TMS320F2812原理与开发112.ppt

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1、原理及应用 选用教材:TMS320原理与开发苏奎峰电子工业出版社,第一部分：介绍,参考书与相关网址,TMS320F2812原理与开发,苏奎峰,电子工业出版社数字信号微处理器的原理与开发，天津大学出版社，2004 DSP芯片的原理与开发应用（第2版），张雄伟，曹铁勇编著，电子工业出版社，2000DSP基础与应用系统设计，王念旭编著，北京航空航天大学出版社，,1 什么是数字信号处理器?,数字信号处理(Digital Signal Processing)以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理数字信号处理器(Digital Signal Processor)是一种特别适合于

2、进行数字信号处理运算的微处理器芯片，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法,1.1 计算机芯片的简单分类,微处理器(P)例如：DSPs微控制器(C)例如：单片机,P/C-总线结构,一个由多IC构成的处理系统的核心器件(芯片)2种基本的总线结构:Von Neumann-冯.诺依曼Harvard 哈弗Von Neumann:数据、代码共享内存空间数据、代码共享内存总线Example:Intels x86 Pentium Processor familyHarvard:数据、代码独立存储空间数据、代码独立存储总线,1.2 DSPs-数字信号处理器,改进的哈佛总线结构：多总线访问机制流水线操作

3、 专用的硬件乘法器(MPY)特殊的DSP指令快速的指令周期结论：DSPs追求快速、实时的数据处理能力和数据传输能力。,典型的DSP算法,1.3 微控制器(C),用来实现实时控制的计算机芯片集成CPU以及输入、输出接口在嵌入式应用中具有较高的性价比传统意义上的C片内没有硬件乘法器2种总线结构(Von Neumann 和Harvard)广泛应用于 Microcontrollers相对而言，运算能力较弱，接口能力较强,2 数字信号控制器(DSC),DSC：以数字信号处理器(DSPs)为内核，片内集成多种外设的单芯片微型计算机DSPs的高速运算处理能力、微控制器的丰富外设接口、增强的中断管理相结合，获

4、得了高效的嵌入式实时处理和实时控制解决方案DSC Example:Ti C2000系列DSPs,3 数字信号处理的实现方法,在通用的计算机(如PC机)上用软件(如Fortran、C语言)实现：速度中等在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现：应用受限制用通用的单片机(如MCS-51、96系列等)实现：仅限于简单算法用通用的可编程DSP芯片实现：广泛应用用专用的DSP芯片实现：应用受限制现场可编程门阵列(FPGA)：高速、广泛应用专用集成电路(ASIC)：高速、专用、高价格,数字信号处理的实现方法,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）

5、军事应用（7）电信（8）无线电,数字滤波卷积相关希尔伯特变换FFT自适应滤波加窗波形产生,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,三维旋转机器人视觉图像传输/压缩同态处理模式识别工作站动画/数字地图,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,频谱分析函数发生器模式匹配地震信号处理数字滤波锁相环,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,声

6、码器语音识别语音增强语音合成,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,数值控制声控伺服控制机器人控制激光打印机控制发动机控制,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,雷达处理声纳处理图像处理导航导弹制导高频调制解调器保密通讯,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,数字交换机线路转发器解调器通道多路复用1200至19200bps调制自

7、适应均衡传真扩频通讯,DSP芯片的主要应用领域,（1）信号处理（2）图像处理（3）仪器（4）声音/语言（5）控制（6）军事应用（7）电信（8）无线电,全球定位导航数字无线电/TV,DSP系统基本构成,输入,抗混叠滤波,A/D,DSP,存储器,D/A,平滑滤波,输出,DSP系统构成及设计方法,输入信号处理,A/D,D/A,DSP,输出信号处理,输入,输出,存储器,通讯及人机接口,功能及指标,软件结构,用户接口,硬件结构,外输入接口,自下而上,从设计者看,DSP系统设计方法,功能及指标,软件结构,用户接口,硬件结构,外输入接口,软硬件交界面,从设计者看,DSP系统设计方法,DSP总体设计框图,系统

8、需求说明书,定义技术指标,选择DSP芯片及外围芯片,软件设计说明书,硬件设计说明书,软件编程与测试,硬件电路与调试,系 统 集 成,系统测试，样机、中试与产品,硬件系统设计框图,确定硬件方案,器件选型,原理图设计,PCB板设计,硬件调试,A/D，D/A内存，逻辑控制通信，总线人机接口,系统设计实例,医学图像监视系统,存储器,主CPU,视频存储,数据转换,信号调理,专用电路,从CPU,从CPU,显示驱动,显示器,从CPU,控制,通讯接口,专用电路,图像处理,输入,输出,C28x系列,需求分析,系统结构选择,系统总体构成,软硬件设计,系统调试,试运行,交付使用,系统设计的一般方法,DSP芯片主要特

9、点,在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据 片内具有快速 RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持 快速的中断处理和硬件I/O支持具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器可以并行执行多个操作 支持流水线操作，使取指、译码和执行操作可以重叠执行,DSP的优缺点,优点：大规模集成性、稳定性好 精度高 可编程性 高速性能 可嵌入性 接口和集成方便缺点：成本较高 高频时钟的高频干扰 功率消耗较大等 软件代价较大,DSP芯片的发展历史,世界上第一个单片 DSP 芯片应当是1978年 AMI公司发布的 S2811 19

10、80 年，日本 NEC 公司推出的PD7720是第一个具有乘法器的商用 DSP 芯片 美国德州仪器（Texas Instruments）公司为世界上最大的 DSP 芯片供应商，其DSP市场份额占全世界份额近 50，AD公司的ADSP2101，ADSP2111,ADSP2171,ADSP21000等系列；Motolora公司的MC56001，MC96002等,DSP芯片的发展,完成乘加操作的时间下降到10ns以下乘法部件占模片区从40下降到5引脚数从64增加到200以上重量和体积大大下降采用低电压，功耗大大下降,TI DSP 芯片发展比较表,TMS320系列主要芯片发展,DSP分类,通用,专用,

11、定点（Fixed）,浮点（Floating）,按基础特性：,按数据格式：,按用途：,一致性（兼容性）,静态,DSP的性能指标,运算速度DSP芯片的价格 DSP芯片的硬件资源DSP芯片的运算精度 DSP芯片的开发工具 DSP芯片的功耗 其它：,DSP的性能指标,DSP芯片的运算速度 指令周期：即执行一条指令所需的时间 MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间 FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间 MIPS：即每秒执行百万条指令 MOPS：即每秒执行百万次操作 MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作 BOPS：即每秒执行十亿次操作,DSP的性能指标,价格 商业级：一般应用；适用于实验

12、室等环境较好场合；工业级：可靠性好；适用于工业现场等环境恶劣场合；军品：可靠性高；适用于各种恶劣场合；宇航级：可靠性很高；适用于特殊场合；,DSP的性能指标,硬件资源 内存：RAM、ROM、Flash等 寄存器：通用、特殊功能I/O数量：单向、双向寻址能力：直接、间接定时器、计数器：通讯接口：内置功能单元：A/D、D/A等,DSP的性能指标,运算精度 CALU：寄存器：硬件乘法器：片内RAM：开发工具功耗,DSP的性能指标,其它封装的形式：质量标准：供货情况：生命周期：,DSP的运算量,运算量是DSP芯片处理能力的标志一个采用LMS（Least Mean Square）最小均方算法的256 抽

13、头的自适应FIR（Finite Impulse Response）滤波器,DSP的运算量,假定：3个MAC/抽头则：2563768个MAC周期设：采样频率为8kHz，即样点之间的间隔为125s；采样频率为44.1kHz，即样点之间的间隔为22.7s,用DSP芯片实现数字滤波,编写C语言源程序,优化ANSI C编译器,汇编语言汇编器,生成目标文件,链接器,生成TMS320汇编文件,编写TMS320汇编源程序,宏汇编源文件,文档管理器,宏汇编库,输出执行文件,调试器,TMS320目标系统,写EEPROM,软件仿真,软件开发系统,评测模块EVM,系统仿真XDS,软件系统设计框图,DSP芯片的基本结构

14、和特征,DSP芯片的基本结构 哈佛结构 流水线操作 专用的硬件乘法器 特殊的DSP指令快速的指令周期,冯诺曼（Van Neuman）结构,CPU,程序存储器数据存储器,控制命令,地址线,数据线,哈佛结构,CPU,程序存储器,控制命令,地址线,程序总线,数据存储器,控制命令,地址线,数据总线,流水线,流水线深度从26级不等多个指令重叠进行，理想情况下，K 段流水能在 K+N-1个周期内，处理 N 条指令,专用的硬件乘法器,在通用的微处理器中，乘法指令是由一系列加法来实现的，故需许多个指令周期来完成 DSP具有专用的硬件乘法器，乘法可在一个指令周期内完成,特殊的DSP指令,DMOV延迟操作LTDL

15、T、DMOV、APACMACD LT、DMOV、MPY、APACRPTK重复执行,TMS320系列部分芯片介绍,TMS320C2xxC28X系列处理能力强（32bit），指令周期为6.67ns片内含有较大的内存（20KB）和闪存（128KB）成本低（$915）功耗低。内核1.8V，外围3.3V12bit/16ch的A/D转换器较多的并行口（56）及多种接口设计（CAN、SCI、SPI等）,TMS320C28X系列芯片的资源配置,TMS320F2812的主要特点,1）采用高性能静态CMOS制造工艺-主频达150MHZ(时钟周期6.67ns)-低功耗（150MHz核心电压1.9V,I/O口电压 3

16、.3V）-Flash 编程电压为3.3V2）支持JTAG 边沿扫描3）高性能32位CPU-1616和3232乘积累加操作-1616双乘积累加器-程序和数据空间分开寻址（哈佛总线结构）,TMS320F2812的主要特点,-快速中断响应和处理-统一寄存器编程模式-可达4M的线性程序地址-可达4M的线性数据地址-高效的代码转换能力（支持C/C+和汇编语言）4）片上存储器-有多达128K16的FLASH存储器（4个8K16和 6个16K16）-有多达128K16的ROM5）外部存储器接口-有多达1MB的寻址空间-三个独立的片选端6）时钟与系统控制-支持动态的改变锁相环（PLL）的频率-片上振荡器,TM

17、S320F2812的主要特点,7）三个外部中断8）外部中断扩展（PIE）模块，支持45个外部中断9）128位的密钥/锁-保护FLASH/ROM-防止固化在ROM中的程序被盗10）三个32位的CPU定时器11）串口外围设备-串行外部设备接口（SPI）-两个串行通信接口（SCIs）12）12位的ADC,16通道-2个8通道的输入多路选择器-两个采样保持器-单/连续通道转换,TMS320F2812的主要特点,-快速转换率80ns/12.5MSPS（兆采样每秒）-可以使用两个事件管理器顺序出发8对模数转换13）多达56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚,第二部分：C2000结构,C2

18、81x Block Diagram,32x32 bitMultiplier,SectoredFlash,A(18-0),D(15-0),Program Bus,Data Bus,RAM,BootROM,22,32-bitAuxiliaryRegisters,332 bit Timers,RealtimeJTAG,CPU,Register Bus,R-M-WAtomicALU,PIE Interrupt Manager,32,32,32,EventManager A,EventManager B,12-bit ADC,Watchdog,McBSP,CAN2.0B,SCI-A,SCI-B,SPI,

19、GPIO,C28x CPU Core,32-bit 定点DSP 32 x 32 bit MAC2次单周期16 x 16 MAC(DMAC)快速中断响应机制单周期读、写、修改指令8级流水线，完全避免硬件流水 线冲突向上代码兼容性,Data Bus,32-bitAuxiliaryRegisters,332 bit Timers,RealtimeJTAG,CPU,Register Bus,R-M-WAtomicALU,Program Bus,PIE Interrupt Manager,32x32 bitMultiplier,C28x Internal Bus Structure,Data-write

20、 Address Bus(32),Program Address Bus(22),Execution,R-M-WAtomicALU,Real-TimeEmulation&TestEngine,Program-read Data Bus(32),JTAG,Program,Decoder,PC,XAR0toXAR7,SP,ARAU,MPY32x32,XT,P,ACC,ALU,Registers,Debug,Register Bus/Result Bus,Data/Program-write Data Bus(32),Data-read Address Bus(32),Data-read Data

21、Bus(32),Memory,Data(4G*16),Program(4M*16),StandardPeripheralsExternalInterfaces,XT(32)or T/TL,MULTIPLIER 32 x 32 or Dual 16 x 16,P(32)or PH/PL,AH(16),C28x Multiplier and ALU/Shifters,Data Bus,Data Bus,Program Bus,ALU(32),32,32,32,32,32,AL(16),32,32,16/32,8/16,Shift R/L(0-16),ACC(32),AH.MSB AH.LSB,AL

22、.MSB AL.LSB,32,Shift R/L(0-16),32,Shift R/L(0-16),32,16,8/16/32,C28x Pointer,DP and Memory,DP（16bit）访问65536个数据页4M以上的数据存储区DP不能访问,MUX,MUX,6 LSBfrom IR,22,32,XAR15-0=AR7-0,XAR31-16,C28x Pipeline,流水线自动保护机制,8-stage pipeline,E&G Accesssame address,F1:取指令地址F2:取指令内容D1:32/16判断边界D2:取指译码R1:操作数地址R2:取操作数E:指令执行W:

23、写内容回存储单元,H,TMS320F2812 Memory Map,128-Bit Password,0 x3D 7C00,Code Security Module,保护知识产权,用户自定义密码128bit映射到存储空间：0 x00 0AE0 0 x00 0AE7寄存器受到EALLOW保护128-bits=2128=3.4 x 1038 1次/2cycle 猜测所有的密码需要1.4*10E23 年,C28x Fast Interrupt Response Manager,支持96个独立的中断直接访问专用RAM（向量表）自动标志更新自动现场保护软件激发（INTR/TRAP）可屏蔽中断-顺序执行非

24、屏蔽中断/软立即执行,C28x/C24x Modes,C2xLP Mode 1 1C28x Mode 1 0C27X(default)0 0Reserved 0 1,OBJMODE AMODE,Mode Bits,Compiler Option,Mode Type,C24x source-compatible mode:允许运行C24的代码(重新编译过的）使用C28代码产生工具C28x mode:可以使用C28的所有特征编译手段如果用户从外存引导就必须是28模式或者C2xLP,-v28,-v28-m20,-v27,Reset Bootloader,XMPNMC=0(microcomputer

25、mode),第三部分：C2000 Interrupt,C28x 中断源,C28xCORE,2个不可屏蔽中断/RSNMI14个可屏蔽中断(INT1 INT14),INT1,INT2,INT3,INT4,INT5,INT6,INT7,INT8,INT9,INT10,INT11,INT12,INT13,INT14,RS,NMI,C28X 复位中断,Watchdog Timer,To RS pin,RS,C28x Core,Reset Boot Loader,Notes:F2810 XMPNMC tied low internal to deviceXMPNMC refers to input sig

26、nalMP/MC is status bit in XINTFCNF2 registerXMPNMC only sampled at reset,Bootloader 模式,*Boot ROM software configures the device for C28x mode before jump,Reset 引导过程,H0 SARAM(8K),FLASH(128K),OTP(2K),0 x3F 7FF6,0 x3D 7800,0 x3D 8000,0 x3F 8000,0 x3F F000,0 x3F FFC0,Boot ROM(4K),BROM vector(32),0 x3F F

27、C00,Boot Code,RESET,Execution Entry Point DeterminedBy GPIO Pins,BootloadingRoutines(SPI,SCI-A,Parallel Load),0 x3F FC00,C28X 中断源,EV and Non-EVPeripherals(EV,ADC,SPI,SCI,McBSP,CAN),内部中断源,外部中断源,PIE(PeripheralInterruptExpansion),IFR中断标志寄存器,可屏蔽中断处理过程,中断使能寄存器（INTM以及IER被使能了才能响应）,中断标志寄存器(IFR),中断确定:IFR Bit

28、=1中断未确定:IFR Bit=0,DINT/EINT，禁止中断写IFR时产生中断，中断具有优先级CPU识别中断之后IFR由CPU复位复位状态为0,中断使能寄存器(IER),使能:Set IER Bit=1禁止:Clear IER Bit=0,DINT/EINT，禁止中断复位清零,中断全局使能,INTM用来做全局的使能/禁止中断:使能:INTM=0禁止:INTM=1(reset value)INTM只能被汇编语言修改:,Peripheral Interrupt Expansion-PIE,Peripheral Interrupts 12x8=96,96,PIE 寄存器,8,84,复位时默认中断

29、向量表,Memory,0,BROM Vectors64 W,0 x3F FFC0,0 x3F FFFF,PIE Vectors256 W,0 x00 0D00,020406080A0C0E10121416181A1C1E2022242628-3E,5 6 7 8 910111213141516171819,Int 1Int 2Int 3Int 4Int 5Int 6Int 7Int 8Int 9Int 10Int 11Int 12Int 13Int 14,Default Vector TableRemapped whenENPIE=1,PIE Vector Mapping(ENPIE=1),C

30、PU vectors are remapped to 0 x00 0D00 in Data space,PIE vector space-0 x00 0D00 256 Word memory in Data space,RESET and INT1-INT12 vector locations are Re-mapped,F2812/10 PIE Interrupt Assignment Table,INTx.8,INTx.7,INTx.6,INTx.5,INTx.4,INTx.3,INTx.2,INTx.1,INT1,WAKEINT,TINT0,ADCINT,XINT2,XINT1,PDPI

31、NTB,PDPINTA,INT2,T1OFINT,T1UFINT,T1CINT,T1PINT,CMP3INT,CMP2INT,CMP1INT,INT3,CAPINT3,CAPINT2,CAPINT1,T2OFINT,T2UFINT,T2CINT,T2PINT,INT4,T3OFINT,T3UFINT,T3CINT,T3PINT,CMP6INT,CMP5INT,CMP4INT,INT5,CAPINT6,CAPINT5,CAPINT4,T4OFINT,T4UFINT,T4CINT,T4PINT,INT6,MXINT,MRINT,SPITXINTA,SPIRXINTA,INT7,INT8,INT9,

32、SCITXINTB,SCIRXINTB,SCITXINTA,SCIRXINTA,INT10,INT11,INT12,ECAN0INT,ECAN1INT,Device Vector Mapping-Summary,PIE Vector Table256 Word RAM0 x00 0D00 0DFF,RESET,中断响应过程,CPU 动作描述,寄存器PUSH 堆栈14 个寄存器被自动保存（.）,0 IFR(bit)请IFR位 0 IER(bit)清IER位 1 INTM/DBGM禁止全局中断/Debug 事件 Vector PC 加载中断向量表给PC指针 Clear other status b

33、its清 LOOP,EALLOW,IDLESTAT,第四部分：C2000 内存映射/BOOTROM,TMS320F2812 内存映射,BROM vector(32)MP/MC=0 ENPIE=0,reserved,reserved,reserved,数据|程序,0 x00 0000,0 x00 0400,0 x00 0800,0 x00 0D00,0 x00 1000,0 x00 6000,0 x00 7000,0 x00 8000,0 x00 9000,0 x00 A000,0 x3D 7800,0 x3D 8000,0 x3F 8000,0 x3F A000,0 x3F F000,0 x3

34、F FFC0,0 x3F C000,0 x18 0000,0 x10 0000,0 x08 0000,0 x00 4000,0 x00 2000,数据|程序,128-Bit Password,0 x3D 7C00,TMS320F2812片内ROM MAP,程序数据空间,C28x 初始化引导汇编程序,Init Boot,RESET,初始化器件:OBJMODE=1AMODE=0M0M1MAP=1DP=0OVM=0SPM=0SP=0 x00 0400,Dummy Read CSM passwords,Call BootModeSelect,ExitBoot,Flash 的启动顺序,H0 SARAM(

35、8K),0 x3F 7FF6,0 x3D 8000,0 x3F 8000,0 x3F F000,0 x3F FFC0,Boot ROM(4K),BROM vector(32),0 x3F FC00,Boot Code,RESET,0 x3F FC00,SCAN GPIO,FLASH(128K),Passwords(8),_c_int00,LB,C start routine,“rts2800_ml.lib”,“user”code sections,_c_int00,Boot.asm,main(),return;,2,3,4,5,1,F2812 Flash Memory Map,Data&Pro

36、gram Space,Security Password;8 x 16,加速 Flash 执行速度流水线,CCS编程插件,Code Security Module(CSM),受CSM保护的存储区：L0、L1、OTP、Flash在受保护区域里面运行的程序才能读写限制区的数据任何其他的数据读写都被拒绝:JTAG 调试,ROM 引导,运行在片外或者片内非保护区的程序,CSM Registers,CSM的安全解锁,上电或者复位的时候CSM被锁的CSM的解锁:对FLASH的每个密码执行一次哑读操作（8次）往8个KEY寄存器写入正确的密码新的Flash器件(PWL 都是 0 xFFFF):对PWL进行一次

37、读写，使得器件工作在非锁定模式,volatile int*CSM=0 x000AE0；volatile int*PWL=0 x3F7FF8；volatile int tmp;Int I;/哑读密码位置8次For(i=0;i8;i+)tmp=PWL+;/让KEY寄存器写密码Asm(“EALLOW”)*CSM+=PAWWWORD0;*CSM+=PAWWWORD7;Asm(“EDIS”),C28x SCI 引导函数,代码从SCIA或者XINTF传输到内部仅支持8位的输入数据流SCI自动波特率特性较低波特率(防止自锁）,C28x 并行引导函数,GPIO-D6,GPIO-D5,1,2,3,4,5,6,1

38、:GPIO6拉低表示准备好接受数据2:主机拉低GPIO5拉低通知DSP数据准备好，DSP的Bootloader等待主机将数据发送到GPIOB3:DSP拉高GPIO6通知主机完成读操作4:DSP等待主机拉高GPIO5确认DSP操作5:DSP拉低GPIO6指示传送更多的数据,C28x SPI Boot Loader Function,C28xSPI,Serial EEPROMDINDOUTCLK/CS,SPI-MOSI,SPI-SOMI,SPI-CLK,GPIO F3,ST M95080 see Module 7,1、支持8bit宽度，不支持16bit宽度2、Boot ROM的数据必须被放在0地址

39、,第五部分：F2812事件管理器（EVA/B）,事件管理器功能框图(EVA),Capture Units,Output Logic,Output Logic,EV Control Registers/Logic,Reset,PIE,2,ADC Start,Data Bus,T1PWM_T1CMP,T2PWM_T2CMP,PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6,通用定时器GP的功能框图,16-Bit TimerCounter,TxCMPR.15-0,GPTCONA,TxCNT.15-0,OutputLogic,TxPR.15-0,External（1/4）,Internal(

40、HSPCLK),TxPWM_TxCMP,Note:x=1 or 2,QEP,GP 连续增计数模式,This example:TxCON.3-2=00(下溢时 TxCMPR重载)TxPR=3TxCMPR=1(initially)Prescale=1,0,3,0,1,2,3,1,CPUCLK,TxCNT Reg.,3,0,CPU writes a 2 to compare reg.bufferanytime here,TxCMPR=2,TxPWM/TxCMP(active high),(Used for Asymmetric PWM Waveforms),GP 连续增/减计数模式,CPUCLK,0

41、,1,2,3,TxCNT Reg.,2,1,0,1,2,0,3,2,1,TxPWM/TxCMP(active high),This example:TxCON.3-2=01(=00/PR.reg)TxPR=3TxCMPR=1(initially)Prescale=1,(Used for Symmetric PWM Waveforms),00,PR.reg,00,PR.reg,PWM比较输出和中断,TxCMP/TxPWM(active high),比较中断,周期中断,下溢中断,PWM周期#2,定时器计数值,PWM周期#1,Comp1,Comp2,新周期自动加载,TxCMP/TxPWM(activ

42、e low),T,2T,T,T,TxCON.3-2=00PR=Comp1,GP 定时器寄存器,EXTCONA 0 x007409/EXTCONB 0 x007509;外部控制寄存器,EVA全比较单元,PWM Circuits,PWM Circuits,PWM Circuits,Output Logic,Output Logic,Output Logic,GP Timer 1 Compare,GP Timer 1,Capture Units,Output Logic,Output Logic,EV Control Registers/Logic,Reset,PIE,TCLKINA/TDIRA,/

43、,2,ADC Start,Data Bus,CLK,DIR,T1PWM_T1CMP,T2PWM_T2CMP,PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6,CAP1/QEP1,CAP2/QEP2,CAP3/QEPI1,什么是PWM？,PWM（脉宽幅度调制）固定的载波频率固定的放大系数脉冲宽度正比于瞬时放大系数能量损失趋于0PAM（脉冲幅度调制）固定的宽度，变化的幅值,PWM 信号调制,same areas(energy),PWM Motor控制的优势,功率转换器件是晶体管在线性区难以控制在饱和区容易控制PWM是数字信号，容易在DSP实现,PWM approx.of desired

44、signal,DC Supply,Desiredsignal tomotor phase,?,DC Supply,Unknown Gate Signal,Gate Signal Known with PWM,PWM,非对称 PWM 波形,Counter,Period,Compare,Tpwm/Tcmp Pin(active high),Caused by Period match(toggle output in Asym mode only),Caused by Compare match,对称PWM 波形,Counter,Compare,Period,TPWM,TPWM/TCMP Pin(

45、active high),Interrupts,功率器件,三相输出作为控制信号,+,-,串联的2个器件不能同时被关闭，不能有重叠区,PWM信号的输入,DC 电容,电源逆变器,死区的产生,to motor phase,supply rail,互补的PWM开关信号,晶体管导通比截止快 同时导通的瞬间-短路,可编程死区模块(EVA),4-bit period,Prescaler,4-bitCounter,ENA,reset,HSPCLK,comparator,DTPHx,DTPHx_,PHx,DT,edgedetect,死区定时器控制器(EVA)DBTCONA 0 x007415,EDBT3,7,6

46、,5,4,2,0,EDBT2,EDBT1,DBTPS2,DBTPS1,reserved,reserved,1,3,15,14,13,12,10,8,DBT3,DBT0,DBT1,DBT2,9,11,DB Timer Enable0=disable1=enable,DB Timer Prescaler000=1100=16001=2101=32 010=4 110=32 011=8 111=32,DB Timer Period,dead time=DB period*DB prescaler*CPUCLK period,reserved,reserved,reserved,reserved,DB

47、TPS0,捕获单元功能模块(EVA),Capture Units,MUX,Output Logic,Output Logic,EV Control Registers/Logic,Reset,PIE,TCLKINA/TDIRA,/,2,ADC Start,Data Bus,CLK,DIR,T1PWM_T1CMP,T2PWM_T2CMP,PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6,CAP1/QEP1,CAP2/QEP2,CAP3/QEPI1,捕获单元功能框图(EVA),EdgeDetect,CAP3TOADC,CAP1,2,3,Enable,2-Level Deep,FIFO,/

48、,3,.,Edge Select,CAPRESET,ADC Start(CAP 3),CAPxFIFO Status,RS,什么是正交编码器?,间隔空隙,/4 相位差,LED,shaft rotation,Ch.A,Ch.B,Quadrature Output from Photo Sensors,/4,Incremental Optical Encoder,正交编码单元功能框图(EVA),Capture Units,QEPCircuit,Output Logic,Output Logic,EV Control Registers/Logic,Reset,PIE,TCLKINA/TDIRA,/

49、,2,ADC Start,Data Bus,CLK,DIR,T1PWM_T1CMP,T2PWM_T2CMP,PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6,CAP1/QEP1,CAP2/QEP2,CAP3/QEPI1,如何通过正交信号来决定位置?,Ch.A,Ch.B,(00),(11),(10),(01),(A,B)=,QuadratureDecoderState Machine,incrementcounter,decrementcounter,Position resolution is/4 degrees.,正向编码连接(EVA),GP Timer 2 selected as

50、 pulse counterTimer Prescaler bypassed(i.e.Prescale always 1),Ch.A,Ch.B,CAP1/QEP1,CAP2/QEP2,QEPdecoderlogic,GP Timer 2,CLK,DIR,.,.,Index,CAP3/QEPI,QEPIE,QEPIQUAL,第五部分：F2812模/数转换器（ADC）,ADC模块的特点,12位的分辨率，内置双采样-保持器（S/H）16路模拟输入(03V)2个模拟输入复选器每通道8路模拟输入2个采样/保持单元(每路一个)串行、并行2种采样工作模式自动序列化 在单一时间段内提供16通道的自动AD转换2