第6章DSP片内外设

STM #20h,TCR
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。 DSP技术讲义，2007，陈军波©电子信息工程学院
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）
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

结构和特点（P169)

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工作过程（教材P171）



缓冲寄存器 移位寄存器 串并转换 CPU的读写 工作方式：2种
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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： 定时周期 = TCLK×(TTDDR+1)×(TPRD+1)
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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 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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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。
中断到 CPU DMA DSP技术讲义， 2007，陈军波©同步事件到 电子信息工程学院
(1) 外部引脚 DX： 串行数据发送引脚； DR： 串行数据接收引脚； CLKX： 发送时钟引脚； CLKR： 接收时钟引脚； FSX： 发送帧同步引脚； FSR： 接收帧同步引脚； CLKS： 外部提供的采样时钟引脚。 McBSP通过DX和DR引脚与外部设备进行数据 通信，时钟和帧同步等控制信息的传输通过CLKX 、CLKR、FSX和FSR引脚来实现。
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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 加载初值：TDDR和PRD
送，同时允许程控串口通信的时钟频率。
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何为缓冲串口？ 所谓缓冲串口，实际上是在标准串口的基础上增加了
一个2K的自动缓冲单元，叫ABU。每次串口发送数据时,硬 件自动将发送缓冲中的数据送出；在接收数据时，硬件自 动将收到的数据写入接收缓存。 缓冲串口的工作方式：
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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。
15 ~ 12 11 10 9~6 5 4 3~0
TCR 0026h
保留
Soft
Free
PSC
TRB
TSS
TDDR
保留位
软件调试控制位
预定标 计数器
复位
停止/ 启动
初值
2) 地址寄存器自动增加，直至缓冲区的底部，然后 地址寄存器内容恢复到缓冲存储区顶部。
3)
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▼TDM串口
时分复用串口

将时间分为相等的间隔，每个间隔表示一个通道 也可配置为标准工作模式 了解（P176)
教学要求：

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BNMINT 串口控 制逻辑 中断 控制 BRINT 中断 逻辑
BCLKR BFSR
BDRR
BSPC
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2. 控制寄存器BSPC(P170)
BSPC用于控制串行口的操作。
15 BSPCH Free 仿真 控制 13 12 11 10 9 RSRFUL XSREMPT Soft XRDY RRDY IN1 L Y 仿真 接收移位 发送移位 发送 接收 发送 控制 寄存器 寄存器 准备 准备 时钟 满 空 好 好 状态 14 8 IN0 接收 时钟 状态
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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
TINT中断频率为 Foutclk/(999+1)=40MHz/1000=40kHz ;重新装入TIM和PSC，然后 启动计数器(TSS=0,TRB=1)
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McBSP结构(P178)
DR DX RSR XSR RBR 扩展 压缩 DRR DXR
CLKX CLKR FSX FSR CLKS 多通道选择 时钟和帧同步 信号发生及控 制
SPCR RCR XCR SRGR PCR MCR RCER XCER RINT XINT REVT XEVT REVTA XEVTA 16 位 外 设 总 线
▼McBSP多通道缓冲串行口
’C54x的多通道缓冲串行口McBSP是在缓冲串行口的 基础上发展起来的。在外部通道选择电路的控制下，采用 分时方式实现多路缓冲串行通信。 McBSP串行口可以与其他’C54x器件、编程器或其他 串口器件通信。 McBSP的功能包括(P177) ● 全双工通信； ● 双缓冲的发送和三缓冲接收数据存储器，支持连续的 数据流传送； ● 独立的接收、发送帧和时钟信号； ● 可直接与工业标准的编码器、模拟界面芯片(AICs)、 其他串行A/D、D/A器件连接并通信;


缓冲区使用方式： 循环寻址
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以VC542为例，与BSP串口有关的存储器映射寄存器共有6个。
地址 0x22 0x23 0x38 0x39 0x3A 0x3B
寄存器符号 BSPC BSPCE AXR BKX ARR BKR
功能 16位串口控制寄存器 16位串口扩展控制寄存器 11位发送缓冲区地址寄存器 11位发送缓冲区大小寄存器 11位接收缓冲区地址寄存器 11位接收缓冲区大小寄存器
1）非缓冲方式 2）自动缓冲方式
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非缓冲方式：

串口工作和标准SP相同，不使用缓冲区；
自动缓冲方式：

不需每传送一个字就发一次中断，而是每通过一次缓冲器的 半边界，才产生中断至CPU，从而减少频繁中断对CPU的影响。 发送和接受缓冲最大的长度为2K，对C542而言，这2K的缓冲 区在0800h~0FFFh之间。缓冲区的长度和起始地址是用户可 编程的，但必须遵守一定的规范。
1）查询方式收发:查询串口寄存器SPC中的发送和接收完成 位：XRDY,RRDY 2）中断方式收发: 收发中断信号是否有效
串口操作编程：教材P172

1）串口初始化 2）串口中断服务程序
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▼BSP缓冲串口
DSP的缓冲串行接口（BSP）能与串行设备， 如编/译码器、串行A/D和D/A转换器等直接通 信。缓冲串口支持8,10,12或16位数据单元的发
片内外设

定时器、串口、主机接口、通用IO等 通过访问片内外设寄存器来实现控制
访问方式

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
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
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▼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
7
BSPCL RRST 接收 复位
6
XRST 发送 复位
5
TXM 发送 模式
4
MCM 时钟 选择模式
3
FSM 帧 同步 模式
2
FO 数据 格式
1
DLB 数据 回送 模式
0
Res 保留
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2. BSP的控制寄存器BSPCE
BSPCE寄存器包含控制位和状态位，用于控制 BSP和ABU的增强功能。寄存器的低10位用于增强 特性控制，高6位用于ABU控制。
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定时器初始化步骤如下：
① TCR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。
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。
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1. BSP结构
TMS320C54x内存界面 16 11 自动缓冲单元ABU 控制 XRDY RRDY BXINT BMINT BRINT
BCLKX BFSX
BDXR
BSPCE BXINT TMS320C54x CPU界面
BDX BDR
BXSR BRSR
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 1 1 SRESET TRB
初值 PRD 计数器 TIM
初值 TDDR 预定标计数器 PSC
&
CLKOUT TSS
借位
借位
主定时模块
预定标模块
TINT 1 TOUT
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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 ，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。
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。
15~10 BSPCE ABU控制 9 8 7 6 5 4~0
PCM
FIG
FE
CLKP
FSP
CLKDV
AΒιβλιοθήκη BaiduU 控制位
脉冲编码 帧同步信 扩展 时钟极性 帧同步极 发送时钟 模式位 号选择位 格式位 设置位 性设置位 分频因数
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BSP自动缓冲过程
1) ABU完成对缓冲存储器的存取；