基于TMS320VC5402的DSP最小应用系统的设计

信息工程系 DSP课程设计报告书

题目: 基于TMS320VC5402的DSP最小系统设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师：

2010年6月24 日 信息工程系课程设计任务书 学 号 学生姓名 专业（班级） 电气工程及其自动化

设计题目 基于TMS320VC5402的DSP最小系统设计

设 计 技 术 参 数 FIR滤波器；CCS开发环境；MATLAB设计；DSP实现；定点数的定标；误差问题；循环寻址；源程序汇编代码；链接命令文件；系统仿真。

设 计 要 求

（1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出所设计的FIR低通滤波器的技术指标，用MATLAB求解滤波器的参数并仿真； （4）给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真；

工 作 量 字数:4392； 图纸:9；

工 作 计 划

14周开始构思，15周开始做设计草稿，16周完成设计报告，17周完成检查修改。

参 考 资 料

[1]戴明桢 周建江. TMS32054xDSP .结构、原理及应用. 北京:：北京航空航天大学出版社 , 2001

[2]苏 涛 ,等. DSP实用技术. 西安:西安电子科技大学出版社 , 2002 [3]张雄伟 , 陈 亮 , 徐光辉. DSP集成开发与应用实例. 北京:电子工业出版社 ,2002

[4]尹 勇 ,欧 辉 ,关荣锋. DSP集成开发环境 CCS开发指南. 北京:北京航空航天大学出版社 ,2003

[5]杨全胜 , 胡友彬. 现代微机原理与接口技术. 北京:电子工业出版社 ,2003 指导教师签字

年 月 日 学生姓名： 魏辉 学号： K030741101 专业（班级）：K0307411 课程设计题目： 基于TMS320VC5402的DSP最小系统设计

指导教师评语：

成绩： 指导教师： 年 月 日 摘 要 介绍了基于 DSP (数字信号处理 )的最小应用系统的整体设计过程。系统采用TMS320VC5402作为主控芯片;ADC0809完成数据的采样及 A/D转换 ,通过 TMS320VC5402处理后 ,由 DAC0832完成 D/A转换并输出;外部存储器采用通用 EPROM, TMS320VC5402采用 8位并行EPROM引导方式;并加入了标准的 14针 JTAG接口 ,便于系统的调试与仿真。

关键词:DSP(数字信号处理 ) , JTAG, 并行引导 , 引导表

Abstract This paper introduces the overall design of minimum application system for digital signal processing. The system employs TMS320VC5402 asmain control chip, ADC0809 samples the analog signals and converts them to digital signals, then after processing of TMS320VC5402, DAC0832 converts the digital signals to analog ones and finallyoutputs. The system uses general EPROM for the external storage. Besides, the system incorporates a standard 14 pin JTAG interface to debug and simulate.

Keywords: DSP, JTAG, parallel boot, boot table 目 录 0 引 言…………………………………………………......................................8 1 TMS320VC5402简介………………………………...........................................9 2 系统硬件设计………………………………………............................................10 2. 1 电平转换……………………………………………………………………....10 2. 2 电源控制电路………………………………………………………………....10 2. 3 复位电路……………………………………………………………………....11 2. 4 时钟电路……………………………………………………………………....11 2. 5 译码电路……………………………………………………………………....12 2. 6 输入接口电路…………………………………………………………………12 2. 7 输出接口电路…………………………………………………………………12 2. 8 存储器扩展电路………………………………………………………………12 2. 9 JTAG仿真接口电路…………………………………………........................13 3 系统软件设计……………………………………………………........................14 3. 1 引导程序…………………………………………........................................... 14 3. 2 用户程序……………………………………………………………………....15 4 总结 ……………………………………………………………………………..17 参考文献……………………………………………………………………………..18 0 引 言 在仪器仪表迅速发展的同时，计算机和网络技术也在迅速发展，PC机已经从高速增长进入到平稳发展时期，单纯由PC机带领电子产业蒸蒸日上的时代己经成为历史，嵌入式系统的出现和广泛应用，使计算机和网络进入了后PC时代。基于嵌入式智能仪表远程监控系统作为网络重要发展方向之一，是工业数据通讯与控制网络技术、互联网技术等多种技术共同发展的结果。该项技术的发展与成熟将会给人们的生产生活带来深远的影响。 本文采用 C5000系列 TMS320VC5402 DSP(数字信号处理 )芯片 ,能满足通信、语音、图像以及其他电子领域高速、低成本、小体积、低功耗的要求。DSP系统的设计主要包含硬件电路和软件程序两部分。 1 TMS320VC5402简介 TMS320VC5402(以下简称 5402)是美国 TI公司的性价比极高的 16 bit定点 DSP芯片 ,操作速度可以达到 100MIPS,其内部资源配置为用户构造系统提供了很大便利。其主要特点如下： a) 多总线结构 ,片内 3套 16 bit数据总线 CB、DB、EB和 1套程序总线 PB以及对应的 4套地址总线CBA、DBA、EBA、PBA (4套总线可以同时操作 )。 b) 40 bitALU (算术逻辑单元 ) ,包含 1个 40 bit桶形移位器和 2个 40 bit累加器; 1个 17 ×17 bit乘法器和一个 40 bit专用加法器; 2个地址产生器 , 8个辅助寄存器 ,一个比较 /选择 /存储 (CSSU)单元。 c) 片内 4 k ×16 bitROM,16 k ×16 bitDARAM。 d)程序空间扩展到 1MB ,数据和 I/O空间各64 kB,20条地址线 ,16条数据线。 e) 6级流水线完成一条指令:预取指、取指、译码、访问、读数、执行。 f) 片上 JTAG仿真接口。 2 系统硬件设计 整个系统的硬件电路主要包含电源控制电路、时钟电路、复位电路、译码电路、输入接口电路、输出接口电路、存储器扩展电路和 JTAG仿真接口电路 8部分。另外 ,由于 DSP的低电压工作状况 ,必须要考虑到电平转换。系统总体结构框图如图 1所示。

图 1 系统结构框图 2. 1 电平转换 5402采用低压工作 ,其内核电压为 1. 8 V, I/O引脚电压为 3. 3 V,而大多数常用的电子元器件的工作电压一般为 5 V,如本系统中用到的 A/D 转换器ADC0809和 D/A转换器 DAC0832,以及扩展的存储器芯片 EPROM 27C512等 ,都是采用 5 V TTL电平供电 ,因此必须在电路中增加电平转换模块。 TI公司的 74LVC245是 8路电平转换芯片 ,其工作电压为 3. 3 V,可耐 5 V输入 ,输出为 3. 3 V。在本系统采用了 3片 ,分别用在 ADC0809和 DAC0832的数据线、EPROM的数据线、几个控制信号上 ,这些数据线和控制信号线都通过 74LVC245连接到 5402上 ,实现 5 V到 3. 3 V和 3. 3 V到 5 V的电平转换。

2. 2 电源控制电路 系统电源设计。TMS320VC5402芯片采用双电源供电，DSP的核内电压和I/O接口电压分别为1.8V和3.3V， 本系统需要三种电源，电压为5V、3.3V和1.8V。其中，RTL8019AS网卡芯片和模数转换电路均采用5V电源供电。DSP的双电源解决方案采用TPS73HD318实现，输入的电源电压为5V，输出电压分别为3.3V和1.8V，每路电源的最大输出电流为750mA。