本科獲獎(jiǎng)畢業(yè)論文-基于DSP的電機(jī)控制

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目：基于DSP的電機(jī)控制系 別：電子信息科學(xué)系專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 2005年 6 月 12 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論

2、文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、 保密 ，在_年解密后適用本授權(quán)書(shū)。2、 不保密。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 2005年6月12日 導(dǎo)師簽名： 2005年6月13日 摘 要本文設(shè)計(jì)了基于DSP的電機(jī)PWM控制器。DSP控制器由TMS320LF2407A和H橋電路組成，TMS320LF2407A完成PWM的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速的CAP捕捉以及參數(shù)的顯示，H橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。與傳統(tǒng)的控制器相比較，該控制器具有靈活性好，可控制性高的特性?；贒SP的電機(jī)控制已運(yùn)用在工業(yè)控制方面，

3、效果好。本文主要完成以下的要求：1. 研究DSP2000的內(nèi)置PWM調(diào)制電路；2. 編制DSP軟件控制程序；3. 搭建硬件電路；4. 完成PWM的輸出控制。關(guān)鍵詞：DSP；PWM；H橋電路；捕捉單元CAPAbstractThe paper has designed a PWM controller for electromotor based on DSP. The DSP controller is made up of TMS320LF2407A and H-bridge. TMS320LF2407A accomplish the PWM producing, adjusting and

4、the CAP catching of rotate speed and the showing of parameter. The H-bridge realizes the drive of the electromotor load. Comparing with traditional controller, it has the characteristic with good agility and controlled easily. The electromotor controlling based on DSP has been exercised on industry

5、control, and has got a good effect. The paper has accomplished the need as follows mostly:1. Studying the inner PWM modulate circuit of DSP2000;2. Programming the DSP software control program;3. Building the hardware circuit;4. Accomplish the output control of PWM. Keywords: DSP；PWM；H bridge；circuit

6、；Catch cell CAP. 目 錄第一章 概 述11.1 引言11.2 本文的工作2第二章 TMS320LF240x芯片介紹及其實(shí)時(shí)模式32.1 TMS320系列DSP概況32.2 TMS320LF240x 芯片概況32.2 TMS320LF240x 內(nèi)部資源52.2.1 CPU結(jié)構(gòu)62.2.2 DSP內(nèi)部地址和數(shù)據(jù)總線72.2.3存儲(chǔ)器和I/O空間82.2.4 中斷92.3實(shí)時(shí)模式的概念及特點(diǎn)9第三章 TMS320LF240X 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹133.1 TMS320LF2407 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)133.1.1以TMS320LF2407為核心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖133.1.2 試驗(yàn)箱資源配置133.2

7、CCS使用簡(jiǎn)單介紹17第四章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)184.1 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)194.2參數(shù)的輸入194.3 H橋電路194.4 顯示器件20第五章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)215.1 DSP程序設(shè)計(jì)215.1.1 PWM單元245.1.2 CAP單元305.1.3 按鍵輸入325.1.4 LCD顯示345.2 H橋電路設(shè)計(jì)38第六章 系統(tǒng)測(cè)試406.1 PWM406.2 負(fù)載反饋426.3 整體測(cè)試436.4 測(cè)試總結(jié)44致謝45參考文獻(xiàn)46附錄(DSP軟件設(shè)計(jì)源代碼)47湖北汽車工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 概 述1.1 引言交流傳動(dòng)與脈寬功率控制技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，這是和電力電子器件制造

8、技術(shù)、交流控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān)的。PWM控制技術(shù)一直是脈寬功率控制技術(shù)的核心技術(shù)之一。從最初的采用模擬電路完成三角調(diào)制波和參考正弦波比較，產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制SPWM信號(hào)以控制功率器件的開(kāi)關(guān)，到目前的采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實(shí)時(shí)在線PWM信號(hào)輸出，PWM控制技術(shù)一直是人們研究的熱點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的迅速發(fā)展，適合開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源控制需要的集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器控制芯片應(yīng)運(yùn)而生，這就是脈沖寬度調(diào)制（PWM）器件。目前已形成了可適合各種開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源類型的集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器系列，而且功能越來(lái)越完善，性能越來(lái)越好，反之外接元件卻越來(lái)越少。PWM器件的出現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的性能提高

9、起到了至關(guān)重要的作用，PWM器件己成為專用集成電路中的重要組成部分和獨(dú)立的類別，并且具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前途。DSP（digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的數(shù)字芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。與單片機(jī)相比，DSP器件具有較高的集成度。DS

10、P具有更快的CPU，更大容量的存儲(chǔ)器，內(nèi)置有波特率發(fā)生器和FIFO緩沖器。提供高速、同步串口和標(biāo)準(zhǔn)異步串口。有的片內(nèi)集成了A/D和采樣/保持電路，可提供PWM輸出。DSP器件采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時(shí)存取程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強(qiáng)的多級(jí)流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。DSP器件比16位單片機(jī)單指令執(zhí)行時(shí)間快810倍，完成一次乘加運(yùn)算快1630倍。DSP器件還提供了高度專業(yè)化的指令集，提高了FFT快速傅里葉變換和濾波器的運(yùn)算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先進(jìn)的開(kāi)發(fā)手段，批量生產(chǎn)測(cè)試更方便，開(kāi)發(fā)工具可實(shí)現(xiàn)全空間透明仿真，不占用用戶

11、任何資源。軟件配有匯編/鏈接C編譯器、C源碼調(diào)試器。傳統(tǒng)中PWM波形一般由專門(mén)的PWM器件提供。用PWM器件所產(chǎn)生的波形速度快，波形準(zhǔn)確，由于高度集成化，所以價(jià)格比較便宜。但是，其抗干擾差，不便于調(diào)整。DSP有良好的抗干擾能力，片內(nèi)集成了PWM波形輸出，CAP捕捉單元，A/D和采樣/保持電路，具有很大的靈活性，方便調(diào)節(jié)，而且DSP有很強(qiáng)的計(jì)算能力，可以隨著外部數(shù)據(jù)的變化而改變PWM波形的參數(shù)，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能.與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式相比，DSP產(chǎn)生的PWM更加靈活，準(zhǔn)確性高，使用更加方便，節(jié)約了成本，增加了系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。隨著DSP芯片價(jià)格的下降，DSP技術(shù)的不斷完善，DSP將會(huì)有更大的發(fā)展前

12、景。1.2 本文的工作高性能的數(shù)字信號(hào)處理DSP技術(shù)、集成了功率電路和驅(qū)動(dòng)電路的智能功率模塊IPM 以及驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)的無(wú)速度傳感器轉(zhuǎn)速辨識(shí)技術(shù)正在越來(lái)越多地應(yīng)用于脈寬功率控制調(diào)速控制系統(tǒng)中。為此，本文圍繞著這幾個(gè)方面的研究設(shè)計(jì)了一套基于TMS320F240的PWM脈寬功率控制調(diào)速控制裝置，并重點(diǎn)作了以下幾個(gè)方面的工作:(1)設(shè)計(jì)了一套基于TMS320F240的小功率PWM脈寬功率控制調(diào)速控制裝置。功率主電路由H整流橋、智能功率模塊及控制電源模塊組成:DSP控制系統(tǒng)具有通用的系統(tǒng)初始化、轉(zhuǎn)速柔性設(shè)定、PWM波形生成及CAP捕捉等程序模塊，各程序模塊具有用戶調(diào)用接口以便于組合。(2)在ICETEK

13、-5100PP仿真開(kāi)發(fā)器的基礎(chǔ)上借助JTAG端口實(shí)現(xiàn)了DSP開(kāi)發(fā)環(huán)境Code Composer為用戶應(yīng)用系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)模式(Real-time Mode)仿真開(kāi)發(fā)功能，并將其應(yīng)用到本文控制軟件的開(kāi)發(fā)調(diào)試當(dāng)中。(3)運(yùn)用DSP控制液晶顯示，將控制參數(shù)及反饋參數(shù)顯示出來(lái)，并達(dá)到即時(shí)更新的功能。第二章 TMS320LF240x芯片介紹及其實(shí)時(shí)模式2.1 TMS320系列DSP概況TMS320系列DSP的體系結(jié)構(gòu)專為實(shí)時(shí)信號(hào)處理而設(shè)計(jì)，該系列DSP控制器將實(shí)時(shí)處理能力和控制器外設(shè)功能集于一身，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個(gè)理想的解決方案。TMS320系列的特性：l 靈活的指令集；l 內(nèi)部操作靈活性；l 高速

14、的運(yùn)算能力；l 改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu)；l 有效的成本。TMS320系列處理器主要分為三種：1.定點(diǎn)DSP芯片。它的數(shù)據(jù)是以定點(diǎn)格式工作的。如TMS320C1x，TMS320C 2x/C2xx，TMS320C5x，TMS320C54x，TMS320C62x等幾代產(chǎn)品。2.浮點(diǎn)DSP芯片。它的數(shù)據(jù)是以浮點(diǎn)格式工作的。如TMS320C3x，TMS320C 4x，TMS320C67x等。3.多處理器DSP芯片。它內(nèi)部集成了多個(gè)DSP芯片以獲得更好的性能。如TM S320C8x。TMS320系列的分類如圖2.1所示。2.2 TMS320LF240x 芯片概況在TMS320系列DSP的基礎(chǔ)上，TMS320LF2

15、40x有以下一些特點(diǎn)：l 高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，3.3V電源，低功耗；l 30MIPS指令執(zhí)行速度，指令周期33ns（30MHz）；l CPU內(nèi)含32位CALU、32位累加器、16位*16位硬件乘法器、8個(gè)16位輔助寄存器等；l 4級(jí)流水線、8級(jí)硬件堆棧、5個(gè)外部中斷；l 片內(nèi)32K字Flash程序存儲(chǔ)器、 544字DARAM、2K字SARAM等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖2.1 TMS320系列的分類圖器，還可外部擴(kuò)展；l 4個(gè)16位通用定時(shí)器，可用于Timer、Compare、Capture等；l 16路10位A/D轉(zhuǎn)換器，單、雙排序器，500ns/次；l 12路PWM（Pulse Width Modul

16、ation），死區(qū)調(diào)節(jié)，可同時(shí)控制兩臺(tái)電機(jī)，或D/A轉(zhuǎn)換等；l 2路QEP(Quadrature Encode Pulse)電路，作為光電編碼器輸入，進(jìn)行速度、位置控制等；l 個(gè)SCI(Serial Communications Interface)是異步串行通信；l 個(gè)16位SPI(Serial Peripheral Interface)是同步串行通信；l 個(gè)CAN(Controller Area Network)2.0模塊，如用于抗干擾要求高的如：汽車內(nèi)部控制和通信（CAN-BUS）；l 1個(gè)WD(Watchdog),1個(gè)PLL(Phase Lock Loop)；l 40個(gè)可編程或復(fù)用的I

17、/O口等。TMS320C54x DSP芯片的總體結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 TMS320LF240x DSP芯片的總體結(jié)構(gòu)一個(gè)相對(duì)完備的DSP系統(tǒng)框圖如圖2.3所示。圖2.3 相對(duì)完備的DSP系統(tǒng)框圖2.2 TMS320LF240x 內(nèi)部資源TMS320LF240x主要有3個(gè)主要組成部分：中央處理器（CPU），存儲(chǔ)器，片內(nèi)外設(shè)。TMS320LF240x內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4所示。圖2.4 TMS320LF240x內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖2.2.1 CPU結(jié)構(gòu)TMS320LF240x的CPU含有：l 32位中央算術(shù)邏輯單元(CALU);l 32位的累加器(ACC);l 用于CALU的輸入與輸出數(shù)據(jù)比較移位

18、器；l 16位X 16位的乘法器（MUL）；l 乘積比較移位器；l 地址產(chǎn)生邏輯。2.2.2 DSP內(nèi)部地址和數(shù)據(jù)總線TMS320LF240x器件內(nèi)部有6條16位總線。PAB（程序地址總線）：提供讀，寫(xiě)程序存儲(chǔ)器的地址。DRAB（數(shù)據(jù)讀地址總線）：提供讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。 DWAB（數(shù)據(jù)寫(xiě)地址總線）：提供寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。PDRB（程序讀總線）：將指令代碼，立即操作數(shù)和表信息從程序存儲(chǔ)器傳送到CPU。DRDB（數(shù)據(jù)讀總線）：將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送到中央算術(shù)邏輯單元（CALU）和輔助存儲(chǔ)器算術(shù)單元（ARAU）。DWEB（數(shù)據(jù)寫(xiě)總線）：將數(shù)據(jù)寫(xiě)入程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。TMS320LF240x總

19、線框圖如圖2.5所示。圖2.5 TMS320LF240x總線框圖2.2.3存儲(chǔ)器和I/O空間TMS320LF240x系列DSP的地址映象被組織為3個(gè)可獨(dú)立選擇的空間：程序存儲(chǔ)器（64K字）；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（64K字）；輸入/輸出（I/O）空間（64K字）。這些空間提供了192K字的地址范圍。程序存儲(chǔ)器空間用于保存程序代碼以及數(shù)據(jù)表信息和常量。程序存儲(chǔ)器空間的尋址范圍為64K，這包括片內(nèi)DARAM和片內(nèi)FLASH EEPROM/ROM。當(dāng)訪問(wèn)片外程序地址空間時(shí)，DSP自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)訪問(wèn)外部程序地址空間的信號(hào)PS。LF2407的存儲(chǔ)器映射圖如圖2.6所示。圖2.6 TMS320LF240x的程序存儲(chǔ)器映

20、射圖有2個(gè)因素決定程序存儲(chǔ)器的配置:CNF位。CNF為0時(shí)BO塊被映射為片外程序空間；CNF為1時(shí)BO塊被映射為片內(nèi)程序空間。MP/MC引腳。MP/MC引腳為0時(shí)器件被配置為為控制器方式，片內(nèi)ROM或FLASH可以被訪問(wèn)，器件從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器中讀取復(fù)位向量；MP/MC為1時(shí)，器件被配置為微處理器方式，器件從外部程序存儲(chǔ)器中讀取復(fù)位向量。無(wú)論MP/MC為何值，TMS320LF240x系列的DSP都是從程序存儲(chǔ)器的0000H單元讀取復(fù)位向量。只有有外部程序存儲(chǔ)器接口額器件才有MP/MC引腳。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的尋址范圍高達(dá)64K字。每個(gè)器件都有3個(gè)片內(nèi)DARAM塊：B0,B1和B2。BO既可配置為數(shù)據(jù)

21、存儲(chǔ)器，也可以配置為程序存儲(chǔ)器；B1和B2只能配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器可以采用2中尋址方式：直接尋址和間接尋址。CNF位決定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的配置：CNF為0時(shí)B0塊被映射為片外程序空間；CNF為1時(shí)B0塊被映射為片內(nèi)程序空間。復(fù)位時(shí)B0塊被配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 LF2407的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映射圖如圖2.7所示。2.2.4 中斷TMS320LF240x DSP支持硬件和軟件軟件中斷。硬件中斷INT1-INT6，NMI，TRAP和 /RS 一起提供一個(gè)非常靈活的中斷結(jié)構(gòu)。軟件中斷通過(guò)使用軟件指令可以很方便地訪問(wèn)中斷向量。TMS320LF240x 外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊框圖如圖2.8所示。 2.3實(shí)時(shí)模式的概念及

22、特點(diǎn)在實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中，由DSP實(shí)現(xiàn)的算法一般都要求滿足實(shí)時(shí)性的要求。而傳統(tǒng)的調(diào)試方法都是通過(guò)在目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序中插入斷點(diǎn)來(lái)中斷目標(biāo)應(yīng)用程序才能與目標(biāo)機(jī)交換數(shù)據(jù)，因此得不到目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序在高速運(yùn)行時(shí)的全部信息。Code Composer的實(shí)時(shí)分析和數(shù)據(jù)可視化功能是建立在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)軟件DSPBIOS和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換技術(shù)RTDX的基礎(chǔ)上的。DSPBIOS可以看作是一個(gè)準(zhǔn)實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)(支持TI DSP的各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)文件都是以DSPBIOS作為底層軟件的)，它能夠?qū)崟r(shí)獲取目標(biāo)信息并上傳給主機(jī)，對(duì)目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。在目標(biāo)機(jī)上，DSPBIOS以API調(diào)用的形式被應(yīng)用程序使用，僅僅占用不到1K字

23、的程序存儲(chǔ)空間和不到1NIIPS的處理運(yùn)行時(shí)間，對(duì)應(yīng)用程序運(yùn)行的影響很小。圖2.7 TMS320LF240x的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映射圖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換RTDX技術(shù)使用DSP的內(nèi)部仿真邏輯:AG接口交換數(shù)據(jù)，它不占用DSP的系統(tǒng)總線、串口等I/O資源。所以數(shù)據(jù)交換可以在目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序的背景下進(jìn)行，對(duì)DSP系統(tǒng)影響很小。通過(guò)RTDX可以使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者在不影響目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序執(zhí)行的情況下在主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)，并且在主機(jī)上可以使用任何OLE (Object Linking and Embedding )自動(dòng)化客戶進(jìn)行數(shù)值分析或可視化分析，其數(shù)據(jù)流如圖2.9所示。圖2.8 TMS320LF240x 外設(shè)中斷擴(kuò)展模

24、塊圖2.9 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換RTDX數(shù)據(jù)流圖如圖2.9所示，RTDX包括主機(jī)組件和目標(biāo)機(jī)組件。在目標(biāo)機(jī)用戶接口中定義了向主機(jī)RTDX庫(kù)寫(xiě)數(shù)據(jù)和從主機(jī)RTDX庫(kù)讀數(shù)據(jù)的函數(shù);主機(jī)OLE接口定義了從OLE自動(dòng)化客戶經(jīng)主機(jī)RTDX庫(kù)向目標(biāo)機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)和從目標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)的函數(shù)。由于這種數(shù)據(jù)傳輸方式是利用基于邊界掃描的仿真技術(shù)在主機(jī)平臺(tái)和目標(biāo)機(jī)之間交換數(shù)據(jù)的，因此所有數(shù)據(jù)的交換都是在不中斷目標(biāo)機(jī)應(yīng)用程序運(yùn)行的前提下實(shí)時(shí)傳送的。在主VL上提供的是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的OLE API，因而可以使用符合該標(biāo)準(zhǔn)的第三方可視化軟件如VB, VC等獲得目標(biāo)機(jī)的數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析處理。Code Composer支持利用調(diào)試器(deb

25、ugger)在主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間通過(guò)JTAG口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此，實(shí)時(shí)模式仿真為用戶提供了一種簡(jiǎn)單方便、成本低廉的實(shí)時(shí)訪問(wèn)DSP內(nèi)核的通道，而省去了傳統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)器系統(tǒng)實(shí)時(shí)訪問(wèn)處理器所必需的昂貴電纜線和專用電路芯片。實(shí)時(shí)模式允許用戶編譯與非屏蔽中斷相關(guān)聯(lián)的程序代碼;允許CPU在斷點(diǎn)事件處懸掛后臺(tái)程序執(zhí)行的同時(shí)，繼續(xù)中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。在該模式下，用戶可在多個(gè)位置延緩程序的執(zhí)行，從而在一個(gè)內(nèi)部中斷暫停時(shí)，程序仍可響應(yīng)其它中斷服務(wù)。在實(shí)時(shí)模式下，程序可以提供以下幾種功能:1.系統(tǒng)復(fù)位的探測(cè)。2.提供在CPU工作時(shí)訪問(wèn)內(nèi)部、外部存儲(chǔ)器的通道。3.提供在CPU工作時(shí)訪問(wèn)CPU、外部寄存器的通道。4.在響應(yīng)

26、中斷服務(wù)程序的同時(shí)控制后臺(tái)程序代碼的執(zhí)行。在實(shí)時(shí)模式下，可被用戶編程控制的程序執(zhí)行狀態(tài)有:1.暫停編譯狀態(tài)(Debug-halt State):該狀態(tài)可通過(guò)中斷事件或主機(jī)請(qǐng)求來(lái)控制。仿真器在該狀態(tài)下，中斷服務(wù)仍繼續(xù)執(zhí)行。2.單指令狀態(tài)(Single-instruction State):對(duì)應(yīng)該狀態(tài)的是RUN 1或STEP 1用戶指令。此時(shí)仿真器執(zhí)行由程序指針PC所指的單指令，然后回到暫停編譯(Debug-halt)狀態(tài)。若在該狀態(tài)下有中斷產(chǎn)生，則由控制單指令狀態(tài)所用指令來(lái)決定是否響應(yīng)此中斷.若用戶使用的是指令RUN 1，則仿真器響應(yīng)該中斷;若用戶使用的是指令STEP 1，中斷不被響應(yīng)。3.運(yùn)行

27、狀態(tài)(Run State):對(duì)應(yīng)該狀態(tài)的控制指令為RUN。在該指令下，程序一直執(zhí)行直到有編譯指令或事件使仿真器為暫停調(diào)試狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)下，所有的中斷都可被響應(yīng).編譯事件的優(yōu)先級(jí)高于中斷;但當(dāng)中斷處理先于編譯事件時(shí)，則只能在中斷服務(wù)程序開(kāi)始執(zhí)行后響應(yīng)編譯事件。TI公司C2aoc仿真器不支持單指令狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)之間的直接轉(zhuǎn)換。在暫停編譯狀態(tài)及運(yùn)行狀態(tài)下，用戶可在編譯主機(jī)的軟件調(diào)試窗口中觀察CPU寄存器和存儲(chǔ)器的內(nèi)容;而在單指令狀態(tài)，CPU寄存器和存儲(chǔ)器的內(nèi)容在編譯主機(jī)顯示器中不被更新。第三章 TMS320LF240X 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹3.1 TMS320LF2407 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)3.1.1以TMS320

28、LF2407為核心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 最小系統(tǒng)板，是獨(dú)立的DSP最小系統(tǒng)。 硬件測(cè)試平臺(tái)，是為DSP提供的，盡可能測(cè)試其所有功能的外圍電路。3.1.2 試驗(yàn)箱資源配置3.1.2.1電源管理本實(shí)驗(yàn)箱使用的電源電壓有+1.8V，+3.3V，+5V，12V。1）電源開(kāi)關(guān)：位于實(shí)驗(yàn)箱體的右側(cè)，控制整個(gè)系統(tǒng)的電源，其上的紅燈亮表示系統(tǒng)已上電。2）步進(jìn)電機(jī)電源開(kāi)關(guān)SW301：控制步進(jìn)電機(jī)模塊部分的電源。注意在不做步進(jìn)電機(jī)模塊實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好將此開(kāi)關(guān)打向OFF。3）直流電機(jī)電源開(kāi)關(guān)ZLDJ：控制直流電機(jī)模塊部分的電源。注意在不做直流電機(jī)模塊實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好將此開(kāi)關(guān)打向OFF。4）IO輸入輸出方式選擇開(kāi)關(guān)SW601:選擇

29、IO輸出方式。開(kāi)關(guān)撥向上，選擇IO輸出方式一，開(kāi)關(guān)撥向下，選擇IO輸出方式二。5）復(fù)位開(kāi)關(guān)RESET：按下此開(kāi)關(guān)，復(fù)位DSP。6）中斷按鍵：按下此開(kāi)關(guān)可向DSP產(chǎn)生中斷信號(hào)。3.1.2.2 存儲(chǔ)器擴(kuò)展本實(shí)驗(yàn)箱擴(kuò)展了64K*16程序存儲(chǔ)器，64K*16數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，合計(jì)為128K*16的靜態(tài)存儲(chǔ)器。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間大小為64K，外部存儲(chǔ)器從0x8000-0xFFFF有效空間，映射如表3.1所示。表3.1 DSP2407數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的程序存儲(chǔ)空間配置如表3.2所示。 表3.2 DSP2407程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)MP/MC可以在上電復(fù)位時(shí)由MP/MC引腳的電平來(lái)決定，在開(kāi)發(fā)板上JP2就是

30、用來(lái)設(shè)置MP/MC的電平的。3.1.2.3 DSP芯片時(shí)鐘配置本實(shí)驗(yàn)箱采用10M的晶振，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率 = 倍頻系數(shù)10M,如表3.3所示。表3.3 TMS320LF2407實(shí)驗(yàn)板的時(shí)鐘配置CLKMD1CLKMD2CLKMD3時(shí)鐘模式0004 x fin0012 x fin0101.33 x fin0111 x fin1000.8 x fin1010.66 x fin1100.57 x fin1110.5 x fin3.1.2.4試驗(yàn)箱I/O空間分配試驗(yàn)箱I/O空間分配如表3.4所示。 表3.4 I/0空間分配3.2 CCS使用簡(jiǎn)單介紹下面以CCS2000為例，讓大家了解Code Compose

31、r Studio的基本功能。主要包括如下步驟：1、創(chuàng)建工程環(huán)境CCS提供工程文件來(lái)管理應(yīng)用程序，所有有關(guān)的應(yīng)用程序的信息保存在工程文件中。工程文件記錄生成一個(gè)目標(biāo)DSP程序和庫(kù)程序需要的所有文件和運(yùn)行庫(kù)。它也包含了為編譯，匯編，鏈接目標(biāo)代碼而配置的開(kāi)關(guān)參數(shù)。在這部分，你將學(xué)習(xí)到如何創(chuàng)建工程文件，添加源程序文件和庫(kù)文件到工程中，以及編輯源程序文件和編譯連接生成目標(biāo)代碼。1) 創(chuàng)建新工程：執(zhí)行Project-NEW命令，顯示文件選擇對(duì)話框。改變目錄到c:tic2xxmyprojects，輸入“hello”做為工程文件名并保存。2) 添加源程序文件：執(zhí)行“Project-Add Fle to Pro

32、jects” 命令，打開(kāi)添加文件對(duì)話框。反復(fù)使用這個(gè)命令，添加下文件到目錄中（注意修改對(duì)話框下的文件類型）： hello.c(C:tic2xxc2000MONITORhello1)vectors.asm(C:tic2xxc2000MONITORhello1)hello.cmd(C:tic2xxc2000MONITORhello1)rts.lib（路徑：C:tic2xxc2000cgtoolslib）3) 改變工程設(shè)置：執(zhí)行“Project- Options”命令，顯示“Build Options”對(duì)話框。這個(gè)對(duì)話框用于配置編譯，匯編和鏈的開(kāi)關(guān)。a：點(diǎn)擊linker屬性頁(yè)；b：在Autoniti

33、 Model欄選擇Run-time Autoinitialization；c：選擇“確定”修改并保存這個(gè)對(duì)話框。4) 編譯工程：執(zhí)行“Project-Build”命令完成對(duì)工程的編譯。5) 改正源程序的錯(cuò)誤：事實(shí)上，程序在一處語(yǔ)法錯(cuò)誤，此時(shí)可以使用編譯選項(xiàng)定位錯(cuò)誤類型和位置。a：雙擊編譯窗口的第一行紅字，hello.c將自動(dòng)被激活。b：在光標(biāo)所在的上一行加上“；”，改正這個(gè)錯(cuò)誤。c：執(zhí)行“File-Save”保存修改后的程序。d：再次編譯工程，這次，工程將正確的編譯和鏈接。2、基本調(diào)試功能我們將熟悉CCS的一些基本調(diào)試功能，使用斷點(diǎn)和觀察窗口。 1) 選擇File-load Program。2

34、) 選擇View-CPU Registers-CPU Registers，在CCS的右下方將出現(xiàn)CPU寄存器的顯示框。3) 雙擊Project View中的文件hello.c，并選擇Window-Tile Horizontally，以便能看到源代碼和反匯編代碼。4) 把光標(biāo)放到以下行上：puts(hello world!n);5) 按F9，該行前端顯示出紅色光圈。6) 選擇Debug-Run或按F5。7) 程序運(yùn)行到光圈處停止后，按F10單步運(yùn)行，同時(shí)觀察CCS下面的程序運(yùn)行結(jié)果輸出和CPU寄存器中的變化。8) 根據(jù)運(yùn)行結(jié)果輸出和CPU寄存器中的變化來(lái)分析程序運(yùn)行流程第四章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)在脈寬

35、功率控制中，DSP系統(tǒng)先初始化，再根據(jù)按鍵情況，調(diào)整PWM的輸出，用其控制H橋電路。H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，再將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)由DSP測(cè)量。將PWM參數(shù)和測(cè)量的轉(zhuǎn)速送到顯示器件顯示出來(lái)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。參數(shù)輸入DSP 參數(shù) 計(jì)算 PWM波形產(chǎn)生CAP捕捉單元顯示 單元H橋電路負(fù)載參數(shù)顯示圖4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖4.1 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，DSP占主要的地位。DSP根據(jù)預(yù)制的參數(shù)先輸出一組定參的PWM波形。再根據(jù)按鍵的情況改變PWM產(chǎn)生的參數(shù)，從而改變輸出PWM波形的目的，達(dá)到功率控制的目的。同時(shí)，CAP捕捉單元根據(jù)負(fù)載反饋回來(lái)的信號(hào)測(cè)量出負(fù)載的轉(zhuǎn)速。將PWM參數(shù)和CAP捕捉

36、的轉(zhuǎn)速送到顯示器件顯示。隨后重復(fù)掃描按鍵，如此反復(fù)。4.2參數(shù)的輸入由于本系統(tǒng)的參數(shù)輸入較少，因此直接使用開(kāi)關(guān)按鍵，用輪詢的方式掃描。因?yàn)橄到y(tǒng)的即時(shí)性不是很高，使用輪詢方式可以滿足速度的要求，同時(shí)也節(jié)約的硬件資源。4.3 H橋電路PWM式可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由四只全控型功率開(kāi)關(guān)元件及其續(xù)流二極管構(gòu)成，為雙極式。通過(guò)二極管的輪流導(dǎo)通達(dá)到控制負(fù)載功率的作用，可以使負(fù)載在低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下達(dá)到比較好的扭距。H橋電路結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。圖4.2 H橋電路結(jié)構(gòu)圖4.4 顯示器件為了讓用戶更好的了解到PWM參數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)速，我們?cè)O(shè)計(jì)了顯示模塊。顯示方法有2種：LED顯示和LCD顯示。LED顯示：用8個(gè)LED，4個(gè)一

37、組，分別顯示2組參數(shù)，通過(guò)標(biāo)明參數(shù)位置來(lái)區(qū)別2個(gè)參速，達(dá)到識(shí)別的目的。LCD顯示：用一塊128x64的LCD顯示2組參速，同時(shí)顯示參數(shù)的屬性，以達(dá)到識(shí)別的目的。比較：用LED雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不直觀，易弄混淆。雖然LCD顯示運(yùn)算有些復(fù)雜，但是DSP有很強(qiáng)的運(yùn)算能力，足以應(yīng)付LCD所需的數(shù)據(jù)運(yùn)算。故采用LCD顯示方式。第五章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)確定以后根據(jù)各功能塊開(kāi)始進(jìn)行局部的設(shè)計(jì)。按照模塊化的思想，先設(shè)計(jì)出基本框架，再逐一添加，完成所有的設(shè)計(jì)。5.1 DSP程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的核心就是DSP程序的設(shè)計(jì)。DSP所要完成的工作如下：1. 根據(jù)參數(shù)產(chǎn)生PWM。2. 根據(jù)外部控制輸入調(diào)節(jié)PWM的參

38、數(shù)，并輸出。3. 將負(fù)載反饋的信號(hào)送CAP單元捕捉，測(cè)量其轉(zhuǎn)速。4. 將參數(shù)及轉(zhuǎn)速送到LCD顯示。根據(jù)功能要求，需要2個(gè)中斷，設(shè)計(jì)出主程序流程如圖5.1所示。圖5.1 主程序流程當(dāng)系統(tǒng)初始化輸出基本的PWM波形后，DSP開(kāi)始輪詢按鍵。當(dāng)發(fā)現(xiàn)按鍵變化的時(shí)候根據(jù)按鍵狀態(tài)改變PWM發(fā)生器的參數(shù)，從而改變PWM。然后將占空比送LCD顯示，接著繼續(xù)輪詢按鍵。如果按鍵沒(méi)變化就直接返回，重新輪詢。當(dāng)發(fā)生中斷的時(shí)候，就跳到中斷程序，等中斷程序執(zhí)行完成后，返回繼續(xù)執(zhí)行。CAP中斷程序流程如圖5.2所示。圖5.2 CAP中斷程序流程由于DSP是多個(gè)中斷共用一個(gè)中斷申請(qǐng)腳，故當(dāng)發(fā)生CAP中斷時(shí)先判斷是不是CAP中斷

39、。不是就直接返回中斷，如果是CAP中斷就將程序內(nèi)設(shè)置的CAP計(jì)數(shù)器加一，記錄中斷次數(shù)，從而達(dá)到記錄負(fù)載轉(zhuǎn)速的目的。即捕捉負(fù)載每次反饋信號(hào)，以此來(lái)記錄系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。定時(shí)中斷程序流程如圖5.3所示。圖5.3 CAP中斷程序流程設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)速顯示單位是轉(zhuǎn)/每分鐘，因此需要對(duì)CAP捕捉的次數(shù)進(jìn)行處理才能達(dá)到系統(tǒng)要求。因?yàn)橛布癉SP的條件限制，最長(zhǎng)的定時(shí)中斷為1/300秒，故在定時(shí)中斷中設(shè)置中斷次數(shù)寄存器。當(dāng)發(fā)生900次中斷即3秒后，執(zhí)行中斷處理程序，其他情況下直接返回中斷。由于DSP不允許嵌套中斷,故不會(huì)發(fā)生寄存器讀寫(xiě)的錯(cuò)誤。中斷處理程序主要完成以下工作：1) 將CAP計(jì)數(shù)器的值取出，將其轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)/每分

40、鐘，然后送LCD顯示；2) 將CAP計(jì)數(shù)器的值清0，使CAP單元重新開(kāi)始捕捉；3) 中斷次數(shù)寄存器清0，重新開(kāi)始定時(shí)中斷。根據(jù)程序結(jié)構(gòu)圖，分別設(shè)計(jì)程序。5.1.1 PWM單元5.1.1.1 事件管理器模塊簡(jiǎn)介T(mén)MS320LF2407 器件包括兩個(gè)事件管理器模塊EVA 和EVB，每個(gè)事件管理模塊包括通用定時(shí)器（GP）、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。EVA和EVB的定時(shí)器，比較單元以及捕獲單元的功能都相同，只是定時(shí)器和單元的名稱不同。事件管理器A所包含的資源列如表5.1所示。表5.1 事件管理器A所包含的資源事件管理模塊A組件名稱信號(hào)GP定時(shí)器Timer1Timer2T1PWM/T1CM

41、PT2PWM/T2CMP比較單元Compare 1Compare 2Compare 3PWM1/2PWM3/4PWM5/6捕獲單元Capture 1Capture 2Capture 3CAP1CAP2CAP3正交編碼脈沖電路QEPQEP1QEP2QEP1QEP2外部輸入計(jì)數(shù)方向外部時(shí)鐘TDIRATCLKINA事件管理器的使用是通過(guò)一系列的寄存器來(lái)控制的，EVA的起始地址是7400H。這些寄存器大致分為四類：1) 與定時(shí)器有關(guān)的寄存器；2) 比較控制寄存器；3) 捕獲控制寄存器；4) 中斷寄存器。事件管理器中斷事件分為3組事件管理器中斷組A、B、C，每一個(gè)組都有各自不同的中斷標(biāo)志、中斷使能寄存器

42、和和一些外設(shè)事件中斷請(qǐng)求。如表5.2所示給出了EVA模塊的相關(guān)的中斷、中斷優(yōu)先級(jí)和中斷組。每個(gè)中斷組都有一個(gè)中斷標(biāo)志寄存器和相應(yīng)的中斷屏蔽寄存器。如果EVAIMRx(x=A,B,C)相應(yīng)位是0，則EVAIFRx中的中斷標(biāo)志位被屏蔽（即不產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)）。當(dāng)外設(shè)中斷請(qǐng)求信號(hào)被CPU接受時(shí)，PIE控制器將相應(yīng)的外設(shè)中斷向量裝入到外設(shè)中斷向量寄存器（PIVR）中。外設(shè)中斷向量寄存器（PIVR）中的值可以區(qū)分改組哪一個(gè)掛起的中斷具有最高優(yōu)先級(jí)。外設(shè)中斷向量寄存器中的值可以從中斷服務(wù)子程序（ISR）中讀出。當(dāng)事件管理器模塊中產(chǎn)生一個(gè)中斷事件，則其中一個(gè)事件管理器中斷標(biāo)志寄存器的相應(yīng)標(biāo)志位就被置1。如果

43、標(biāo)志位局部未被屏蔽（EVAIMRx中的相應(yīng)位置1），外設(shè)中斷擴(kuò)展控制器（PIE）就產(chǎn)生了一個(gè)外設(shè)中斷請(qǐng)求。當(dāng)中斷請(qǐng)求被CPU接受時(shí)，已置位的中斷標(biāo)志中具有最高優(yōu)先級(jí)的中斷標(biāo)志相應(yīng)的那個(gè)中斷向量被裝載到累加器中。在中斷服務(wù)程序（ISR）中讀取中斷向量，中斷標(biāo)志位必須在中斷服務(wù)程序中用軟件直接向中斷標(biāo)志寄存器中的相應(yīng)位置1來(lái)清除。如果中斷標(biāo)志位未被清除，則以后該中斷就不再產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。表5.2 EVA模塊的相關(guān)的中斷、中斷優(yōu)先級(jí)和中斷組中斷組中斷優(yōu)先級(jí)中斷向量描述/中斷源INTAPDPINTA最高0020h功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷A1CMP1INT20021h比較單元1比較中斷2CMP1INT30022h

44、比較單元2比較中斷CMP1INT40023h比較單元3比較中斷T1PINT50027h通用定時(shí)器1周期中斷T1CINT60028h通用定時(shí)器1比較中斷T1UFINT70029h通用定時(shí)器下溢中斷T1OFINT8002Ah通用定時(shí)器1上溢中斷BT2PINT1002Bh通用定時(shí)器2周期中斷3T2CINT2002Ch通用定時(shí)器2比較中斷T2UFINT3002Dh通用定時(shí)器2下溢中斷T2UFINT4002Eh通用定時(shí)器2上溢中斷CCAP1INT10033h比較單元1中斷4CAP2INT20034h比較單元2中斷CAP3INT30035h比較單元3中斷5.1.1.2通用定時(shí)器簡(jiǎn)介每個(gè)事件管理模塊有兩個(gè)通

45、用可編程定時(shí)器（GP）。定時(shí)器x（對(duì)EVA，x1，2）包含：1. 一個(gè)16位的定時(shí)器增/減計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器TxCNT,可讀寫(xiě)；2. 一個(gè)16位的定時(shí)器比較寄存器（雙緩沖，帶影子寄存器）TxCMPR,可讀寫(xiě)；3. 一個(gè)16位的定時(shí)器周期寄存器（雙緩沖，帶影子寄存器）TxPR，可讀寫(xiě)；4. 一個(gè)16位的定時(shí)器控制寄存器TxCON，可讀寫(xiě)；5. 可選擇的內(nèi)部或外部輸入時(shí)鐘；6. 用于內(nèi)部或外部時(shí)鐘輸入的可編程的預(yù)定標(biāo)器；7. 4個(gè)可屏蔽的控制和中斷邏輯下溢、溢出、定時(shí)器比較和周期中斷；8. 可選擇的方向的輸入引腳TDIRx（當(dāng)用雙向計(jì)數(shù)方式時(shí)可用來(lái)選擇向上或向下計(jì)數(shù)）；各個(gè)通用定時(shí)器之間可以彼此獨(dú)立工作

46、或相互之間同步工作。與每個(gè)GP定時(shí)器有關(guān)的比較寄存器可用作比較功能或PWM波形發(fā)生。對(duì)每個(gè)GP定時(shí)器在增/減計(jì)數(shù)方式中，有三種連續(xù)的工作方式。每個(gè)GP定時(shí)器的內(nèi)部或外部的輸入時(shí)鐘都可以進(jìn)行可編程的預(yù)定標(biāo)。GP定時(shí)器還向事件管理器的子模塊提供時(shí)基。GP定時(shí)器1對(duì)所有的比較和PWM電路提供時(shí)基，GP定時(shí)器2或1對(duì)捕獲單元和正交脈沖計(jì)數(shù)操作提供時(shí)基。周期寄存器和比較寄存器的雙緩沖允許根據(jù)需要編程改變（PWM）周期和PWM脈沖寬度。通用定時(shí)器控制寄存器規(guī)定了通用定時(shí)器針對(duì)不同的定時(shí)器事件所采取的操作，并且指明了所有四個(gè)通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)方向。GPTCONA/B是可讀/寫(xiě)的。通用定時(shí)器的編程時(shí)要考慮如下方

47、面：1）通用定時(shí)器的輸入信號(hào)如下：1. 內(nèi)部CPU時(shí)鐘，外部時(shí)鐘TCLKINA/B可選；2. 方向輸入TDIRA/B,控制通用定時(shí)器增/減計(jì)數(shù)；3. 復(fù)位信號(hào)。通用定時(shí)器輸入。另外，當(dāng)一個(gè)通用定時(shí)器與正交編碼脈沖電路一起使用時(shí)，正交編碼脈沖電路同時(shí)產(chǎn)生定時(shí)器的時(shí)鐘和計(jì)數(shù)方向。2）通用定時(shí)器輸出。通用定時(shí)器的輸出如下：1. 通用定時(shí)器比較輸出TxCMP；2. 至ADC模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)；3. 比較邏輯和比較單元的下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號(hào)；4. 計(jì)數(shù)方向指示位。3）通用定時(shí)器的比較寄存器。與通用定時(shí)器相關(guān)的比較寄存器存儲(chǔ)著持續(xù)與通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較的值，當(dāng)發(fā)生匹配時(shí)，將產(chǎn)生以下

48、事件：1. 根據(jù)GPTCONA/B的設(shè)置不同，相關(guān)的比較輸出發(fā)生跳變，或啟動(dòng)ADC；2. 相應(yīng)的中斷標(biāo)志將被置位；3. 如中斷未被屏蔽將產(chǎn)生外設(shè)中斷請(qǐng)求。通過(guò)設(shè)置TxCON寄存器的相關(guān)位，可以使能或禁止比較操作。比較操作輸出適用于任何一種定時(shí)模式，當(dāng)然也包含QEP模式。4）通用定時(shí)器的周期寄存器。周期寄存器決定了定時(shí)器的周期，當(dāng)周期寄存器的值和定時(shí)器計(jì)數(shù)器的值之間產(chǎn)生匹配時(shí)，通用定時(shí)器的操作就停止并保持當(dāng)前值，并根據(jù)計(jì)數(shù)器所處的計(jì)數(shù)方式執(zhí)行復(fù)位為0或開(kāi)始遞減計(jì)數(shù)。5）通用定時(shí)器的比較輸出。通用定時(shí)器的比較輸出可以規(guī)定為高有效、低有效、強(qiáng)制高或強(qiáng)制低，這取決于GPTCONA/B中的位是如何配置的

49、。當(dāng)它為高有效時(shí)，在第一次比較匹配發(fā)生時(shí)比較輸出由低至高。而后如果通用定時(shí)器處于增/減計(jì)數(shù)模式，在第二次比較匹配時(shí)比較輸出由高至低；如果通用定時(shí)器處于增計(jì)數(shù)模式，在周期匹配時(shí)比較輸出從高至低。6）通用定時(shí)器時(shí)鐘。通用定時(shí)器的時(shí)鐘源可采用內(nèi)部CPU時(shí)鐘或外部時(shí)鐘輸入。外部時(shí)鐘的頻率必須低于或等于CPU時(shí)鐘頻率的1/4。在定向增/減計(jì)數(shù)模式下，通用定時(shí)器2（EVA模塊）和通用定時(shí)器4（EVB模塊）可用于正交編碼脈沖電路。這時(shí)，正交編碼脈沖電路既為定時(shí)器提供時(shí)鐘又提供輸入方向。7)通用定時(shí)器中斷。通用定時(shí)器在EVAIFRA,EVAIFRB,EVBIFRA和EVBIFRB中有12個(gè)中斷標(biāo)志。每個(gè)通用定

50、時(shí)器可根據(jù)以下事件產(chǎn)生4個(gè)中斷：上溢、下溢、比較匹配，周期匹配。當(dāng)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)器的值與比較寄存器的值相同時(shí)，就產(chǎn)生定時(shí)器比較事件。如果比較操作被使能，則相應(yīng)的比較中斷標(biāo)志在匹配之后的兩個(gè)CPU時(shí)鐘周期被置位。定時(shí)器計(jì)數(shù)值達(dá)到FFFFh時(shí)，就產(chǎn)生了上溢事件。定時(shí)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到0000H時(shí)就產(chǎn)生了下溢事件。類似的，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值與周期寄存器的值相同時(shí)就產(chǎn)生了一個(gè)周期事件。在每個(gè)事件發(fā)生之后兩個(gè)CPU周期后，定時(shí)器的上溢、下溢、周期中斷標(biāo)志被置位。5.1.1.3通用定時(shí)器產(chǎn)生PWM每個(gè)通用定時(shí)器都有一個(gè)相關(guān)的比較寄存器TxCMPR和一個(gè)PWM輸出引腳TxPWM。通用定時(shí)器的值總是與相關(guān)的比較寄存器的

51、值進(jìn)行比較，當(dāng)定時(shí)器的值與比較寄存器的值相等時(shí)，就產(chǎn)生比較匹配?？赏ㄟ^(guò)置TxCON.1位來(lái)使能比較操作。如果比較使能時(shí)，當(dāng)產(chǎn)生匹配時(shí)將發(fā)生下列事件：1) 定時(shí)器的比較中斷寄存器標(biāo)志位在匹配后的1個(gè)CPU時(shí)鐘周期后被置位；2) 在匹配后的1個(gè)CPU時(shí)鐘周期后，根據(jù)GPTCONA/B寄存器相應(yīng)位的配置情況，相關(guān)的PWM輸出將發(fā)生跳變；3) 如果比較中斷標(biāo)志位已通過(guò)設(shè)置GPTCONA/B寄存器中的相應(yīng)位去啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，則當(dāng)比較中斷標(biāo)志位被置位時(shí)，也將產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)信號(hào)。PWM輸出的跳變有非對(duì)稱和對(duì)稱兩種方式，非對(duì)稱和對(duì)稱波形發(fā)生器在通用定時(shí)器所處計(jì)數(shù)模數(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)非對(duì)稱和對(duì)稱的PWM波形

52、輸出，并且取決于以下條件：1) GPTCONA/B寄存器中相應(yīng)位的定義；2) 定時(shí)器所處的計(jì)數(shù)模式；3) 在連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式下的計(jì)數(shù)方向。當(dāng)通用定時(shí)器處于連續(xù)增計(jì)數(shù)模式時(shí)產(chǎn)生非對(duì)稱波形，在這種模式下波形發(fā)生器的輸出在以下情況的基礎(chǔ)上有所變化，如圖5.1所示。.圖5.1 非對(duì)稱PWM波形對(duì)于圖5.1，工作過(guò)程如下：1) 計(jì)數(shù)操作開(kāi)始前為0；2) 保持不變直到比較匹配發(fā)生；3) 比較匹配時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)；4) 如果下一周期的新比較值不是0，則發(fā)生周期匹配的周期結(jié)束后復(fù)位為0；5) 如果下一周期開(kāi)始時(shí)的比較值為0，則在整個(gè)周期輸出將是1，并且如果下一周期的新比較值也是0，則輸出將不復(fù)位為0；6) 如果比較值大于周期寄存器中的值，則整個(gè)周期輸出為0；7) 當(dāng)通用定時(shí)器處于連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式時(shí)產(chǎn)生對(duì)稱的PWM波形，如圖5.2所示。圖5.2 對(duì)稱PWM波形圖5.2的工作過(guò)程如下：1) 計(jì)數(shù)操作開(kāi)始前為0，保持不變直到第一次比較匹配；2) 第一次比較匹配時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)，保持不變直到第二次比較匹配；3) 第二次比較匹配時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)；4) 保持不變直到周期結(jié)束。5.1.1.3 PWM程