换电路
D/A TI SPI TLV561612D/A
DSP SPI MASTER DACS DAFS SPI_CS CPLD:
1.7.SPI 数码管电路
SPI
-SN74HC595
DSP SPI
MASTER
LED_CS#
SPI_CS
CPLD
VCC3V3
C751
104
VCC3V3
1.8.SPI 方式的SD 卡接口电路
●SD 卡工作模式为兼容的SPI 模式，工作在SLA VE 模式●DSP 的SPI 控制器对其进行控制，工作在MASTER 模式
VCC3V3
1.9.SCI 串行通讯电路
RS-232MAX3232 3.3V
-2-23-35-5
VCC3V3
1.10.485通讯电路
3.3V
MAX3485
485
/485CS
CPLD
IO
1.11.蜂鸣器电路
P730
VCC3V3
1.1
2.CAN 通讯电路
DSP
CAN2.0
3.3V
CAN
SN65HVD230
CANTX,CANRX
CANH,CANL
CAN 1MBPS
RS SN65HVD230RS=0
;RS=1; RS
R
R70510 k to achieve a
15 V/
s slew
rate,100 k to achieve a
2.0 V/s slew rate
1.13.DSP 和PLD 的JTAG 接口电路
V C C 3V 3
202
0K V C C 3V 3
V3
1.14.外扩512K字节SRAM电路
SRAM IS61LV25616-1010nS256K 16bit512K16bit IS61LV51216F2812XINTF
/XZCS20x08 0000
3
1.15.外扩1M 字节NOR FLASH 电路
NOR FLASH
SST39VF800A 70nS
512K 16bit 256K 16bit SST39VF400A
F2812
XINTF
/XZCS6
0x10 0000
VCC3V3
1.16.走马灯与按键电路
8
LED 4
8
LED
CPLD
IO
4
V
V
1.17.PWM直流电机和步进电机驱动电路
●PWM直流电机控制实验针对5V微型直流电机。
DSP的PWM1和PWM2信号驱动4个NPN的三极管。
●当PWM1为高电平，PWM2为低电平，Q800导通，同时Q803导通，电流从MOTA向MOTB流动，假设这时电机正转。
●当PWM2为高电平，PWM1为低电平，Q802导通，同时Q801导通，电流从MOTB向MOTA流动，这时电机反转。
MOT5V
●步进电机由DSP的PWM3—PWM6信号驱动ULN2003驱动，ULN2003再驱动步进电机。
ULN2003和电机接口PMOT2之间的电阻是防止过流。
1.18.字符型和图形LCD接口电路
LCD
CPLD
●支持字符型LCD 接口，推荐型号为1602A ，12864
●支持图形汉字LCD 接口
1.19.TLV320AIC23音频电路及McBSP 多路复用电路
●本音频电路采用TI 公司的TLV320AIC23B 。
具有放音和录音功能。
●TLV320AIC23B 的控制接口采用SPI 方式
A3V3
1.20.CPLD 电路
CPLD
Altera
MAX3000A
CPLD EPM3128ATC144-10
B
2.0高速USB SLA VE （CY7C68013A ）接口
Cypress
CY7C68013A-56
USB 2.0
Slave FIFO
1.2
B2.0全速USB HOST （SL811HST ）接口
Cypress
SL811HST
USB 2.0USB HOST USB HOST
U
U 256M 512M 1G 2G 4G 8G
120G
30G
VCC3V3
1.23.以太网（RTL8019）接口
16
8019RST。