TMS320F281xDSP原理及应用技术

《绪论》
F2812和F2810的特点和区别
特点：
1）CPU 32位定点CPU 主频高达150MHz 增强型哈佛总线结构支持JTAG仿真接口
2）存储器4MB的程序/数据寻址空间（片外1MB）片上高达128KX16位FLASH存储器 18KX16位单周期访问片内RAM
3）两个事件管理器EVM 每个EVM模块包括：8通道16位PWM 死区产生和配置单元
外部可屏蔽功率或驱动保护中断正交脉冲编码接口（QEP）三个捕捉单元,捕捉外部时间，特别适合于电机控制
4）串行通信外设一个高速同步串行外设接口（SPI）两个UART接口模块（SCI）
增强的CAN2。

0B接口模块多通道缓冲串口（McBSP）
5）ADC模块12位，2X8通道(两个S/H），A/D转换周期200ns,输入电压0～3V。

6）其它外设: 锁相环（PLL）控制的时钟倍频系数看门狗定时模块三个外部中断 3个32位CPU定时器 128位保护密码高达56个通用I/O引脚支持IDLE,STANDBY，HALT等省电模式
区别：F2812有外部存储器接口，TMS320F2810没有；TMS320F2812有128K的Flash TMS320F2810仅64K；
F2812具有外部扩展接口XINTF，高达1MW的寻址空间,支持可编程的等待状态和读写选通时序,提供三个独立的片选信号，而F2810没有
F281x外部接口：
一个高速同步串行外设接口（SPI），两个UART接口模块(SCI），增强的CAN2。

0B接口模块，多通道缓冲串口(McBSP）。

TMS320F28x系列中的F2810、F2811、F2812间有何区别?
TMS320F2812有外部存储器接口，而TMS320F2811和TMS320F2810没有。

TMS320F2812和TMS320F2811有128K的Flash,而TMS320F2810仅64K.
与单片机相比,DSP有何特点？
接口方便；编程方便；具有高速性；稳定性好；精度高；可重复性好；集成方便
DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8～10倍完成一次乘加运算快16～30倍。

《第二章:系统控制及中断》
假设CPU的时钟频率为150MHZ,根据周期寄存器32位和分频寄存器16位的取值范围，计算CPU 定时器的定时周期最大值。

T1=1/F=1/（150＊2的20次方）,T2=2的16次方＊T1；
F281x芯片的很多引脚是复用的，结合芯片封装尺寸、引脚利用效率、功率配置等方面,讨论这些复用引脚有哪些优缺点。

F281×器件上有56个多功能复用引脚，通过GPxMUX寄存器可配置为外设信号或数字I/O引脚；可以通过方向寄存器(GPxDIR）控制引脚为输入或输出；通过量化寄存器(GPxQUAL）设定量化采样周期(QUAL PRD），消除输入信号中的毛刺干扰.
定时器0（INT1.7）中断与定时器1中断（INT13）、定时器2中断（INT14)相比有何不同？
INT1。

7的cpu优先级为5,INT13的cpu优先级为17， INT14为18;INT1。

7的PIE组内优先级
为7。

因此定时器0(INT1。

7）中断是既涉及CPU中断也涉及PIE中断向量，而定时器1中断（INT13）、定时器2中断（INT14）只涉及CPU级中断.
假定SYSCLKOUT＝150MHz,试分析看门狗定时器的定时周期值范围？
1/f
《第三章:存储器及外部接口》
F2812提供了3个供外设使用的片选信号，如果扩展的外设芯片超过3个，如何产生这些外设芯片的片选信号？
采用非复用的扩展总线。

F2812的XINTF映射到5个独立的存储空间.当访问相应的存储空间时，就会产生一个片选信号.每个空间都可以独立地设置访问时的等待状态数目、选通信号的建立、和保持时间,同时还可以通过XREADY信号来与外设的访问速度和时序匹配.
对于例3.2(初始化空间0的写周期和空间2的读周期）,分析空间2的一个读周期包含的XTIMCLK 时钟周期数;如果CPU时钟频率为150MHz,则完成一个完整的读周期需要多长时间？
T=（1+3+7+3+1）＊（1/f）
如何通过软件判断内部RAM单元或外部RAM芯片是否工作正常？对于FLASH或EPROM等程序存储器芯片如何诊断？
（1）对同一个地址写入0～0xFF,然后读出数据,看两者是否相同，再从地址0开始写入有规律的数据，如全0或全1，还有0与1间隔如0x55，0xaa，，然后读出看与原数据是否相同；（2）参考最小化设计，看看有没有错误;分析时序是否满足；分析PCB布线是否正确；让审图委员会把关；用checklist 核对；检查焊接问题（默认片子坏掉的可能性为0)。

外部扩展接口（XINTF）适于扩展哪些外设芯片？
用于扩展并行的外设芯片，如ADC/DAC/RAM/FIFO/USB等接口，以便用户开发较复杂的应用系统。

针对CY7C1021V33与DSP接口的时序分析结果，考虑硬件电路实现时还受哪些因素影响?
接口处理不当、磁路饱和、天气、湿度等。

《第四章：串行通信接口》
串行通信接口(如RS-232)与并行接口(如XINTF）相比,各有何特点？
串行通信通信距离远,传输嫌少，成本低，但要求数据格式相对固定，传输速度低，通信过程的控制较复杂；接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片
并行时组成一条信息的各位同时传送，其优点在于软件实现简单，传输熟读快，效率高；传输线路多，成本高,用于近距离高速数据传输。

设低速外设时钟LSPCLK的频率为37.5MHz，试根据波特率选择寄存器的取值计算SCI的波特率
设置范围。

当LSPCLK=37.5MHz时，SCI的实际波特率范围是2400—312500，对应的波特率选择寄存器的值BSR为
1952—14。

由SCI模块的波特率计算公式：
波特率= LSPCLK/［（BSR+1）*8]
与RS232串行通信相比，采用RS485/422串行接口有何优点?
传输距离远，传输速率高；采用差分信号传输，提高了抗共模干扰能力。

如果DSP与PC机侧设定的异步通信波特率误差较大，是否还能够保证数据的可靠通信？根据异步串行通信的特点,讨论为什么异步串行通信模式不宜选取很高的波特率?
不能;在通信系统设计时,同一串行网络上的多台设备之间需要设定为相同的波特率,以实现可靠的数据传输。

一条串行通信网络上挂接的各个设备应具有尽可能一致的波特率，以保证数据传输的正确性和可靠性。

实验表明选择的波特率越高,实际的波特率与用户设定的标称值之间的误差随之增大。

通信设备之间的波特率偏差引起数据传输错误,影响系统通信的可靠性。

《第五章:串行外设接口》
假定DSP的低速外设时钟频率为37.5MHz，试从传输距离、通信速率、应用场合等方面讨论sci 接口与spi接口各有什么特点
串行外设接口（SPI）是一种同步串行输入/输出接口，传输速率较高（LSPCLK/4)，适于板级通信串行通信接口（SCI）是一种异步串行接口，通常需经过收发器进行电平转换,通信速率较低，适于长距离通信
与外部接口(xintf）相比采用spi接口扩展外设有何特点
传输速率最高可达37。

5Mbps，信号线少（2－4条），适于板级扩展的外设输入/输出接口，适于板级微处理器间通信。

试着根据max5253芯片的时序要求，分析与spi接口是应如何配置spiclk的时钟模式
SPICTL中的TALK位控制/SPISTE引脚电平；若TALK＝1，使能发送,且移位过程/SPISTE保持低电平.每个数据位在SCLK的上升沿采样并送入DAC的移位寄存器;数据在/CS的上升沿被锁存到MAX5253的输入或DAC 寄存器/CS保持高电平的脉冲宽度必须大于100ns，即两次发送的时间间隔要大于100ns；
与SCI接口相比，SPI接口有何特点？
spi是同步，spi分主从机，通信速率上spi高于sci
与外部扩展接口（XINF）相比， SPI接口有何特点？
串行外设接口（SPI)是一种同步串行输入/输出接口，传输速率最高可达37。

5Mbps，信号线少（2－4条），适于板级扩展的外设输入/输出接口，适于板级微处理器间通信
采用DAC芯片和微处理器产生周期信号波形的方法也称作直接数字合成（DDS)，与采用振荡器产生的波形（如文氏电桥正弦波振荡器）相比,DDS方法有何优缺点?
优点:频率分辨率高，输出频点多，可达2的n次方个频点（N为相位累加器位数)；频率切换速度快，可达us量级；频率切换时相位连续；可以输出宽带正交信号;输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；可以产生任意波形；全数字化实现，便于集成，体积小,重量轻。

缺点: 振荡不稳定，波形不良好，而且振荡频率在较宽的范围内能不方便地连续调节。

《第七章：事件管理器》
设置pwm输出引脚的为有效和低频时，对占空比有什么区别？
在一个技术周期开始时，如果比较值为0,则在整个计数周期内输出为高电平且保持不变，即PMW的占空比为100%；如果下一个计数周期的比较值仍为0，则输出不会被复位为低电平,这样允许产生的占空比从0％～100％变化的无毛刺PMW脉冲.而如果设定的比较值大于周期寄存器中的周期值,则整个定时周期内输出为低电平,即PMW的占空比为0%;如果比较值等于周期寄存器的值，则在一个定标后的时钟周期后，输出保持为高电平。

与线性功率放大器相比，pwm功率放大器有何优点？适用于哪些场合？
优点：功率损耗比较低;②放大器的输出是一串宽度可调的矩形脉冲，除包含有用的控制；
应用:数字音频各种LED模块直流伺服系统扬声器；
《第九章:DSP系统硬件设计基础》
一个dsp最小系统的硬件通常包括哪些部分?
电源、复位电路、时钟电路、外部存储器总线接口电路、仿真器接口电路等部分,缺一不可。

作为控制系统的最小板，需在其外围接入扩展板,以使系统能够实现相应功能,为此，最小板设计扩展板接口，实现DSP与扩展板及其他芯片通信的目的
设计一个基于TMS320F2812的dsp应用系统，系统包括64kw的扩展sram，一路rs—232通信接口，4路12位D/A转换器。

简述数码管动态显示的原理，并与静态显示方法进行比较。

数码管由7个发光二极管组成，行成一个日字形,它门可以共阴极,也可以共阳极。

通过解码电路得到的数码接通相应的发光二极而形成相应的字，这就是它的工作原理.
动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d，e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，
所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

其实动态的就是一个扫描问题,静态不是扫描，是加一个恒定的高电平亮,低电平灭
简述DSP最小系统的组成?最小系统是否具有工程应用价值?
1）DSP芯片；2)时钟电路；3）电源与复位电路； 4）JTAG仿真接口。

价值：DSP最小系统只提供了DSP芯片工作所必需的外围设备电路和仿真解耦。

用户在进行DSP应用系统设计时，可以根据具体的设计要求，在DSP最小系统的基础上扩展所需的外设和接口.
试结合自己选定的DSP系统设计，进行总体方案设计。