第6章DSP片内外设资料
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第6章 TMS320C54x片内外设 TMS320C54x片内外设
(2) 软件配置的PLL 软件配置的PLL ② 软件PLL的工作方式 软件PLL PLL的 通过软件编程，可以使软件PLL PLL实现两种工作 通过软件编程，可以使软件PLL实现两种工作 方式： 方式： PLL方式，即倍频方式。 PLL方式，即倍频方式。 方式 芯片的工作频率等于输入时钟CLKIN乘以PLL 芯片的工作频率等于输入时钟CLKIN乘以PLL的 CLKIN乘以PLL的 乘系数，共有31个乘系数，取值范围为0 25~15。 31个乘系数 乘系数，共有31个乘系数，取值范围为0.25~15。 DIV方式，即分频方式。 DIV方式，即分频方式。 方式 对输入时钟CLKIN进行2分频或4分频。 对输入时钟CLKIN进行2分频或4分频。 CLKIN进行
时钟方式 方案一
工作频率=外部时钟源× 工作频率=外部时钟源×3 工作频率=外部时钟源× 工作频率=外部时钟源×2 工作频率=内部时钟器× 工作频率=内部时钟器×3 工作频率=外部时钟源÷ 工作频率=外部时钟源÷2 工作频率=内部时钟器÷ 工作频率=内部时钟器÷2 工作频率=外部时钟源× 工作频率=外部时钟源×1 停止工作
2012年 13日 2012年1月13日
时钟频率 = (PLL×N) PLL×
DSP原理及应用 DSP原理及应用 8
第6章 TMS320C54x片内外设 TMS320C54x片内外设
2.锁相环 2.锁相环PLL 锁相环PLL (2) 软件配置的PLL 软件配置的PLL 软件配置的PLL具有高度的灵活性。 软件配置的PLL具有高度的灵活性。它是利用 PLL具有高度的灵活性 编程对时钟方式寄存器CLKMD的设定，来定义PLL CLKMD的设定 PLL时 编程对时钟方式寄存器CLKMD的设定，来定义PLL时 钟模块中的时钟配置。 钟模块中的时钟配置。 软件PLL 软件PLL的时钟定标器提供各种时钟乘法器系 PLL的时钟定标器提供各种时钟乘法器系 并能直接接通和关断PLL PLL。 数，并能直接接通和关断PLL。 软件PLL的锁定定时器可以用于延迟转换PLL 软件PLL的锁定定时器可以用于延迟转换PLL的 PLL的锁定定时器可以用于延迟转换PLL的 时钟方式，直到锁定为止。 时钟方式，直到锁定为止。
dsp片内外设
第六章：片内外设 ——可编程定时器 初始化定时器：
(1) 将TCR中的TSS位置1，停止定时器。
(2。
(4) 重新启动定时器。TSS位为0，TRB位为l, 以重载定时器周期值， 使能定时器。
使能定时器中断(假定INTM=1)： (1) 将IFR中的TINT位置1，清除尚未处理完(挂起)的定时器中断。 (2) 将IMR中的TINT位置l，使能定时器中断。 (3) 可以将ST1中的INTM位清0，使能全局中断。
控制扩展寄存器(BSPCE)控制，其各位的定义如表6-5所示。
第六章：片内外设 ——串行口 缓冲工作模式的操作过程
其功能主要由自动缓冲单元ABU来完成
• 自动缓冲单元(ABU)可独立于CPU自动完成控制串行口与固定 缓冲内存区中的数据交换。它包括
地址发送寄存器(AXR)
块长度发送寄存器(BKX) 地址接收寄存器(ARR) 块长度接收寄存器(BKR) 串行口控制寄存器(BSPCE) • 当发送或接收缓冲区的一半或全部满或空时，ABU才产生CPU 的中断，避免了CPU直接介入每一次传输带来的资源消耗。
• ABU利用独立于CPU的专用总线，让串行口直接读/写C54x内 部存储器。这样可以使串行口处理事务的开销最省，并能达到 较快的数据率。 • BSP有两种工作方式：非缓冲方式和自动缓冲方式。
• ABU具有自身的循环寻址寄存器组，每个都与地址产生单元 相关。发送和接收缓冲存储器位于一个指定的C54x DSP内部存 储器的2K字块中。该块可作为通用的存储器，但却是唯一的自 动缓冲能使用的存储块。
第六章：片内外设 ——可编程定时器 CounterSet .set 100 PERIOD .set 49999 .asg AR1,Counter ；定义计数次数 ；定义计数周期 ；AR1做计数指针，重 新命名以便识别 STM #CounterSet,Counter ；设计数器初值 STM #0000000000010000B,TCR ；停止计数器 STM #PERIOD,TIM ；给TIM设定初值49999 STM #PERIOD,PRD ；PRD与TIM一样 STM #0000011001101001B,TCR；开始定时器 STM #0008H,IMR ；开TIME0的中断 RSBX INTM ；开总中断 NOP B End
DSP课件乔瑞萍第6章TMS320C54x片内外设
第6章 TMS320C54x片内外设
No No No No No
IDLE2 Yes Yes Yes No No No No
IDLE3 Yes Yes Yes Yes No No No
HOLD
Yes No No No Yes Yes Yes
操作特性 CPU暂停 CPU时钟停止 外围电路时钟停止 锁相环(PLL)停止 外部地址线处高阻状态 外部数据线处高阻状态 外部控制信号处高阻状态
1) 可屏蔽中断 可屏蔽中断是可用软件来屏蔽或开放的中断，即 通过对中断屏蔽寄存器(IMR)中的相应位和状态寄存器 (ST1)中的中断允许控制位INTM编程来屏蔽或开放该 中断。TMS320C54x最多可以支持16个用户可屏蔽中断 (SINT15～SINT0)，但有的处理器只用了其中的一部分。 有些中断有两个名称，如TMS320C541。
第6章 TMS320C54x片内外设
IPTR＝000000001
IN T＝48H (IN T2)
向量0 0 0 0
位15141312
地址
0
0000 1110 9 8
0
1100 7654
C
1000 3210
8
图6-5 中断向量地址的形成
第6章 TMS320C54x片内外设
6.2.2 中断流程 1．接受中断请求 当发生硬件和软件指令请求中断时，IFR中相应的
第6章 TMS320C54x片内外设
6.1.2 时钟模块编程 软件可编程PLL可以对时钟方式寄存器(CLKMD)
编程加载，以配置成所要求的时钟方式。CLKMD寄存 器是16位存储器映像寄存器，地址为0058H。它是用来 定义PLL时钟模块中的时钟配置。CLKMD的结构如图 6-2所示。
第6章片内外设d
第六章：片内外设 ——可编程定时器
6.2 可编程定时器
6.2.1 定时器的结构及特点
• C5402内部有定时器0和定时器1两个定时器。结构一样. • 每个定时器有3个控制寄存器，都是存储器映像寄存器,表6-1 TIM定时器寄存器:是减1计数器，可加载周期寄存器PRD的值， 并随计数减少。
PRD定时器周期寄存器:PRD中存放定时器的周期计数值，提供
第六章：片内外设 ——主机接口HPI
6.4.1 标准8位主机接口HPI8
1. HPI8的特点
• • • 是一个8位并行口 用于主机(其他控制器)与C54x DSP的通信，实现主机访问 DSP的内部2K的双口RAM(HPI存储器)。 HPI具有两种工作模式： 主机具有访问优先权，C54x DSP等待一个周期。 (2) 仅仅主机访问模式(HOM) • HPI支持主机与C54x DSP之间高速传输数据。
问题: 54x系列DSP其内部存储器有限，在应用时有时需要扩展外 部存储器. 但可能产生流水线冲突; 同时由于DSP工作频率高，与外 部存储器和外设接口时有时序问题。
HINT ： C54x DSP向主机发出中断位。
第六章：片内外设 ——主机接口HPI
主机与HPI8的连接
第六章：片内外设 ——主机接口HPI 4. 主机接口的操作
• 8位数据总线(HD0～HD7)与主机之间交换信息。 16位字 ，HBIL
引脚 和HPIC的BOB位决定； • 两个控制输入(HCNTL0和HCNTL1)表示哪个HPI寄存器被访问 • 主机可以中断C54x DSP。C54x DSP也可用HPIC中的HINT来中 断主机。
第六章：片内外设
——概述
片内外设:串行接口、定时器、通用I/O引脚和标准主机接口
《DSP片内外设》课件
DSP片内外设功能
时钟与定时器
功能：提供精确的时钟信号和定时功能 应用：用于控制DSP片内外设的运行和操作 特点：高精度、低功耗、可编程 工作模式：单次触发、循环触发、连续触发等
中断控制器
功能：处理来自片内外设的中断请求
结构：包括中断源、中断控制器、中断服务程序 工作原理：中断源产生中断请求，中断控制器接收并处理，最后由中断 服务程序执行 应用：广泛应用于实时控制系统、通信系统等领域
存储器类型：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM） 存储器大小：根据DSP芯片的型号和规格而定 存储器访问速度：直接影响DSP芯片的处理速度 存储器映射：将物理地址空间映射到逻辑地址空间，便于访问和操作
输入输出接口
输入接口：用于接收外部信号，是DSP与外部设备进行数据传输的通道 输出接口：用于将DSP处理后的信号输出到外部设备，实现控制或数据传 输功能 接口类型：并行接口、串行接口、GPIO接口等
DSP片内外设应用实例
数字音频处理应用实例
数字音频处理：将 模拟音频信号转换 为数字信号进行处 理
应用实例：音乐播 放器、语音识别系 统、音频处理软件 等
特点：高保真、低 延迟、高稳定性
技术实现：DSP片 内外设、音频编解 码算法、音频处理 算法等
图像处理应用实例
图像增强：提高图像质量，如对比度、亮度、色彩饱和度等 图像去噪：去除图像中的噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等 图像分割：将图像中的不同区域分割开来，如边缘检测、阈值分割等 图像识别：识别图像中的物体或特征，如人脸识别、车牌识别等
接口特点：高速、稳定、灵活，可满足多种应用需求
总线结构
总线类型：数据总线、地址总 线、控制总线
数据总线：用于传输数据，如 指令、数据等
第6章 C54x系列DSP的外设及应用 《DSP原理及实践应用》电子课件
第六章 C54X系列DSP的外设及应用
#include "cpu_reg.h" int j; int ms; ioport unsigned portf000; int motor; void main() { asm(" STM #0000h,CLKMD "); while(*CLKMD & 0x01 ); asm(" STM #97FFh,CLKMD "); //设置CPU运行频
PSC:定时器预定标计数器。这是一个减1 计数器， 当PSC减到0后，TDDR寄存器的值装载到PSC寄存器， TIM减1。PSC可被TCR读取，PSC的作用相当于预分 频器。
第六章 C54X系列DSP的外设及应用
TRB : 定时器重新加载位，用来复位片内定时器。当 TRB=1时，TIM寄存器装入PRD寄存器中的数，并且预定标 计数器PSC装入TDDR寄存器中的值。TRB总是读成0。
率＝100M /* 40C7h:5*clkin =100M 30c7h:4*clkin =80M 20c7h:3*clkin =60M 10C7h:2*clkin =40M */
第六章 C54X系列DSP的外设及应用
asm(" stm #4240h, SWWSR "); //等待片上的程序1
asm(" stm #00a0h, PMST "); //MP/MC = 0, IPTR = 001,ovly=0
if(motor == 0x0) motor=0x8; /* 只有低4 位有效 */ }
第六章 C54X系列DSP的外设及应用
while(ms<100); ms=0; asm(" SSBX XF "); //位置位 motor=0x8; for(j=0;j<6;j++) { portf000=motor; /* send drive pluse to motor */ motor=motor >> 1; if(motor == 0x0) motor=0x8; /* 只有低4 位有效 */
第6章 DSP系统初始化及中断..
外设向量表用来获取响应某一特定外设事件的特定中断服务子程序sisr240xa中断源优先级和中断向量表中断名称优先级cpu中断和向量地址外围中断向量piv能否被屏蔽外围中断源模块描述resetrsn0000hrspin看门狗来自引脚的复位信号看门狗溢出保留位cpu用于仿真nminmi0024h不可屏蔽中断不可屏蔽中断只能是软件中断pdpintaint10002h0020heva功率驱动保护引脚中断pdpintbevbadcintadc高优先级模式的adc中断xint1外部中断逻辑高优先级模式的外部引脚中断xint2spi高优先级模式的spi中断rxint100006hsci高优先级模式的sci接收中断txint110007hsci高优先级模式的sci发送中断canmbint120040hcan高优先级模式的can邮箱中断canerint13int20004h0041hcan高优先级模式的can错误中断cmp1int140021hevacompare1中断cmp2int150022hevacompare2中断cmp3int160023hevacompare3中断t1pint170027hevatimer1周期中断t1cint180028hevatimer1比较中断t1ufint190029hevatimer1下溢中断t1ofint20002ahevatimer1上溢中断cmp4int210024hevbcompare4中断cmp5int220025hevbcompare5中断cmp6int230026hevbcompare6中断t3pint24002fhevbtimer3周期中断t3cint250030hevbtimer3比较中断t3ufint260031hevbtimer3下溢中断t3ofint270032hevbtimer3上溢中断t2pint28int30006h002bhevatimer2周期中断t2cint29002chevatimer2比较中断t2ufint30002dhevatimer2下溢中断t2ofint31002ehevatimer2上溢中断t4pint320039hevbtimer4周期中断t4cint33003ahevbtimer4比较中断t4ufint34int40008h003bhevbtimer4下溢中断t4ofint35003chevbtimer4上溢中断cap1int360033he
第六章DSP片内外设
特点： (1) 发送与接收的帧同步和时钟同步信号完全独立。 (2) 发送和接收部分可独立复位。 (3) 串口的工作时钟可来源于片外或片内。 (4) 独立的发送和接收数据线。 (5) 具有数据返回方式，便于测试。 (6) 在程序调试时，工作方式可选。 (7) 可以以查询和中断两种方式工作。
2.串行口控制寄存器(SPC) • 串行口的操作是由串行口控制寄存器(SPC)决定的。 • SPC寄存器的控制位及功能如表6-4所示—P170-171。
XF=0 *AR2=0
XF=1 *AR2=1
end
POPM ST0 RETE
6.3 串 行 口 串口分为4种： • 标准同步串口(SP) • 带缓冲的串行接口(BSP) • 时分复用(TDM)串行口 • 多通道缓冲串口(McBSP) 配置: 芯片不同串口配置也不尽相同， C5402具有两个多通 道缓冲串口(McBSP) 访问: 串行接口一般通过中断来实现与核心CPU的同步。 功能: 串行接口可以用来与串行外部器件相连，如编码解码器、 串行A/D或D/A以及其他串行设备。
定时器的中断周期 TCLK (TDDR 1) (PRD 1)
定时器的工作过程
or 3
0025H
周期寄存器 PRD
0024H
定时寄存器 TIM(16位)
借位
or 2
预定标分频系数 TDDR
预定标计数器 PSC(4位) 借位
or
SRESET
1
TRB
0026H
&
CLKOUT TSS
TINT 1
6.2.2 定时器的控制寄存器TCR
TCR 0026h
15 ~ 12
保留
11
Soft
10
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预定标模块包括TCR中的TDDR和PSC位，由 CPU时钟定时，每来一个CPU时钟，PSC值减1。
当PSC减至0、设备复位或定时器复位时， TDDR的内容复制到PSC中。
4位预定标计数器PSC和16位定时计数器TIM组 成一个20位计数器，定时器每接收一个CPU时钟减 1,当计数器减到0时，产生定时中断(TINT),同时 PSC和TIM重新装入预设的值。
加载初值：TDDR和PRD
DSP技术讲义，2007，陈军波©电子信息工程学院
例：设工作频率为40MHz的TMS320C5402，要求产 生40kHz的定时控制，则计数器的初始化程序如下： STM #10h,TCR ;停止计数器(TSS=1) STM #999, PRD ;设置PRD寄存器值为999
保留位 软件调试控制位
预定标 计数器
复位
停止/ 启动
初值
DSP技术讲义，2007，陈军波©电子信息工程学院
4. 定时器的初始化 定时器的基准工作脉冲由CLKOUT提供，每来
一个脉冲预定标计数器PSC减1，当PSC减至0时， 下一个脉冲到来，PSC产生借位。
借位信号分别控制定时计数器TIM减1和或门2 的输出，重新将TDDR的内容加载预定标计数器PSC ，从而完成定时工作的一个基本周期。 定时器的定时时间为：
设置定时器中断方法(假定INTM=1,关闭)如下： ● 将IFR中的TINT置1,以清除尚未处理完的定时器中断
； ● 将IMR中的TINT置1,启动定时器中断。 ● 将INTM置0,启动全部中断。
DSP技术讲义，2007，陈军波©电子信息工程学院
例子：
教材P167 中断程序中设置一个计数器（减法） 执行中断程序时定时器仍然在工作（同时） TSS：控制定时器的开始（TSS=0)和停止（TSS=1) TRB: 定时器复位信号 当计数器的值为0时，产生的借位脉冲自动给计数器
C54x的片内有2个定时器，是可编程的定时 器，主要用于产生周期性的中断。
定时器的最高分辨率为处理器的CPU时钟速 度。通过带4位预定标器的16位计数器，可以获 得较大范围的定时频率。
DSP片内计数器利用系统时钟CLKOUT作为计 数时钟，使用三个存储器映射寄存器（TIM, PRD, TCR）来控制计数。
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6.3 串行口
4种串口
SP串口（标准同步串口） BSP串口（带缓冲的串口） TDM串口（时分复用串口） MCBSP串口（多通道带缓冲串口） TMS320C54x都提供了串行通信接口(SP)，芯片型号 不同，配置的串口类型和数目都有所不同
DSP技术讲义，2007，陈军波©电子信息工程学院
▼SP串口（标准同步串口）
串口信号
1）时钟:CLKR,CLKX 2）帧同步信号:FSR,FSX 3）数据（发送和接受）: DR,DX 4）中断信号（跟CPU接口）:RINT,XINT
结构和特点（P169)
收发模块相互独立 由DRR、DSR、RSR、XSR以及控制电路组成 时钟信号可以选择内部或者外部 回返模式(用于测试） 2种工作方式：查询和中断
TINT中断频率为 Foutclk/(999+1)=40MHz/1000=40kHz
STM #20h,TCR ;重新装入TIM和PSC，然后
启动计数器(TSS=0,TRB=1)
DSP计数器的定时控制，不仅产生TOUT信 号，用来控制外围电路，同时也产生中断TINT 给CPU。CPU利用该中断，可以控制程序进程， 进行中断服务程序的处理。
，预定标模块每输出一个时钟，TIM减1。当TIM 减到0后，TIM装入PRD的值。
当设备复位(SRESET=0)或者定时器复位 (TRB=1)时，PRD的内容将装入TIM中。
主定时模块的定时中断(TINT)信号输出至CPU 以及定时器的输出引脚TOUT。
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片内外设
定时器、串口、主机接口、通用IO等
访问方式
通过访问片内外设寄存器来实现控制
片内外设寄存器
寄存器种类及地址
CPU寄存器（教材P41)，地址：0～1F(第0页） 片内外设寄存器（教材P163)，地址：20～5F（第0页）
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6.2 可编程定时器
第6章 DSP片内外设
DSP硬件系统设计
☆DSP片内外设 ☆DSP中断系统控制 ☆ DSP系统设计
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第一部分 DSP片内外设 ➢可编程定时器 ➢串行通信接口 ➢ 主机接口 ➢ 通用I/O
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6.1 DSP片内外设概述
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1. 定时器的组成
1
初值 PRD
计数器 TIM 借位
1
初值 TDDR
预定标计数器 PSC 借位
1
SRESET
TRB
&
CLKOUT
TSS
主定时模块
预定标模块
1
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TINT TOUT
2. 定时器工作原理 主定时模块包括PRD和TIM,由预定标模块定时
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定时器的工作过程：
① 定时分频系数和周期数分别装入TCR和PRD寄存器中；
② 每来一个定时脉冲CLKOUT，计数器PSC减1； ③ 当PSC减至0时，PSC产生借位信号； ④ 在PSC的借位信号作用下，TIM减1计数，同时将分频
系数装入PSC，重新计数； ⑤ 当TIM减到0时，定时时间到，由借位产生定时中断
定时周期 = TCLK×(TTDDR+1)×(TPRD+1)
DSP技术讲义，2TCR的TSS位置1，关闭定时器，停止定时； ② 装载PRD值； ③ 重新装入TCR，初始化TDDR，设置TSS=0和TRB=1
，重装载定时器周期。启动定时器。
TINT和定时输出TOUT，并将PRD中的时间常数重 新装入TIM。
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3. 定时控制寄存器TCR
16位存储器映像寄存器，包含定时器的控制位和状 态位。
TCR 0026h
15 ~ 12
保留
11
Soft
10
Free
9~6
PSC
5
TRB
4
TSS
3~0
TDDR