DSP 第9講 片上外設(shè)

第9講TMS320C54x

DSP的片內(nèi)外設(shè)C54xDSP具有的主要外設(shè)

通用I/O引腳定時(shí)器時(shí)鐘發(fā)生器軟件可編程的等待狀態(tài)發(fā)生器可編程的分區(qū)轉(zhuǎn)換模塊主機(jī)接口(HPI)

串行接口，包括標(biāo)準(zhǔn)同步串行接口、帶緩沖的串行接口(BSP)、多通道緩沖串行接口(McBSP)和時(shí)分復(fù)用串行接口(TDM)直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)控制器§9.1片內(nèi)外設(shè)映射寄存器地址范圍：0020h—005Fh(第0頁(yè)數(shù)據(jù)頁(yè)面

)存儲(chǔ)器映射控制寄存器可以控制外設(shè):設(shè)置和清除控制寄存器的位可以使能、禁止、初始化和動(dòng)態(tài)重配置外設(shè)器件。

存儲(chǔ)器映射數(shù)據(jù)寄存器可以從外設(shè)取數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵庠O(shè)。C5402的片內(nèi)外設(shè)映射寄存器§9.2通用I/O

C54xDSP提供了兩個(gè)通用I/O引腳

分支轉(zhuǎn)移控制輸入引腳(/BIO)：用于監(jiān)視外設(shè)器件的狀態(tài)。外部標(biāo)志輸出引腳(XF)：為外設(shè)提供信號(hào)，XF引腳由軟件控制。設(shè)置ST1寄存器的XF位為1：SSBXXF清除XF位為0：RSBX1，13BC和XC指令BC和XC指令的條件§9.3定時(shí)器片內(nèi)定時(shí)器可以用于周期地產(chǎn)生中斷。最高分辨率為處理器的CPU時(shí)鐘速度。通過(guò)帶4位預(yù)定標(biāo)器的16位計(jì)數(shù)器，獲得較大范圍的定時(shí)器頻率。

§9.3.1定時(shí)器寄存器片內(nèi)定時(shí)器是可編程的，由三個(gè)16位的寄存器組成定時(shí)器寄存器(TIM)：減1計(jì)數(shù)器，可加載周期寄存器(PRD)的值。定時(shí)器周期寄存器(PRD)：時(shí)間常數(shù)寄存器，用于重載定時(shí)器寄存器(TIM)。定時(shí)器控制寄存器(TCR)：包含定時(shí)器的控制和狀態(tài)位?！?.3.1定時(shí)器寄存器—續(xù)定時(shí)器的寄存器

定時(shí)器號(hào)定時(shí)器地址寄存器描述定時(shí)器00024hTIM定時(shí)器寄存器0025hPRD定時(shí)器周期寄存器0026hTCR定時(shí)器控制寄存器定時(shí)器1(僅C5402有)0030hTIM1定時(shí)器1寄存器0031hPRD1定時(shí)器1周期寄存器0032hTCR1定時(shí)器1控制寄存器§9.3.1定時(shí)器寄存器—TCR位名稱(chēng)復(fù)位時(shí)的值功能位15～12保留位-讀總為0位11位10SoftFree00Soft與Free位一起結(jié)合使用，決定當(dāng)在高級(jí)語(yǔ)言調(diào)試時(shí)遇到斷點(diǎn)時(shí)定時(shí)器的狀態(tài)。

FreeSoft定時(shí)器狀態(tài)

00定時(shí)器立即停止工作

01定時(shí)器減到0時(shí)，停止工作

1X定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行位9～6PSC-4位的預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器（減1計(jì)數(shù)器）當(dāng)PSC減到0時(shí)或者定時(shí)器復(fù)位：PSC加載TDDR的內(nèi)容，TIM減少1位5TRB-定時(shí)器重載。當(dāng)TRB復(fù)位時(shí)(=1)，復(fù)位片內(nèi)定時(shí)器。TIM加載PRD中的值,而PSC加載TDDR的值,TRB讀總為0位4TSS0定時(shí)器停止?fàn)顟B(tài)。停止或啟動(dòng)片內(nèi)定時(shí)器。復(fù)位時(shí)，TSS被清除并且定制其立即啟動(dòng)計(jì)數(shù)。TSS=0時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作TSS=1時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作位3～0TDDR0000定時(shí)器分頻系數(shù)。指定片內(nèi)定時(shí)器的分頻系數(shù)(周期)。當(dāng)PSC減計(jì)數(shù)到0時(shí)，PSC載入TDDR的內(nèi)容§9.3.2定時(shí)器操作主定時(shí)器模塊：由PRD和TIM組成預(yù)定標(biāo)器模塊：由TCR的TDDR和PSC位組成定時(shí)器由CPU提供時(shí)鐘系統(tǒng)復(fù)位定時(shí)器重載定時(shí)器分頻系數(shù)(4bit)預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器(4bit)0：?jiǎn)?dòng)1：停止定時(shí)器中斷送到CPU定時(shí)器輸出引腳（84）§9.3.2定時(shí)器操作—續(xù)定時(shí)器中斷的周期：TOUT周期＝(TDDR+1)×(PRD+1)×CLKOUTCLKOUT為CPU時(shí)鐘周期，

PRD為定時(shí)器周期值，

TDDR為定時(shí)器分頻系數(shù)。當(dāng)復(fù)位時(shí)，PRD=FFFFH，TIM=FFFFH，TDDR=0H，TSS=0

（可見(jiàn)復(fù)位時(shí)，定時(shí)器已經(jīng)開(kāi)始工作）§9.3.2定時(shí)器操作—續(xù)定時(shí)器可用于產(chǎn)生外設(shè)電路(如模擬接口電路)所需的采樣時(shí)鐘信號(hào)。一種方法是使用TOUT信號(hào)為外設(shè)提供時(shí)鐘；另一種方法是利用中斷，周期地讀一個(gè)寄存器。1．初始化定時(shí)器的步驟：

(1)將TCR中的TSS位置1，停止定時(shí)器。

(2)加載PRD。

(3)重新加載TCR：加載TDDR，

TSS=0重新啟動(dòng)定時(shí)器

TRB=1復(fù)位片內(nèi)定時(shí)器

(TIM加載PRD中的值，而PSC加載TDDR的值)§9.3.2定時(shí)器操作—續(xù)2．開(kāi)放定時(shí)器中斷的操作步驟

(假定INTM=1：所有可屏蔽中斷被禁止)：

(1)將IFR中的TINT位置1，清除尚未處理完(掛起)的定時(shí)器中斷。

(2)將IMR中的TINT位置1，使能定時(shí)器中斷。

(3)將ST1中的INTM位清0，全局使能中斷。例：CPU時(shí)鐘頻率10MHz，要求每秒鐘執(zhí)行一個(gè)中斷服務(wù)程序，問(wèn)如何設(shè)置寄存器PRD和TDDR的值

？§9.4時(shí)鐘發(fā)生器§9.4.1時(shí)鐘發(fā)生器的硬件連接時(shí)鐘發(fā)生器可以采用兩種方法實(shí)現(xiàn)：(1)使用具有內(nèi)部振蕩電路的晶體振蕩器（必須配置CLKMD引腳以使能內(nèi)部振蕩器）

(2)使用外部時(shí)鐘（可以采用封裝好的晶體振蕩器，此時(shí)內(nèi)部振蕩器無(wú)效）

C54xDSP的時(shí)鐘發(fā)生器包括一個(gè)內(nèi)部振蕩器和一個(gè)鎖相環(huán)(PLL)C54xDSP有兩種類(lèi)型的PLL：硬件可配置的；軟件可編程的NC(不連接)外部時(shí)鐘信號(hào)晶體振蕩器GNDNC輸出VDD§9.4.2硬件可配置的PLL硬件配置的PLL：就是通過(guò)配置C54x的3個(gè)引腳CLKMD1、CLKMD2和CLKMD3的狀態(tài)，來(lái)選定時(shí)鐘方式。

模式選擇引腳時(shí)鐘模式CLKMD1CLKMD2CLKMD3選項(xiàng)1選項(xiàng)2000使用外部時(shí)鐘源，PLL×3使用外部時(shí)鐘源，PLL×5110使用外部時(shí)鐘源，PLL×2使用外部時(shí)鐘源，PLL×4100使用內(nèi)部振蕩器，PLL×3使用內(nèi)部振蕩器，PLL×5010使用外部時(shí)鐘源，PLL×1.5使用外部時(shí)鐘源，PLL×4.5001使用外部時(shí)鐘源，時(shí)鐘頻率除以2使用外部時(shí)鐘源，時(shí)鐘頻率除以2111使用內(nèi)部振蕩器，時(shí)鐘頻率除以2使用內(nèi)部振蕩器，時(shí)鐘頻率除以2101使用外部時(shí)鐘源，PLL×1使用外部時(shí)鐘源，PLL×1011停止模式停止模式§9.4.3軟件可配置的PLL具有軟件可編程PLL的DSP器件可以選用兩種時(shí)鐘方式之一來(lái)配置：

(1)PLL模式—倍頻：CLKIN×倍頻系數(shù)(從0.25～15共31個(gè))(2)DIV模式—分頻：CLKIN除以2或41．復(fù)位時(shí)的時(shí)鐘模式(由3個(gè)外部引腳的狀態(tài)所決定)CLKMD1CLKMD2CLKMD3CLKMD復(fù)位值時(shí)鐘模式000E007h使用內(nèi)部振蕩器，PLL×150019007h使用內(nèi)部振蕩器，PLL×100104007h使用內(nèi)部振蕩器，PLL×51001007h使用內(nèi)部振蕩器，PLL×2110F007h使用內(nèi)部振蕩器，PLL×11110000h使用內(nèi)部振蕩器，1/2(禁止PLL)101F000h使用內(nèi)部振蕩器，1/4(禁止PLL)011-保留(旁路模式)§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)軟件可編程PLL的方法：對(duì)16位存儲(chǔ)器映射時(shí)鐘模式寄存器(CLKMD)編程加載PLL，以配置所要求的時(shí)鐘方式。CLKMD(地址為58h)：包含定時(shí)器的控制和狀態(tài)位§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)位名稱(chēng)功能15～12PLLMULPLL乘法系數(shù)(乘法器)。11PLLDIVPLL乘法系數(shù)(除法器)。10～3PLLCOUNTPLL計(jì)數(shù)器值。每16個(gè)輸入時(shí)鐘CLKIN到來(lái)后PLL計(jì)數(shù)器減1。（提供牽引時(shí)間：從PLL工作到PLL提供穩(wěn)定時(shí)鐘所需的時(shí)間）PLL計(jì)數(shù)器可以用于確保處理器直到PLL鎖定之后才被鎖定，以便只有有效的時(shí)鐘信號(hào)送到DSP2PLLON/OFFPLL開(kāi)/關(guān)。與PLLNDIV一起使能或禁止時(shí)鐘發(fā)生器的PLL部分PLLON/OFFPLLNDIVPLL狀態(tài)

00關(guān)

01開(kāi)

10開(kāi)

11開(kāi)1PLLNDIVPLL時(shí)鐘發(fā)生器選擇。PLLNDIV=0時(shí)，工作在分頻器(DIV)模式PLLNDIV=1時(shí)，工作在PLL模式0PLLSTATUSPLL狀態(tài)。表示時(shí)鐘發(fā)生器的工作模式：PLLSTATUS=0時(shí)，分頻器(DIV)模式PLLSTATUS=1時(shí)，PLL模式§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)PLL的乘法系數(shù)（CLKOUT=CLKIN×乘法系數(shù)）PLLNDIVPLLDIVPLLMUL乘法系數(shù)0X0～140.5(/2)0X150.25(/4)100～14PLLMUL+110151(旁路)110或偶數(shù)(PLLMUL+1)÷211奇數(shù)PLLMUL÷4§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)2．軟件可編程PLL的編程注意事項(xiàng)(1)使用PLLCOUNT可編程鎖定定時(shí)器PLL鎖定定時(shí)器是一個(gè)減1計(jì)數(shù)器每16個(gè)CLKIN計(jì)數(shù)器減1鎖定延遲時(shí)間可以設(shè)置為0～4080(255×16)個(gè)CLKIN周期。公式

TCLKIN為輸入時(shí)鐘周期，LockupTime為所要求的PLL鎖定時(shí)間。為了安全，也可以將PLLCOUNT設(shè)置為全1，即最大值§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)(2)時(shí)鐘模式由DIV模式轉(zhuǎn)換為PLL模式通過(guò)修改PLLMUL、PLLDIV和PLLNDIV位來(lái)完成只有在DIV模式時(shí)，才能改變以下幾個(gè)值：PLLMUL，PLLCOUNT，PLLON/OFF一旦PLLNDIV位被置1，PLLCOUNT定時(shí)器開(kāi)始減計(jì)數(shù)直到0。當(dāng)完成了PLL模式轉(zhuǎn)換時(shí)，CLKMD的PLLSTATUS位讀為1。例：C549DSP轉(zhuǎn)換DIV模式為PLL×3模式，輸入CLKIN頻率為13MHz，并且PLLCOUNT=18(十進(jìn)制)：19us/(16/13M)≈16<18STM#0010000010010111b，CLKMD§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)(3)時(shí)鐘模式由PLL模式轉(zhuǎn)換為DIV模式通過(guò)加載CLKMD寄存器來(lái)完成PLLNDIV=0，選擇DIV模式設(shè)置PLLMUL位從PLL模式轉(zhuǎn)換為DIV模式時(shí)，會(huì)在一個(gè)短暫的延遲后完成這兩種模式之間的轉(zhuǎn)換

，所以不用設(shè)置PLLCOUNT當(dāng)完成了DIV模式轉(zhuǎn)換時(shí)，CLKMD寄存器的PLLSTATUS位讀為0例：從PLL×3模式→DIV/2模式。

STM#0b，CLKMD；轉(zhuǎn)換為DIV模式TstStatu：LDMCLKMD，AAND#01b，A；查詢(xún)PLLSTATUS位

BCTstStatu，ANEQ；ANEQ表示(A)≠0

§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)(4)改變PLL乘法系數(shù)

(思想：PLL→DIV→PLL，因?yàn)橹挥性贒IV模式時(shí)，才能改變以下幾個(gè)值：PLLMUL，PLLCOUNT，PLLON/OFF)步驟：

(1)清除PLLNDIV位為0，選擇DIV模式。

(2)查詢(xún)PLLSTATUS位，直到該位變?yōu)?，表示DIV模式有效。

(3)修改CLKMD，設(shè)置PLLMUL、PLLDIV和PLLNDIV位，以獲得所期望的頻率乘法系數(shù)。

(4)設(shè)置PLLCOUNT位為所期望的鎖定時(shí)間。

§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)注：在除以2模式和除以4模式之間的轉(zhuǎn)換是不可能的。為了轉(zhuǎn)換這兩種模式，時(shí)鐘發(fā)生器必須首先設(shè)置為PLL模式，然后設(shè)置回期望的除數(shù)配置的DIV模式。例：將時(shí)鐘模式從PLL×(X)轉(zhuǎn)換為PLL×1：

STM#0b，CLKMD；轉(zhuǎn)換為DIV模式TstStatu：

LDMCLKMD，AAND#1b，A；查詢(xún)PLLSTATUS位

BCTstStatu，ANEQSTM#0000001111101111b，CLKMD

；轉(zhuǎn)換為PLL×1模式§9.4.3軟件可配置的PLL—續(xù)(5)緊跟復(fù)位后的PLL操作復(fù)位后，時(shí)鐘模式由三條外部引腳的值決定，即CLKMD1、CLKMD2和CLKMD3。通過(guò)修改CLKMD的內(nèi)容，可以很容易實(shí)現(xiàn)從初始時(shí)鐘模式向任何其他模式的轉(zhuǎn)換。

如果使用了帶外部晶振的內(nèi)部振蕩器，則期間的CLKMD引腳在復(fù)位時(shí)必須進(jìn)行配置，以使能內(nèi)部振蕩器例：

產(chǎn)生4ms方波的程序。其中：CPU時(shí)鐘由10MHz倍頻到100MHz，采用定時(shí)器0，四分頻：TDDR=3+1=4；PRD0＝49999＋1＝50000，即每2ms定時(shí)器產(chǎn)生一次中斷，方波周期為4ms。程序名稱(chēng)：Timer.pjt

§9.5軟件可編程的等待狀態(tài)發(fā)生器作用：CPU與慢速設(shè)備進(jìn)行接口等待狀態(tài)發(fā)生器是一種軟設(shè)備，完全由軟件等待狀態(tài)寄存器(SWWSR)來(lái)控制。軟件等待狀態(tài)控制寄存器(SWCR)中的軟件等待狀態(tài)乘數(shù)位(SWSM)定義等待狀態(tài)數(shù)的倍數(shù)是1還是2。在訪問(wèn)周期內(nèi)最多可以插入14個(gè)等待時(shí)鐘周期。

SWWSR的位描述位名稱(chēng)功能15XPA擴(kuò)展程序地址控制位。選擇由程序字段所選擇的地址范圍。XPA=0則不擴(kuò)展，XPA=1則擴(kuò)展。14～12I/OI/O空間位。該位段值（0～7）指定對(duì)0000～FFFFh的I/O空間的插入等待狀態(tài)數(shù)11～9數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空間位。該位段值（0～7）指定對(duì)8000～FFFFh的數(shù)據(jù)空間的插入等待狀態(tài)數(shù)8～6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空間位。該位段值（0～7）指定對(duì)0000～7FFFh的數(shù)據(jù)空間的插入等待狀態(tài)數(shù)5～3程序程序空間位。該位段值（0～7）指定如下程序空間的插入等待狀態(tài)數(shù)：XPA=0：xx8000～xxFFFFhXPA=1：400000～7FFFFFh2～0程序程序空間位。該位段值（0～7）指定如下程序空間的插入等待狀態(tài)數(shù)：XPA=0：xx0000～xx7FFFhXPA=1：000000～3FFFFFh§9.6可編