DSP第08讲
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第8讲：TMS320LF2407A的外设功能_40360863
演示实验：跑马灯实验 按实验指导书走一遍 P25～P41 自己进行按键响应实验
自学及实验
复习本课讲授的内容 完成3.1.3的 （实验一、实验二） 相关资料在网络学堂下载
2407A 的事件管理功能
TMS320LF2407A系列DSP芯片包含两个事件管理 器模块EVA和EVB，每个模块都包括两个通用定 时器、比较单元、捕获单元、正交编码电路等。 EVA和EVB的各模块功能基本相同，其信号名称 如下表。
有关SFR
计数器初值大于周期值时如何计数？
计数器的计数模式
停止／保持模式：定时器停止并保持当前状态。 连续增计数模式：按输入时钟计数，直到等于周 期寄存器的值，然后复位为0，再开始下一次计数。 定向增／减计数模式：根据TDIRA／B的输入状态 进行增减计数，高时进行增计数，低时进行减计 数。 连续增／减计数模式：增减不受TDIRA／B的影响。 达到周期值时变为减计数，减到0时进行加计数。
该方式下，SEQ1 或SEQ2在一次排 序过程中可对8个 任意通道进行转 换，SEQ1的转换 结果放在Result0 －7中， SEQ2的 转换结果放在 Result8－15中。
按照上表的设置，双排序方式下用SEQ1顺序完成通道2，3， 2，3，6，7，12的转换。 同时应该设置MAX CONV1=6。 自动转换过程见下图。
事件管理器的中断事件分为三组，每一组都 有各自不同的中断标志和使能寄存器，见下表。
事件管理器A的中断分组
A
EVA中断标志寄存器
EVA中断屏蔽寄存器
EVA功能介绍
通用定时器功能 比较和 PWM功能 捕获功能 正交编码脉冲电路功能 介绍通用定时器功能和捕获功能。
通用定时器功能
每个EV有两个通用定时器，对于EVA是T1和T2，对于 EVB是T3和T4，每个定时器包括： • 一个16位增／减计数器的TxCNT • 一个16位的定时器比较寄存器TxCMPR • 一个16位的周期寄存器TxPR • 一个16位的定时器控制寄存器TxCON • 可选择内外部时钟 • 可产生定时器上溢、下溢、比较和周期中断。
DSP实用教程PPT上资料
下面列出几个具体应用场合：
共享调制解调器
远程访问服务器
无线本地环基站
电缆调制器 多通道电话系统 面像和指纹识别的家庭安全系统 具有GPS导航的巡航控制系统 细微的医学诊断 波束形成基站
数字用户回线系统
虚拟真实的3D图像 语音识别 音频 雷达系统 气象建模系统 有限元分析
3．DSP的应用 DSP以其特点在各个领域得到广泛应用。作为数字信号处理的核心技术，DSP的 应用已经深入到涉及信号处理的航空、航天、雷达、声纳、通信、家用电器等各个 领域，成为电子系统的心脏。DSP主要应用于以下方面： （1）信号处理——如数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、谱 分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等。 （2）通信——如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、 多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等。 （3）语音——如语音编码、语音合成、语音识别、语音邮件、语音存储等。 （4）图像/图形——如二维/三维图像处理、图形压缩/传输、图像增强、机器 人视觉技术等。 （5）军事——如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹精确制导等。 （6）仪器仪表——如谱分析、锁相环、函数发生、地震处理等。 （7）自动控制——如引擎控制、声控、自动驾驶、机器人控制等。 （8）医疗——如助听器、超声设备、病人监护等。 （9）家用电器——如玩具/游戏、数字电话与数字电视、数码相机等。
扩展总线，是替代HPI的设备，也是EMIF的扩展，这种扩展在一个系统中提供了 2种完全不同的功能（主机口和I/O口），扩展总线的主机口既可以在异步主/从模式 下操作，同HPI一样，又可以在同步主/从模式下操作。这就允许器件连接多种主机 总线协议，同步FIFO和异步I/O外设可以接入扩展总线； MCBSP是基于TMS320C2000和TMS320C5000平台的标准串行接口，该接口可以在 DMA/EDMA控制器的帮助下，在存储器中自动缓冲串行数据，并可以与T1E1SCSA和 MVIP网络标准兼容多个通道； 定时器，TMS320C6000器件中的定时器是2个32位通用定时器，功能为事件定时 ﹑事件计数﹑产生脉冲﹑中断CPU﹑向DMA/EDMA控制器发出同步事件； 省电逻辑允许通过降低时钟来减少功耗，CMOS器件的大多数能量消耗发生在电 路逻辑状态切换时，禁止部分或者所有的芯片逻辑转换，可以节约相当多的能量而 不丢失任何数据或者操作信息。
DSP芯片应用PPT课件
第8章 DSP芯片应用
int *data1 = 0x3000; /*内部存储器单元*/ int *data2= 0x8FFF; /*外部存储器单元*/ int func ( ) { ...
* data1 = 2000; * data2 = 0; ... }
第8章 DSP芯片应用
3．DSP I/O端口的访问 DSP I/O端口的访问通过ioport关键字实现。定义 的形式为
第8章 DSP芯片应用
ioport unsigned port10; /* 定义地址为10H的I/O端口变量*/
int func ( ) { ... port10 = 20; /* write a to port 10H */ ... b = port10; /* read port 10H into b */ ... }
... BRINT1: BD _ int_handler ; McBSP1接收中断
NOP NOP .end
第8章 DSP芯片应用
(2) C中断程序采用特殊的函数名，其格式为 c_intnn。其中，nn代表00～99之间的两位数，如 c_int01就是一个有效的中断函数名。下面是一个中断 函数的例子：
问，常常采用的方法是将DSP寄存器地址的列表定义 在头文件中(如reg.h)。DSP寄存器地址定义的形式为宏， 如下所示：
第8章 DSP芯片应用
#define IMR #define IFR #define ST0 #define ST1 #define AL #define AH #define AG #define BL #define BH #define BG
ioport type port hex_num 其中：ioport是关键字，表明变量是io变量；type 必 须 是 char 、 short 、 int 和 unsigned ； port 表 示 io 地 址 ， hex_num是十六进制地址。 下例声明了一个io变量，地址为10H，并对I/O端口 做读/写操作。
DSP入门培训PPT资料18页
三、DSP中C表达式与基本语句
1、if语句 （1）整型变量与零值比较
应当将整型变量用“==”或“！=”直接与0比较。假设整型变量的名字为value， 它与零值比较的标准if 语句如下：
if (value == 0) if (value != 0) 不可模仿布尔变量的风格而写成 if (value) // 会让人误解value是布尔变量 if (!value)
三、DSP中C语言的关键字
意义 声明自动变量，缺省时编译器一般默认为auto 声明整型变量 声明双精度变量 声明长整型变量 声明字符型变量 声明浮点型变量 声明短整型变量 声明有符号类型变量 声明无符号类型变量 声明结构体变量 声明联合数据类型 声明枚举类型 声明静态变量 用于开关语句 开关语句分支 开关语句中的“其他”分支 跳出当前循环 声明寄存器变量 用以给数据类型取别名(当然还有其他作用)
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{ Word教程： 1ppt/word/
资料下载：1ppt/ziliao/ PPT课件下载：1ppt/kejian/
Excel教程：1ppt/excel/
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int i;
int *p;
if ((x>=-EPSINON) && (x<=EPSINON)) 其中EPSINON是允许的误差（即精度）。
三、表达式与基本语句
2、循环语句的效率 C++/C循环语句中，for语句使用频率最高，while语句其次，do语句很少用。
提高循环体效率的基本办法是降低循环体的复杂性。
例子： for (row=0; row<100; row++) {
数字信号处理dsp教学单元八PPT课件
数字信号处理的应用领域
01
02
03
04
通信领域
数字信号处理在通信领域的应 用包括调制解调、语音压缩、 图像压缩等。
音频处理
数字信号处理可以用于音频信 号的滤波、混响、压的应用包括图像增强、图像压 缩、图像识别等。
控制领域
数字信号处理可以用于控制系 统中的信号处理，如PID控制 器的实现。
数字信号处理技术可以提高通信系统的性能和稳定性，如降 低噪声、提高信号传输速率等。教学单元八可以介绍这些技 术的应用和实现方法，帮助学生更好地掌握通信系统的设计 和优化。
教学单元八在音频处理领域的应用
数字信号处理在音频处理领域中也有着广泛的应用，如音 频压缩、音频特效、音频分析等。教学单元八可以介绍这 些音频处理领域中的数字信号处理算法和实现方式，帮助 学生更好地理解音频处理原理和技术。
根据实验结果，总结出数字滤波器的设计方法和技巧 ，为后续的数字信号处理提供参考。
05
教学单元八的实践应用
教学单元八在通信领域的应用
数字信号处理在通信领域中有着广泛的应用，如调制解调、 频分复用、码分复用等。教学单元八可以介绍这些通信领域 中的数字信号处理算法和实现方式，帮助学生更好地理解通 信原理和技术。
教学单元八的展望
未来教学内容规划
深入探讨数字信号处理在通信和雷达系统中的应 用。 增加离散傅里叶变换和快速傅里叶变换的讲解。
教学单元八的展望
01
学生能力培养目标
02
培养学生解决实际信号处理问题的能力。
03
增强学生在数字信号处理领域的创新思维。
教学单元八的展望
教学方法改进计划
1
2
引入更多实际案例和实验，增强理论与实践的结 合。
DSP课程讲解PPT
西安电子科技大学电子工程学院
15
数字信号处理器的应用领域（续）
3. 语音处理
语音识别、合成、矢量编码、语音信箱。
4．图形／图像处理
三维图像变换、模式识别、图像增强、动画、电子出版、电子 地图等。
5．自动控制
磁盘、光盘、打印机伺服控制、发动机控制、电机驱动等。
6．仪器仪表
测量数据谱分析、自动监测及分析、暂态分析、勘探、模拟试 验。
7．医学电子
助听器、CT扫描、超声波、心脑电图、核磁共振、医疗监护等。 16 西安电子科技大学电子工程学院
数字信号处理器的应用领域（续）
8. 军事与尖端科技
雷达和声纳信号处理、雷达成像、自适应波束合成、阵列天线 信号处理、导弹制导、火控系统、战场C3I系统、导航、全球定位 GPS、目标搜索跟踪、尖端武器试验、航空航天试验、宇宙飞船、 侦察卫星。
西安电子科技大学电子工程学院
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(6) 定点和浮点DSP的特点
DSP处理器有定点处理和浮点处理两大类，适用于不 同场合
定点处理DSP
• 早期的定点处理DSP可以胜任大多数数字信号处理应用，但其可处 理的数据的动态范围有限，如16 bit定点 DSP动态范围仅 96 dB。 在某些数据的动态范围很大的场合，按定点处理可能会发生数据 溢出，在编程时需要使用移位定标措施或者用定点指令模拟浮点 运算，使程序执行速度大大降低。
西安电子科技大学电子工程学院 21
What does
Human Interface Speech Recognition Text To Speech Handwriting Audio Wired Connectivity USB TCP/IP MOST Network H.323/MEGACO Digital Signal Processing
手把手教你DSP课件解读
第5章CCS3.3的常用操作
5.1了解CCS3.3的布局和结构
5.2编辑代码时的常用操作
5.3编辑完成后常用的操作
5.4调试时常用的操作
5.2.1创建新的工程 5.2.2打开已存在的工程 5.2.3新建一个文件 5.2.4向工程添加文件 5.2.5移除工程中的文件 5.2.6给工程添加库文件 5.2.7查找变量 5.2.8替换变量 5.2.9查看源码
13.6.1ADC校正的原理 13.6.2ADC校正的措施 13.6.3手把手教你写ADC校正的软件算法
第14章串行通信接口SCI
14.1SCI模块的概述 14.2SCI模块的工作原理 14.3SCI多处理器通信模式 14.4SCI模块的寄存器 14.5手把手教你写SCI发送
和接收程序
14.1.1SCI模块的特点 14.1.2SCI模块信号总结
特别适合于数字信号处理运算 单片机，ARM，FPGA 哈佛结构，程序空间和数据空间分开，CPU可以同时访问指令和
数据； 在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法运算； 片内具有快速RAM，通常可以通过独立的数据总线在程序空间和
数据空间同时访问； 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 具有快速的中断处理和硬件I/O支持； 可以并行执行多个操作； 支持流水线操作，使得取址、译码和执行等操作可以重叠执行。
第16章增强型控制器局域网通信接口eCAN
16.1CAN总线的概述 16.2CAN2.0B协议 16.3X281xeCAN模块的概述 16.4X281xeCAN模块的寄存器 16.5X281xeCAN模块的配置 16.6eCAN模块的中断 16.7手把手教你实现CAN通信
16.1.1什么是CAN 16.1.2CAN是怎样发展起来的 16.1.3CAN是怎样工作的 16.1.4CAN有哪些特点 16.1.5什么是标准格式CAN和扩展格 式CAN
DSP08
15
3.1.5 间接寻址
位倒序寻址
存储单元地址 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 变换结果 X(0) X(8) X(4) X(12) X(2) X(10) X(6) X(14) X(1) X(9) X(5) X(13) X(3) X(11) X(7) X(15) 位码倒序寻址 0000 1000 0100 1100 0010 1010 0110 1110 0001 1001 0101 1101 0011 1011 0111 1111 位码倒序寻址结果 X(0) X(1) X(2) X(3) X(4) X(5) X(6) X(7) X(8) X(9) X(10) X(11) X(12) X(13) X(14) X(15)
地址= 地址=ARx 寻址结束后, 寻址结束后,按循环减的方法从 ARx=Circ(ARxARx=Circ(ARx-AR0) ARx中减去AR0中的值 ARx中减去 中减去AR0中的值
[注1]:寻址16位字时增/减量为1,32位字时增/减量为2. 1]:寻址16位字时增/减量为1 32位字时增/减量为2 16位字时增 位字时增
7
3.1.5 间接寻址
单操作数间接寻址形式
MOD域 MOD域 1010 1011 1100 1101 1110 1111 功 能 地址= 地址=ARx ARx+% * ARx+% ARx= ARx=Circ(ARx+1) 地址= 地址=ARx ARx+0% * ARx+0% ARx=Circ(ARx+AR0) 地址= 地址=ARx+lk ARx(lk) * ARx(lk) ARx=ARx 地址= 地址=ARx+lk ARx(lk) ARx= * +ARx(lk) ARx=ARx+lk 地址= 地址=Circ(ARx+lk) ARx(lk) * ARx(lk)% ARx= ARx=Circ(ARx+lk) * (lk) lk) 地址= 地址=lk 操作句法 说 明 寻址结束后,ARx中的地址值按 寻址结束后,ARx中的地址值按 循环加的方法加1 循环加的方法加1.[注1] 寻址结束后, 寻址结束后,按循环加的方法 AR0中的值加到 中的值加到ARx. 将AR0中的值加到ARx. ARx与16位数之和作为地址 位数之和作为地址, 以ARx与16位数之和作为地址, 寻址结束后,ARx中的值不变 中的值不变. 寻址结束后,ARx中的值不变. 将一个16位带符号数加到 位带符号数加到ARx, 将一个16位带符号数加到ARx, 然后寻址. 然后寻址.[注3] 将一个16位带符号数按循环加 将一个16位带符号数按循环加 的方法加至ARx, 的方法加至ARx,然后再寻址 利用16位无符号数作为地址 利用16位无符号数作为地址,寻 位无符号数作为地址, 址数据存储器
DSP培训讲义--TI+CCS+IDE集成开发环境
观察（Watch）窗口：
数组、结构、指针等
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——创建项目（Create a Project）
利用探点进行文件导入/导出:
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——创建项目（Create a Project）
利用探点进行文件导入/导出:
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——数据可视化（Data Visualization）
数据可视化在DSP开发应用是最 有效的调试方法。 各种可视化方案有利于算法的调 试。
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——数据可视化（Data Visualization）
可视化方案
Amplitude vs Time Diagram
Fast Fourier Transform (FFT) Diagram
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
嵌入式系统的开发设计中，在实时 性要求下，随着代码的增加，代码的 效率成为设计者关注的重要方面。 PROFILE——有效的代码效率评估 工具，有利于程序代码的优化。
FUNCTION；测试指定的函数
RANGE；测试指定代码范围 SETUP；测试指定函数或范围内去除SETUP 部分剩余代码的效率
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
PROFILE设定
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
PROFILE结果
数组、结构、指针等
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——创建项目（Create a Project）
利用探点进行文件导入/导出:
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——创建项目（Create a Project）
利用探点进行文件导入/导出:
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——数据可视化（Data Visualization）
数据可视化在DSP开发应用是最 有效的调试方法。 各种可视化方案有利于算法的调 试。
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——数据可视化（Data Visualization）
可视化方案
Amplitude vs Time Diagram
Fast Fourier Transform (FFT) Diagram
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
嵌入式系统的开发设计中，在实时 性要求下，随着代码的增加，代码的 效率成为设计者关注的重要方面。 PROFILE——有效的代码效率评估 工具，有利于程序代码的优化。
FUNCTION；测试指定的函数
RANGE；测试指定代码范围 SETUP；测试指定函数或范围内去除SETUP 部分剩余代码的效率
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
PROFILE设定
——DSP培训之CCS IDE
CCS IDE——Profile功能（Profiling Code Execution）
PROFILE结果
DSP定点和浮点数格式ppt课件【2024版】
练习
〔1〕试写出下述X,Y定点乘法C言语模拟程 序 设x=18.4,y=36.8,Qx=10;Qy=9;Qz=5
〔2〕试写出下述X,Y定点除法C言语模拟程 序 设x=18.4,y=36.8,Qx=10;Qy=9;Qz=15
共占用至少79 位
表示的数值
1s 1. f 2e-127
1s 0. f 2126
x 0
1s
NaN
1 e 254 e 0, f 0 e 0, f 0 e 255, f 0 e 255, f 0
最高位〔第31位〕为符号位s
通常情况，即 1 ≤ e ≤ 254 时
x1s1.f2e-127
四种特殊情况 ① 当 e=0、f≠0 时，尾数是个非归一化的数
② 当 e=0、f=x 0 时，x1=s 00.f2-126
③ 当 e=255、f=0 时，x为正〔s=0〕或负〔s=1〕的无穷 大
④ 当 e=255、f≠0 时，x为一个无效数〔NaN—Not a Number〕
例 ① 32位单精度浮点数
2〕数值范围与精度
给定字长N，采用Qn格式表示小数
数值范围： 精 度：
2N1 2n
~
2N1 1 2n
1 2n
16位字长Qn格式的数值范围与精度
3〕动态范围
动态范围：数据表示格式中可以表示的最大值与最小值之比
N位定点数的动态范围：
D Rfix＝ (2N 1 1/ 2 1 n )/2n 2N11
00001010b〔10〕除以00000011b〔3〕 与上面例子一样，结果为Q5格式011.01010b 最后对结果的小数点位置左移n-m 位 对于本例3-2=1>0，那么结果的小数点左移一位，最后
dsp8
x2 x2 SNR 10 log10 ( 2 ) 10 log10 ( 2 ) e q 12
2 2 10 log10 (12 2 2 L x ) 6.02L 10.79 10 log10 ( x ) dB
可知，A/D 量化字长每增加 1 位（L+1） ，信噪比可提高约 6dB。
制作：常军
第 13 页 2013-7-15 14:36
假设系统极点多项式：
B( z ) 1 bk z k 。
k 1
N
zk B( z ) B( z ) bi zk bi N B ( z ) B( z ) 1 z (1 zi z 1 ) 。 因为： z i ， z k i 1 bi
（1） A/D 变换的量化误差： 相当于在信号中加入了均值为 0， 方差为
12 （q 为量化等级） 的量化噪音。其频谱具有非常宽的频带，所以不容易滤出。通过 提高量化精度，减小 q 可减小 A/D 变换的量化误差。
（2） 计算系数的量化误差：滤波器和其他运算中的系数（常量）的表 示有一定的误差。该误差与机器的字长有关。这一误差会改变系统 特性，甚至可能引起系统不稳定。如 IIR 波器中系数误差可能使靠 近单位圆的极点变化到单位圆上或圆外，引起系统不稳定。所以在 系统设计过程中，就应考虑允许的系数误差。
制作：常军
第2页 2013-7-15 14:36
q2
（3）
中间计算结果的有限字长误差：由于机器的数据都是有限字长表
示在迭代计算过程中，该误差会积累，使系统输出逐渐偏离正常范围。 特别是定点制运算时误差影响更明显。 在系统中尽量采用较高精度的 浮点数表示；改变计算过程减小误差积累；计算过程中进行误差修正等 都是常用的方法。
Dsp08 数字信号 频谱
第8章数字信号频谱中国科学技术大学曾凡平第8章主要内容•本章将研究数字信号的频谱，频谱给出了周期和非周期信号的频率分量。
本章内容包括：1.给出数字信号频谱的定义，包括幅度频谱和相位频谱。
2.说明如何利用离散时间傅里叶变换(DTFT)计算非周期信号的频谱。
3.介绍离散傅里叶级数(DFS)。
4.说明如何用离散傅里叶级数计算周期信号的频谱。
5.定义基频和谐波频率。
第8章数字信号频谱28.1 频谱的意义•信号是由各种不同频率的正弦信号叠加起来的，信号的频谱描述了信号所包含的频率分量（特征）。
•在频域，每个数字信号都有典型的特征。
比如正弦波仅含单一频率，而白噪声(white noise)包含所有频率分量。
信号的平稳变化源于它的低频分量，陡峭边缘和急剧变化则源于它的高频分量。
例如方波，它既包含了产生平稳变化的低频分量，又包含了形成陡峭边缘的高频分量。
第8章数字信号频谱3第8章数字信号频谱5数字信号的频谱•数字信号的频谱：–幅度频谱(magnitude spectrum)：每一频率分量的振幅(大小)。
–相位频谱(phase spectrum)：每一频率分量的相位。
•任何数字信号都有频谱，但频谱的计算方法取决于信号是否具有周期性。
第8章数字信号频谱6第8章数字信号频谱78.2 非周期数字信号•非周期信号：不按固定时间间隔重复的信号。
•见P213 图8.2•自然界中的多数信号是非周期信号。
第8章数字信号频谱9图8.3非周期信号的频谱实例DTFT的计算•如式所示，DTFT的计算需要非周期信号x[n]的所有采样值，当信号有无限多个递减的非零采样值时，就可在幅度降低到某个合适的门限后，截断信号，计算出近似的DTFT。
•非周期信号的频谱是连续和周期的，周期为2π。
第8章数字信号频谱10第8章数字信号频谱11P213 例8.1第8章数字信号频谱12第8章数字信号频谱13第8章数字信号频谱14•从图8.6可以看出，信号的主要分量位于[0，π/2] 数字频率区间。
DSP芯片应用系列讲座_四_第8讲TMS320C28x的A_D转换模块
DSP 芯片应用系列讲座(四)第8讲 T M S320C28x 的A/D 转换模块闫佩君1,张雄伟2(1.解放军理工大学通信工程学院研究生1队,江苏南京210007;2.解放军理工大学通信工程学院电子信息工程系)摘 要:T M S 320C 28x 系列32位定点DSP 芯片具有可灵活配置的16通道12位A /D 转换模块。
文章介绍了A /D 转换模块的主要功能和工作原理,自动排序器的操作原理、采样模式和采样率设置、A DC 时钟以及转换结果的读取等内容。
关键词:数字信号处理器;模/数转换器;自动排序器中图分类号:T N 911.72文献标识码:A文章编号:CN 32-1289(2005)04-0075-04Analog -to -Digital Converter Module of TMS 320C 28x DSPYA N P ei -j un 1,ZH A N G X iong -w ei2(1.P ostg raduate T ea m 1ICE ,P L A U ST ,Nanjing 210007,China ;2.Depar tment o f Electr onic Info rmat ion Engineer ing ICE,P LA U ST )Abstract :T he T M S320C28x ADC m odule is a 12-bit pipelined analog -to -digital converter.In this article ,the enhanced features and structure of the T MS 320C 28x ADC w ere introduced ,w ith the emphasis on auto conversio n sequencer principle of operation ,sam pling mo des and sam ple rate set,ADC-mo dule clock,and access of the result conversion,etc.Key words :DSP chip;analoy -to -digital converter ;auto conversio n sequencer模/数转换器ADC (Analog -Digital Converter )是用来将连续变化的模拟量转换成计算机能够识别的数字量的模块[1]。
数字信号处理DSP08工程设计讲座
心
DSP 的应用
特殊需要—数据大、算法复杂的处理
例如：声纳和地震探测。它们的数量很少，但其算法 很复杂。这样产品设计量就很大，而且也很复杂，结 果是设计者喜欢选择高性能、易用且支持多芯片配置 的 DSP。 在某些情况下，设计者不愿意通过改造已有 DSP 系 统，防止产生零乱。他们选择标准的开发板，通过调 用他们的已有函数库来完成开发。
而对动态范围和精度有特殊要求的用户，以及为了开发容易，可
以选择浮点 DSP。
Men Aidong, 信息与通信工程 心
DSP 的运算
定点 DSP 完成浮点运算浮点
在定点 DSP 中完成通常的浮点运算是可能的。 调用浮点运算仿真程序。但这样做需要很多个指令周 期，得不偿失。因此，通用的浮点仿真几乎不用了。 块浮点运算(Block floating-point)
芯片的大小(Chip Size) 封装管脚的数目(Number of package pins) 外部存储器的大小
指令字长和数据字长
大多数 DSP 的指令字长和数据字长相等，但也不全是这 样。如AD公司ADSP21XX系列16bit数据字长 24bit指令字 长;Zoran公司ZR3800是20bit数据字长 32bit指令字长。
如果你的应用中大多数是单精度运算，只有少部分需要高 精度运算，这时你选择用单精度 DSP 完成双精度运算可 更意义。反之，则需要更宽比特的 DSP。
Men Aidong, 信息与通信工程学院多媒
速度(Speed)
满足特殊需要时，对 DSP 的一个关键测试是运行速 度。有许多方法可以测试 DSP 的速度。
Men Aidong, 信息与通信工程 心
DSP 的运算
数的表示：
一个可编程 DSP 的基本特性之一是 DSP 所采用的运 算类型。 定点制 DSP：一个数表示为整数或者 +1.0～-1.0 之 间的函数。 浮点运算：一个数表示为指数部分和尾数部分。尾数 部分通常是 +1.0～-1.0 之间的小数，而指数部分表 示二进制中小数点的位置。
DSP 的应用
特殊需要—数据大、算法复杂的处理
例如：声纳和地震探测。它们的数量很少，但其算法 很复杂。这样产品设计量就很大，而且也很复杂，结 果是设计者喜欢选择高性能、易用且支持多芯片配置 的 DSP。 在某些情况下，设计者不愿意通过改造已有 DSP 系 统，防止产生零乱。他们选择标准的开发板，通过调 用他们的已有函数库来完成开发。
而对动态范围和精度有特殊要求的用户，以及为了开发容易，可
以选择浮点 DSP。
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DSP 的运算
定点 DSP 完成浮点运算浮点
在定点 DSP 中完成通常的浮点运算是可能的。 调用浮点运算仿真程序。但这样做需要很多个指令周 期，得不偿失。因此，通用的浮点仿真几乎不用了。 块浮点运算(Block floating-point)
芯片的大小(Chip Size) 封装管脚的数目(Number of package pins) 外部存储器的大小
指令字长和数据字长
大多数 DSP 的指令字长和数据字长相等，但也不全是这 样。如AD公司ADSP21XX系列16bit数据字长 24bit指令字 长;Zoran公司ZR3800是20bit数据字长 32bit指令字长。
如果你的应用中大多数是单精度运算，只有少部分需要高 精度运算，这时你选择用单精度 DSP 完成双精度运算可 更意义。反之，则需要更宽比特的 DSP。
Men Aidong, 信息与通信工程学院多媒
速度(Speed)
满足特殊需要时，对 DSP 的一个关键测试是运行速 度。有许多方法可以测试 DSP 的速度。
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DSP 的运算
数的表示：
一个可编程 DSP 的基本特性之一是 DSP 所采用的运 算类型。 定点制 DSP：一个数表示为整数或者 +1.0～-1.0 之 间的函数。 浮点运算：一个数表示为指数部分和尾数部分。尾数 部分通常是 +1.0～-1.0 之间的小数，而指数部分表 示二进制中小数点的位置。
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片上外设：定时/计数器
2.定时/计数器 片内定时器是一个软件可编程的计数器 , 可以周期性的产生中断。定时器的分辨 率是CPU的时钟周期，它包括由3 个16位 存储器映射寄存器组成： 定时器寄存器 (TIM) 定时器周期寄存器(PRD) 定时器控制寄存器(TCR)
定时/计数器
定时器寄存器TIM位于数据空间的 0024h 单元， 复位或定时器中断 (TINT) 时 TIM 内装入 PRD 值 , 并进行减1操作。 定时器周期寄存器PRD位于数据空间的 0025h 单 元，每次复位或 TINT 中断时将内容装入 TIM 寄存器。PRD中存放时间常数。 定时控制寄存器TCU位于数据空间的 0026h单元， 包含了定时器的控制位和状态位。
定时/计数器
16位定时器控制寄存器TCR控制定时器 的启动、停止、加载及时钟分频系数等。 其控制位和状态位的分配如下图：
其功能如下表所示
定时/计数器
定时/计数器
定时器结构原理图
定时/计数器
定时器的工作原理是： 正常工作时，当TIM减到0时，PRD中的 时间常数自动加载到TIM。 系统复位或定时器复位时，PRD中的时 间常数也重新加载到TIM。
定时/计数器
举例说明定时器初始化和开放定时中断的步骤 : STM #0000h, SWWSR; 不插等待周期 STM #0010h, TCR; TSS=1 关定时器 STM #0100,PRD; 加载周期寄存器 (PRD) STM #0C20,TCR; 初始化分频系数，启动定时器工作 STM #0008h,IFR; 清除尚未处理完的定时器中断 STM #0008h,IMR; 开放定时器中断 RSBT INTM; 开放中断
定时/计数器
预定标模块中的TDDR和PSC均位于寄存 器 TCR 中，每来一个CPU时钟，PSC值 减1。与主定时模块一样，重置PSC值的 时刻在PSC减到0、设备复位或者定时器 单独复位时，TDDR的内容复制到PSC 。
定时/计数器
定时器中断TINT的周期可由下面公式计算： CLKOUT × (TDDR+1) × (PRD+1) 通过使用TOUT输出引脚来定时设备，或者使 用定时器中断周期性地从一个寄存器读取数据 的方法时，定时器可以产生外围模拟接口的采 样时钟。
定时/计数器
定时器的工作原理也可描述为： 片内定时器4位的预定标计数器PSC和16 位的定时计数器TIM组成一个20位的计数 器，定时器每个 CPU 时钟周期减 1, 每次 计数器减到0将产生定时器中断 (TINT), 同时PSC和TIM重新载入预设的值。
定时/计数器
在硬件定时器的方框图中，可分为主定时模块和 预定标模块两部分。 主定时模块包括 PRD 和 TIM, 由预定标模块定 时；预定标模块包括TCR中的TDDR和PSC位， 由CPU时钟定时。 在主定时模块中 , 对应于预定标模块的每个输出 时，TIM 值减 1 。当 TIM 减到 0后 ,TIM 内载 入 PRD 的值。
主机接口
HPI有两种工作方式 : 共用寻址方式 (Shared access mode,SAM)。主 机和 ‘C54x 都能寻址 HPI 存储器 , 主机的寻 址可以在 HPI 内部重新得到同步。如 果 ’C54x与主机的周期发生冲突 , 则主机具有 寻址优先权，‘C54x 插入等待周期。 仅主机寻址方式(Host-only mode，HOM)。仅 仅只能让主机寻址HPI存储器，‘C54x则处于 复位状态或者低功耗状态 ) 。
片上外设:主机接口
3.主机接口 主机接口 (HPI，Host Port Interface) 是 TMS320C54x 系列定点芯片内部具有的 一种接口部件，主要用于 DSP 与其他总 线或 CPU 进行通信。 HPI 接口通过 HPI 控制寄存器 (HPIC) 、 地址寄存器 (HPIA) 、数据锁存器 (HPID) 和 HPI 内存块实现与主机通信。
主机接口
下图给出了‘C54xDSP与主机的HPI连接图。 可见，当‘C54xDSP通过HPI与主设备相连时， 除了HPI数据总线以及控制总线以外，不需要 其他附加的电路。
主机接口
主机接口
HPI控制寄存器中有4位控制着HPI的工作状态， 如下表所示
主机接口
主机接口
C5402 和 C5410具有增强型的 HPI-8 接 口。 增强型的最大特点是：它允许主机访问 DSP的整个片内空间，C5410 还能访问 DSP存储器的扩展页。
主机接口
HPI的主 HPI单元允许芯片直接利用一个或两个数据选 通信号、一个独立或复用的地址总线、一个独 立或复用的数据总线接到微控制单元MCU上 主机和DSP可独立地对HPI接口操作 主机和DSP握手可通过中断方式来完成 主机还可以通过HPI接口装载DSP应用程序、 接收DSP运行结果或诊断DSP运行状态
主机接口
根据数据总线位数的不同，HPI 可以按 照 HPI-8和HPI-16两种方式工作： C542、C545、C548和C549是标准 8 位 HPI 接口。 C5402和C5410是增强型的8位HPI接口。 C5416和C5420为16位增强型HPI接口。
主机接口
HPI的结构框图如下
主机接口
DSP技术及应用
教学课件
DSP技术及应用
第八讲
片上外设
片上外设
授课内容： 1.通用I/O引脚 2.定时/计数器 3.主机接口 4.软件可编程等待状态发生器 5.可编程分区开关
片上外设
所有的 TMS320C54x 芯片含有同样的 CPU, 但是片内外 设随芯片类型不同而有所变化。 芯片可能含有的片内外设如下： 通用I/O 引脚：XF 和BIO 定时/计数器 主机接口：8 位标准型主机接口，8 位增强型主机接口， 16 位增强型主机接口 软件可编程等待状态发生器 可编程分区开关 串行口：标准串口，缓冲串口，时分复用串口，多通 道缓冲串口
HPI-8为8位并行口接口，C54x通过片内 RAM与主机设备交换数据。 HPI主要由以下5部分组成：
HPI控制寄存器 HPI地址寄存器 HPI数据锁存器 HPI存储器 HPI控制逻辑
主机接口
当‘C54X与主机(或主设备)交换信息时， HPI8 是主机的一个从设备(外部设备)，它使主 机能够访问 C54x内部的存储区。 其接口包括一个8位的双向数据总线和各种控 制信号。 16 位的数据分为高低两个字节传输 , 用 HBIL 信号线来自动区分传输的是高字节还是低字节。
定时/计数器
复位后 , 定时器控制寄存器 (TCR) 的停止状态 位TSS=0, 定时器启动工作 , 时钟信号CLKOUT 加到预定标计数器 PSC 。 PSC 也是一个减 1 计数器 , 每当复位或其减到0 后，自动地将定时器分频系数TDDR 加载到 PSC。PSC在CLKOUT作用下，进行减1计数。 当PSC减到0，产生一个借位信号，令TIM作减 1计数。 TIM 减到0后，产生定时中断信号TINT，传送 至CPU和定时器输出引脚 TOUT。
定时/计数器
初始化定时器时 , 需要按照以下步骤设置 : 1).TSS=1, 停止定时器 : 2).载入 PRD 值 : 3).重新载入TCR初始化TDDR, 设置TSS=0 和 TRB=1 来重载定时器周期。以启动定定时器。
定时/计数器
要开放定时中断，在假定 INTM=1时，应该： 1).将 中断标志寄存器IFR中的TINT位置 1, 清 除尚未处理完的定时器中断。 2).将中断屏蔽寄存器IMR中的 TINT 位置 1, 开放定时中断 ; 3).将状态寄存器ST1中的 INTM 位清 0, 从整体 上开放中断。
软件可编程等待状态发生器
软件等待状态寄存器SWWSR用来设 置不同字块的总线的延长状态，最小 为0，最大为7。其格式如下所示：
各字段功能如下表所示
软件可编程等待状态发生器
软件可编程等待状态发生器
软件等待状态发生器的逻辑框图如下图所示。 当CPU寻址外部程序存储器时，将 SWWSR 中相应的字段值加载到计数器。如果这个字 段值不为 000, 就会向 CPU 发出一个“没有准 备好 ”信号 , 等待状态计数器启动工作。没 有准备好的情况一直保持到计数器减到0和外 部 READY 线置高电平为止。
片上外设：通用I/O引脚
1.通用I/O引脚
每种TMS320C54x芯片都含有两根通用I/O引脚：XF和 BIO。 XF是一个由软件控制的外部标志输出引脚。通过对状态 寄存器ST1中的XF位设置为0或1, 可以使XF外部引脚 输出低电平或者高电平，从而可以与外部器件通信。 BIO为转移控制输入引脚，用于监视外部器件的状态。 在汇编指令中，有判断BIO脚状态并产生相应条件转 移的指令。
可编程分区开关
转换控制寄存器 (BSCR)的格式如下
其中BNKCMP为分区对照表，其取值只可 能有下述5种情况
可编程分区开关
可编程分区开关
‘C54x分区转换逻辑可以在下列几种情况下自动地 插入一个附加的时钟周期 一次程序存储器读操作之后，紧跟着对不同的存储 器分区的另一次程序存储器读或数据存储器读操作。 当PS～DS位置1时，一次程序存储器读操作之后， 紧跟着一次数据存储器读操作。 对于 ‘C548 和 ’C542，一次程序存储器读操作之 后， 紧跟着对不同页进行另一次程序存储器读操作。 一次数据存储器读操作之后，紧跟着对一个不同的 存储器分区进行另一次程序存储器或数据存储器读 操作。
片上外设：软件可编程等待状态发生器
4.软件可编程等待状态发生器 软件可编程等待状态产生器可以将外部总 线周期扩展到7个机器周期(C549、C5402、 C5410和C5420为14个机器周期), 这样可 以方便地与慢速的片内存储器和 I/O 器 件接口。
软件可编程等待状态发生器