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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，2000 DSP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，2001 ,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 Proc
2、essor) 是一种特别适合于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 family Harvard: 数据、代码独立存储空间 数据、代码独立存储总线,1.2 DSPs-
3、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 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
4、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
5、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）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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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 1980 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，ADS
11、P2111, 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,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
12、 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、
13、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
14、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,
15、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 LTDLT、DMOV、APAC MACD LT、DMOV、MPY、APAC RPTK重复执行,TMS320系列部分芯片介绍,TMS320C2xx C28X系列 处理能力强（32bit
16、），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3.3V 12bit/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 3.3V） -Flash 编程电压为3.3V 2）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
17、 -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ROM 5）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,TMS320F2812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
18、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,C281x Block Diagram,32x32 bit Multiplier,Se
19、ctored Flash,A(18-0),D(15-0),Program Bus,Data Bus,RAM,Boot ROM,22,32-bit Auxiliary Registers,3 32 bit Timers,Realtime JTAG,CPU,Register Bus,R-M-W Atomic ALU,PIE Interrupt Manager,32,32,32,Event Manager A,Event Manager B,12-bit ADC,Watchdog,McBSP,CAN2.0B,SCI-A,SCI-B,SPI,GPIO,C28x CPU Core,32-bit 定点DS
20、P 32 x 32 bit MAC 2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-bit Auxiliary Registers,3 32 bit Timers,Realtime JTAG,CPU,Register Bus,R-M-W Atomic ALU,Program Bus,PIE Interrupt Manager,32x32 bit Multiplier,C28x Internal Bus Structure,Data-write Address Bus (32)
21、,Program Address Bus (22),Execution,R-M-W Atomic ALU,Real-Time Emulation & Test Engine,Program-read Data Bus (32),JTAG,Program,Decoder,PC,XAR0 to XAR7,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 Bu
22、s (32),Memory,Data (4G * 16),Program (4M* 16),Standard Peripherals External Interfaces,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
23、),AH.MSB AH.LSB,AL.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 LSB from 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 Access same address,F1: 取指令地址 F2: 取指令内容 D1: 32/16判
24、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: 写内容回存储单元,H,TMS320F2812 Memory Map,128-Bit Password,0x3D 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：0x00 0AE0 0x00 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
25、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 非屏蔽中断/软立即执行,C28x / C24x Modes,C2xLP Mode 1 1 C28x Mode 1 0 C27X (default) 0 0 Reserved 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
26、C2xLP,-v28,-v28 -m20,-v27,Reset Bootloader,XMPNMC=0 (microcomputer mode),第三部分：C2000 Interrupt,C28x 中断源,C28x CORE,2个不可屏蔽中断 /RS NMI 14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,
27、Notes: F2810 XMPNMC tied low internal to device XMPNMC refers to input signal MP/MC is status bit in XINTFCNF2 register XMPNMC 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),0x3F 7FF6,0x3D 7800,0x
28、3D 8000,0x3F 8000,0x3F F000,0x3F FFC0,Boot ROM (4K),BROM vector (32),0x3F FC00,Boot Code,RESET,Execution Entry Point Determined By GPIO Pins,Bootloading Routines (SPI, SCI-A, Parallel Load),0x3F FC00,C28X 中断源,EV and Non-EV Peripherals (EV, ADC, SPI, SCI, McBSP, CAN),内部中断源,外部中断源,PIE (Peripheral Inter
29、rupt Expansion),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 = 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
30、= 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,复位时默认中断向量表,Memory,0,BROM Vectors 64 W,0x3F FFC0,0x3F FFFF,PIE Vectors 256 W,0x00 0D00,02 04 06 08 0A 0C 0E 10 12 14 16 18 1A 1C 1E 20 22 24 26 28-3E,5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
31、 18 19,Int 1 Int 2 Int 3 Int 4 Int 5 Int 6 Int 7 Int 8 Int 9 Int 10 Int 11 Int 12 Int 13 Int 14,Default Vector Table Remapped when ENPIE = 1,PIE Vector Mapping (ENPIE = 1),CPU vectors are remapped to 0x00 0D00 in Data space,PIE vector space - 0x00 0D00 256 Word memory in Data space,RESET and INT1-IN
32、T12 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,PDPINTB,PDPINTA,INT2,T1OFINT,T1UFINT,T1CINT,T1PINT,CMP3INT,CMP2INT,CMP1INT,INT3,CAPINT3,CAPINT2,CAPINT1,T2OFINT,T2UFINT,T2CINT,T2PI
33、NT,INT4,T3OFINT,T3UFINT,T3CINT,T3PINT,CMP6INT,CMP5INT,CMP4INT,INT5,CAPINT6,CAPINT5,CAPINT4,T4OFINT,T4UFINT,T4CINT,T4PINT,INT6,MXINT,MRINT,SPITXINTA,SPIRXINTA,INT7,INT8,INT9,SCITXINTB,SCIRXINTB,SCITXINTA,SCIRXINTA,INT10,INT11,INT12,ECAN0INT,ECAN1INT,Device Vector Mapping -Summary,PIE Vector Table 256
34、 Word RAM 0x00 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 bits 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,reserve
35、d,reserved,数据 | 程序,0x00 0000,0x00 0400,0x00 0800,0x00 0D00,0x00 1000,0x00 6000,0x00 7000,0x00 8000,0x00 9000,0x00 A000,0x3D 7800,0x3D 8000,0x3F 8000,0x3F A000,0x3F F000,0x3F FFC0,0x3F C000,0x18 0000,0x10 0000,0x08 0000,0x00 4000,0x00 2000,数据 | 程序,128-Bit Password,0x3D 7C00,TMS320F2812片内ROM MAP,程序数据空
36、间,C28x 初始化引导汇编程序,Init Boot,RESET,初始化器件: OBJMODE = 1 AMODE = 0 M0M1MAP = 1 DP = 0 OVM = 0 SPM = 0 SP = 0x00 0400,Dummy Read CSM passwords,Call BootModeSelect,ExitBoot,Flash 的启动顺序,H0 SARAM (8K),0x3F 7FF6,0x3D 8000,0x3F 8000,0x3F F000,0x3F FFC0,Boot ROM (4K),BROM vector (32),0x3F FC00,Boot Code,RESET,0
37、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 & Program 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
38、、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 0xFFFF): 对PWL进行一次读写，使得器件工作在非锁定模式,volatile int *CSM=0x000AE0； volatile int *PWL=0x3F7FF8； volatile int tmp; Int I;
39、/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: 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GPIOB 3: DSP
40、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,C28x SPI,Serial EEPROM DIN DOUT CLK /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,第五部分：F2812事件管理器（EVA/B）,事件管理器功能框图 (EVA),Capture Units,Outpu
41、t 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 Timer Counter,TxCMPR . 15 - 0,GPTCONA,TxCNT . 15 - 0,Output Logic,TxPR . 15 - 0,External （1/4）,Internal (HSPCLK),TxPWM_ TxCMP,Note: x = 1 or 2,
42、QEP,GP 连续增计数模式,This example: TxCON.3-2 = 00 (下溢时 TxCMPR重载) TxPR = 3 TxCMPR = 1 (initially) Prescale = 1,0,3,0,1,2,3,1,CPUCLK,TxCNT Reg.,3,0,CPU writes a 2 to compare reg. buffer anytime here,TxCMPR=2,TxPWM/TxCMP (active high),(Used for Asymmetric PWM Waveforms),GP 连续增/减计数模式,CPUCLK,0,1,2,3,TxCNT Reg.
43、,2,1,0,1,2,0,3,2,1,TxPWM/TxCMP (active high),This example: TxCON.3-2 = 01 (=00/PR.reg) TxPR = 3 TxCMPR = 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 (act
44、ive low),T,2T,T,T,TxCON.3-2= 00 PR=Comp1,GP 定时器寄存器,EXTCONA 0x007409 / EXTCONB 0x007509 ;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
45、/ TDIRA,/,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0 PAM（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,P
46、WM approx. of desired signal,DC Supply,Desired signal to motor 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 (active high),Interrupts,功率器件,三相