流水燈實(shí)習(xí)報(bào)告

1概述1.1DSP介紹數(shù)字信號(hào)處理(DigitalSignalProcessing，簡(jiǎn)稱DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速開(kāi)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的開(kāi)展。數(shù)字信號(hào)處理是一種通過(guò)使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來(lái)處理現(xiàn)實(shí)信號(hào)的方法，這些信號(hào)由數(shù)字序列表示。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。德州儀器、Freescale等半導(dǎo)體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強(qiáng)的實(shí)力。DSP(digitalsignalprocessor)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l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電腦芯片。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。DSP微處理器〔芯片〕一般具有如下主要特點(diǎn)：(1)在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一玖乘法和一次加法；(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)；(3)片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)；(4)具有低開(kāi)銷或無(wú)開(kāi)銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；(5)快速的中斷處理和硬件1/0支持；(6)具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器；(7)可以并行執(zhí)行多個(gè)操作；(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以熏疊執(zhí)行。1.2DSP芯片的分類DSP芯片可以按照以下三種方式進(jìn)行分類。1．按根底特性分這是根據(jù)DSP芯片的工作時(shí)鐘和指令類型來(lái)分類的。如果在某時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)的任何時(shí)鐘頻率上，DSP芯片都能正常工作，除計(jì)算速度有變化外，沒(méi)有性能的下降，這類DSP芯片一般稱為靜態(tài)DSP芯片。例如，日本OKI電氣公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片屬于這一類。如果有兩種或兩種以上的DSP芯片，它們的指令集和相應(yīng)的機(jī)器代碼機(jī)管腳結(jié)構(gòu)相互兼容，那么這類DSP芯片稱為一致性DSP芯片。例如，美國(guó)TI公司的TMS320C54X就屬于這一類。2．按數(shù)據(jù)格式分這是根據(jù)DSP芯片工作的數(shù)據(jù)格式來(lái)分類的。數(shù)據(jù)以定點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為定點(diǎn)DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮點(diǎn)格式工作的稱為浮點(diǎn)DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。不同浮點(diǎn)DSP芯片所采用的浮點(diǎn)格式不完全一樣，有的DSP芯片采用自定義的浮點(diǎn)格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片那么采用IEEE的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。3．按用途分按照DSP的用途來(lái)分，可分為通用型DSP芯片和專用型DSP芯片。通用型DSP芯片適合普通的DSP應(yīng)用，如TI公司的一系列DSP芯片屬于通用型DSP芯片。專用DSP芯片是為特定的DSP運(yùn)算而設(shè)計(jì)的，更適合特殊的運(yùn)算，如數(shù)字濾波、卷積和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就屬于專用型DSP芯片。1.3DSP的應(yīng)用：(1)語(yǔ)音處理：語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音儲(chǔ)存等。(2)圖像／圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識(shí)別、動(dòng)畫(huà)、機(jī)器人視覺(jué)、多媒體、電子地圖、圖像增強(qiáng)等。軍事、保密通信、雷達(dá)處理、聲吶處理、導(dǎo)航、全球定位、跳頻電臺(tái)、搜索和反搜索等。(3)儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。(4)自動(dòng)控制：控制、深空作業(yè)、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等。(5)醫(yī)療：助聽(tīng)、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、心電圖等。(6)家用電器：數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視、音樂(lè)合成、音調(diào)控制、玩具與游戲等。(7)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理舉例：CT:計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影裝置。〔其中創(chuàng)造頭顱CT英國(guó)EMI公司的豪斯菲爾德獲諾貝爾獎(jiǎng)?！矯AT：計(jì)算機(jī)X射線空間重建裝置。出現(xiàn)全身掃描，心臟活動(dòng)立體圖形，腦腫瘤異物，人體軀干圖像重建。隨著DSP芯片性能價(jià)格比的不斷提高，可以預(yù)見(jiàn)DSP芯片將會(huì)在更多的領(lǐng)域內(nèi)得到更為廣泛的應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理的目的是對(duì)真實(shí)世界的連續(xù)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或?yàn)V波。因此在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理之前需要將信號(hào)從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字信號(hào)處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字信號(hào)處理的算法需要利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備如DSP和專用集成電路〔ASIC〕等。數(shù)字信號(hào)處理的研究方向應(yīng)該更加廣泛、更加深入．特別是對(duì)于譜分析的本質(zhì)研究，對(duì)于非平穩(wěn)和非高斯隨機(jī)信號(hào)的研究，對(duì)于多維信號(hào)處理的研究等，都具有廣闊前景。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)開(kāi)展很快、應(yīng)用很廣、成果很多。多數(shù)科學(xué)和工程中遇到的是模擬信號(hào)。以前都是研究模擬信號(hào)處理的理論和實(shí)現(xiàn)。模擬信號(hào)處理缺點(diǎn)：難以做到高精度，受環(huán)境影響較大，可靠性差，且不靈活等。數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：體積小、功耗低、精度高、可靠性高、靈活性大、易于大規(guī)模集成、可進(jìn)行二維與多維處理。隨著大規(guī)模集成電路以及數(shù)字計(jì)算機(jī)的飛速開(kāi)展，加之從60年代末以來(lái)數(shù)字信號(hào)處理理論和技術(shù)的成熟和完善，用數(shù)字方法來(lái)處理信號(hào)，即數(shù)字信號(hào)處理，已逐漸取代模擬信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們所需要的信號(hào)形式。數(shù)字信號(hào)處理是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理是信號(hào)處理的子集。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)及設(shè)備具有靈活、精確、抗干擾強(qiáng)、設(shè)備尺寸小、造價(jià)低、速度快等突出優(yōu)點(diǎn)，這些都是模擬信號(hào)處理技術(shù)與設(shè)備所無(wú)法比較的。數(shù)字信號(hào)處理是20世紀(jì)60年代，隨著信息學(xué)科和計(jì)算機(jī)學(xué)科的高速開(kāi)展而迅速開(kāi)展起來(lái)的一門新興學(xué)科。它的重要性日益在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)。

其主要標(biāo)志是兩項(xiàng)重大進(jìn)展，即快速傅里葉變換(FFT)算法的提出和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法的完善。數(shù)字信號(hào)處理是把信號(hào)用數(shù)字或符號(hào)表示成序列，通過(guò)計(jì)算機(jī)或通用〔專用〕信號(hào)處理設(shè)備，用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行各種處理，到達(dá)提取有用信息便于應(yīng)用的目的。例如：濾波、檢測(cè)、變換、增強(qiáng)、估計(jì)、識(shí)別、參數(shù)提取、頻譜分析等。1.4問(wèn)題描述輸入輸出端口(1/0)是DSP芯片內(nèi)部電路與外部世界交換信息的通道。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測(cè)信號(hào)．鍵盤信號(hào)等各種開(kāi)關(guān)量信弓；輸出端口負(fù)責(zé)向外界輸送有內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果．顯示信息，控制命令．驅(qū)動(dòng)信號(hào)。使用中斷和定時(shí)器延時(shí)循環(huán)程序，設(shè)計(jì)DSP的流水燈控制器，在事件管理器中應(yīng)用EV中斷。2TMS320C54X2.1DSP54X簡(jiǎn)介TMS320C54X是TI公司為實(shí)現(xiàn)低功耗、高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理而專門設(shè)計(jì)的16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，采用改良的哈佛結(jié)構(gòu)，具有高速的操作靈活性和運(yùn)行速度，適用于遠(yuǎn)程通信等實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用需要，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于無(wú)線電通信系統(tǒng)中。TMS320C54X具有的主要優(yōu)點(diǎn)如下：⑴圍繞1組程序總線、3組數(shù)據(jù)總線和4組地址總線而建立的改良哈佛結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的多功能性和操作的靈活性；⑵具有高度并行性和專用硬件邏輯的CPU設(shè)計(jì)，提高了芯片的性能；⑶具有完善的尋址方式和高度專業(yè)化指令系統(tǒng)，更適應(yīng)于快速算法的實(shí)現(xiàn)和高度語(yǔ)言編程的優(yōu)化；⑷模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使派生器件得到了更快的開(kāi)展；⑸采用先進(jìn)的IC制造工藝，降低了芯片的功耗，提高了芯片的性能；⑹采用先進(jìn)的靜態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)一步降低功耗，使芯片具有更強(qiáng)的應(yīng)用能力。TMS320C54X系列DSP芯片種類很多，但結(jié)構(gòu)根本相同,主要由中央處理器CPU、內(nèi)部總線控制、特殊功能存放器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、I/O接口擴(kuò)展功能、串行口、主要通信接口HPI、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)等10個(gè)局部組成。54X開(kāi)發(fā)板分為TI2000-011DSP54X增強(qiáng)型、DSP54X+CPLD開(kāi)發(fā)板、SHX-DSP54X開(kāi)發(fā)板。引DSP54X+CPLD開(kāi)發(fā)板套件是一套基TMS320C54X+EPM240的DSP+CPLD的學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，充分發(fā)揮DSP54X和ALTERAMAXII的靈活性和功能強(qiáng)大，用戶手冊(cè)詳實(shí)易懂，大量源碼輕松上手〔分DSP和CPLD兩局部〕，我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)完整的IP核通過(guò)CPLD進(jìn)行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行裁剪或追加功能。由于我們的外設(shè)都是通過(guò)CPLD連接與DSP連接進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、隔離和總線。仲裁等先進(jìn)技術(shù)，所以使用極為方便靈活、簡(jiǎn)潔、并且運(yùn)行及其穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)可以充分利用了CPLD的靈活性和功能強(qiáng)大的IP核進(jìn)行功能更強(qiáng)的系統(tǒng)應(yīng)用。是初學(xué)者和從事開(kāi)發(fā)的科研工作者學(xué)習(xí)5416和CPLD的首選之品。本開(kāi)發(fā)板供初學(xué)者學(xué)習(xí)使用，也可作為系統(tǒng)板嵌入到用戶的產(chǎn)品供用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以便縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。SHX-DSP5416A開(kāi)發(fā)板是DSP5416系列產(chǎn)品中的重要一員。它的最大優(yōu)點(diǎn)是直觀簡(jiǎn)單明了，極為適于初學(xué)者。此棋板采用統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，以多種典型DSP處理器構(gòu)成的DSP根本系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)總線和相同物理尺寸的DSP嵌入式控制模板，將5416的功能發(fā)揮的淋漓盡致，為學(xué)習(xí)者提供了強(qiáng)大、有效的學(xué)習(xí)平臺(tái)。用戶手冊(cè)詳實(shí)易懂，大量源碼輕松上手〔分DSP和CPLD兩局部〕，我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)完整的IP核通過(guò)CPLD進(jìn)行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行裁剪或追加功能。2.2DSP54X事件管理器模塊2.2.1事件管理器的引腳說(shuō)明表1事件管理器的引腳事件管理器A的引腳事件管理器A的引腳引腳名稱描述引腳名稱描述CAP1/QEP1捕獲單元1輸入，QEP電路輸入1CAP4/QEP3捕獲單元4輸入，QEP電路輸入3CAP2/QEP2捕獲單元2輸入，QEP電路輸入2CAP5/QEP4捕獲單元5輸入，QEP電路輸入4CAP3捕獲單元3輸入CAP6捕獲單元6輸入PWM1比較單元1輸出1PWM7比較單元4輸出1PWM2比較單元1輸出2PWM8比較單元4輸出2PWM3比較單元2輸出1PWM9比較單元5輸出1PWM4比較單元2輸出2PWM10比較單元5輸出2PWM5比較單元3輸出1PWM11比較單元6輸出1PWM6比較單元3輸出2PWM12比較單元6輸出2T1CMP/T1PWM定時(shí)器1比較/PWM輸出T3CMP/T3PWM定時(shí)器3比較/PWM輸出T2CMP/T2PWM定時(shí)器2比較/PWM輸出T4CMP/T4PWM定時(shí)器4比較/PWM輸出TLCKINAEVA定時(shí)器的外部時(shí)鐘輸入TLCKINBEVB定時(shí)器的外部時(shí)鐘輸入TDIRAEVA定時(shí)器的計(jì)數(shù)方向輸入TDIRBEVB定時(shí)器的計(jì)數(shù)方向輸入2.2.2EV中斷事件管理器中斷總共分三組,每組均分別配一個(gè)CPU申斷(INT2、3和4)。因?yàn)槊拷M中斷均有多個(gè)中斷源所以CPU中斷請(qǐng)求通過(guò)外設(shè)中斷擴(kuò)展控制器(PIE)模塊來(lái)處理。中斷請(qǐng)求有以下幾個(gè)響應(yīng)階段(1)中斷源。如果外設(shè)中斷發(fā)生EVxIFRA、EVxIFRB、或EVxIFRC(x=A或B)相應(yīng)標(biāo)志位被置l。(2)中斷使能。事件管理器中斷可以分別由存放器EVxIMRA、EVxIMRB或EVxIMRC(x=A或B)來(lái)使能或禁止。(3)PIE請(qǐng)求。如果中斷標(biāo)志位和中斷屏蔽位被置l那么外設(shè)會(huì)向PIE模塊發(fā)送一個(gè)外設(shè)中斷請(qǐng)求。(4)CPU響應(yīng)。CPU接收到中斷后IFR響應(yīng)的位被置l并相應(yīng)中斷。CPU響應(yīng)中斷后中斷響應(yīng)被軟件控制。(5)PIE響應(yīng)。PIE使用中斷向量更新PIVR存放器。(6)中斷軟件。中斷軟件有兩級(jí)響應(yīng)包括GISR和SISR。2.2.3定時(shí)器每個(gè)時(shí)間管理模塊有兩個(gè)通用定時(shí)器(GP)每個(gè)定時(shí)器有四種可選操作模式(1)停止保持模式此模式操作停止并保持其當(dāng)前狀態(tài)定時(shí)器的計(jì)數(shù)器比較輸出和預(yù)定計(jì)數(shù)器多保持不變。(2)連續(xù)遞增計(jì)數(shù)模式此模式GP將按照已定標(biāo)的輸入時(shí)鐘計(jì)數(shù)直到定時(shí)器計(jì)數(shù)器的值和周期存儲(chǔ)器的值匹配為止。(3)定向增減技術(shù)模式此模式定時(shí)器將根據(jù)TDIRA/B引腳的輸入對(duì)定時(shí)器的時(shí)鐘進(jìn)行遞增和遞減計(jì)數(shù)。(4)連續(xù)增減技術(shù)模式此模式與定向的增減模式一樣但是在本模式下引腳TDIRA/B的狀態(tài)對(duì)計(jì)數(shù)的方向沒(méi)有影響。2.2.4比較單元表2比較單元EVA模塊EVB模塊設(shè)置T1PR設(shè)置T2PR設(shè)置ACTRA設(shè)置ACTRB設(shè)置COMCONA設(shè)置COMCONB初始化CMPRx初始化CMPRx設(shè)置T1CON設(shè)置T3CON3整體設(shè)計(jì)原理3.1要求通過(guò)對(duì)DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)。在初步了解DSP結(jié)構(gòu)和原理的根底上，進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，掌握DSP的根本應(yīng)用。通過(guò)熟悉DSP模板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及CCS軟件，掌握DSP5416的匯編語(yǔ)言編程和調(diào)試方法，了解DSP的指令和I/O端口的存放器的配置，并結(jié)合DSP實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍖?duì)DSP進(jìn)行編程控制數(shù)字輸入/輸出端口點(diǎn)亮LED顯示管。實(shí)驗(yàn)的具體要求如下：了解串行口8位LED數(shù)碼管及64鍵盤智能控制芯片7279A的根本原理；學(xué)習(xí)用TMS320C54XDSP芯片控制HD7279A鍵盤和LED的根本方法和步驟；實(shí)現(xiàn)LED顯示管的循環(huán)顯示：先第1個(gè)LED亮，然后是第2個(gè)LED亮，第3個(gè)LED顯示管亮。第4個(gè)燈亮。如此循環(huán)顯示。3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī)，CCS5.0版軟件，DSP仿真器，實(shí)驗(yàn)箱3.3實(shí)驗(yàn)芯片介紹⑴HD7279A芯片該芯片是一片具有串行接口的，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示，鍵盤接口的全部功能，HD7279A內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有2種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。HD7279A具有片選信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。3.4根本原理指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的根本理論是DSP的數(shù)字I/O端口以及其存放器的配置。通過(guò)對(duì)這些理論的掌握和運(yùn)用，到達(dá)了解和熟悉一般DSP數(shù)字I/O的知識(shí)?！?〕數(shù)字I/O端口TMS320C54X系列有兩個(gè)通用、雙向的數(shù)字I/O〔GPIO〕引腳，分別是XF外部標(biāo)志輸出信號(hào)和BIO控制分支轉(zhuǎn)移的輸入信號(hào)，XF主要用于程序向外設(shè)傳輸標(biāo)志信息，BIO用來(lái)監(jiān)測(cè)外部設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。TMS320C54X系列的大多數(shù)都可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)其他功能。數(shù)字I/O端口模塊采用了一種靈活的方法，以控制專用I/O和復(fù)用I/O引腳的功能，所有I/O和復(fù)用引腳的功能可以通過(guò)9個(gè)16位控制存放器來(lái)設(shè)置，這些存放器可以分為兩類：I/O口復(fù)用控制存放器〔MCRx〕：用來(lái)控制選擇I/O引腳作為根本功能或一般I/O引腳功能。數(shù)據(jù)和方向控制存放器〔PxDATDIR〕：當(dāng)I/O引腳作為一般I/O引腳功能時(shí)，用數(shù)據(jù)和方向控制存放器可控制數(shù)據(jù)和I/O引腳的數(shù)據(jù)方向，這些存放器直接和I/O引腳相連?！?〕數(shù)字I/O端口存放器圖1給出了TMS320C54X系列I/O端口復(fù)用引腳配置簡(jiǎn)圖，從圖上可以看出一些存放器單元的配置對(duì)應(yīng)于實(shí)際I/O引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。圖1復(fù)用引腳配置圖表3中所列的是數(shù)字I/O模塊可用的存放器單元，和其他C54X系列外設(shè)一樣，這些存放器被存儲(chǔ)器映射到數(shù)據(jù)空間，TMS320C54X的地址總線有16~23條，如5402芯片共有20根，最多可以擴(kuò)展1兆字外部程序存儲(chǔ)空間，其中高4位地址線〔A19~A16〕受XPC存放器控制。存放器單元中保存的位所是無(wú)效的，讀時(shí)為0，寫(xiě)對(duì)它無(wú)影響。表3外部擴(kuò)展存放器的地址及說(shuō)明分類名稱地址〔I/O空間〕說(shuō)明存儲(chǔ)器控制存放器Port00000h@IO存儲(chǔ)器控制存放器看門狗Port10001h@IO看門狗控制存放器A/DPort20002h@IOA/D數(shù)據(jù)存放器A/DPort30003h@IOA/D通道選擇存放器A/DPort40004h@IOA/D采集控制存放器D/APort10001000h@IODA通道1數(shù)據(jù)存放器D/APort10011001h@IODA通道2數(shù)據(jù)存放器D/APort10021002h@IODA通道3數(shù)據(jù)存放器D/APort10031003h@IODA通道4數(shù)據(jù)存放器D/APort10041004h@IODA控制存放器USER-LEDPort30023002h@IOLED0..LED7控制存放器USER-SWPort30033003h@IOSW0..SW7控制存放器中斷控制存放器Port30043004h@IO中斷控制存放器串口控制存放器Port20002000h@IORBR/THR/DLLPort20012001h@IOIER/DLMPort20022002h@IOIIR/FCRPort20032003h@IOLCRPort20042004h@IOMCRPort20052005h@IOLSRPort20062006h@IOMSRPort20072007h@IOSCRDSP的I/O口數(shù)據(jù)和方向存放器。TMS320C5416系列總共有6個(gè)數(shù)據(jù)和方向控制存放器〔PxDATADIR〕，當(dāng)I/O口用作一般I/O引腳功能時(shí),用數(shù)據(jù)和方向控制存放器，可控制數(shù)據(jù)和到雙向I/O引腳的數(shù)據(jù)方向。這些存放器直接和雙向I/O引腳相連。當(dāng)I/O用作根本功能時(shí)，這些存放器的設(shè)置對(duì)相應(yīng)的引腳無(wú)影響。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，當(dāng)執(zhí)行對(duì)時(shí)間要求很嚴(yán)格的循環(huán)程序時(shí)，往往不允許外部中斷干預(yù)，此時(shí)，可以用BIO引腳替代中斷與外設(shè)連接，通過(guò)查詢此引腳的狀態(tài)控制程序的流向，以防止中斷引起的失控現(xiàn)象。XF引腳可通過(guò)對(duì)狀態(tài)存放器ST1中的XF位的置位或復(fù)位，使該引腳輸出高電平或低電平，從而控制外設(shè)工作。通過(guò)指令對(duì)XF引腳的置位和復(fù)位，CPU可向外部設(shè)備發(fā)出1和0信號(hào)，控制外部工作。4硬件電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)4.1硬件原理圖及說(shuō)明⑴供電電路圖2硬件供電電路圖5416開(kāi)發(fā)板即可使用獨(dú)立的5V/1A開(kāi)關(guān)電源供電，也可使用USB線直接供電，使用方便。電路局部的1117輸出所接的100UF/16V的電容不能省略，這樣更好的保證電壓的穩(wěn)定。⑵顯示電路根據(jù)TMS320C5416的數(shù)字I/O口復(fù)用存放器和數(shù)據(jù)、方向存放器，可應(yīng)用到LED顯示管的點(diǎn)亮上。因?yàn)橛冒l(fā)光二極管作為指示是控制系統(tǒng)中常用的方法。而且接口電路簡(jiǎn)單，編程方便而且直觀。設(shè)計(jì)的電路圖如圖3所示。圖3TMS320C5416與LED顯示管相連⑶LED與按鍵電路圖4LED與按鍵電路圖⑷SCI串口通訊電路圖5SCI串口通訊電路圖⑸CAN通訊接口電路圖6CAN通訊接口電路圖4.2軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明這里用軟件延時(shí)的方法來(lái)調(diào)整發(fā)光二極管的延時(shí)時(shí)間間隔。當(dāng)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮之后，通過(guò)改變端口的數(shù)據(jù)輸出，到達(dá)點(diǎn)亮不同的LED顯示管的目的。實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)LED顯示管的循環(huán)顯示：先第1個(gè)LED亮，然后是第2個(gè)LED亮，第3個(gè)LED顯示管亮。第4個(gè)燈亮。如此循環(huán)顯示。在給端口賦初值為00000001后，其高8位為00000000；主要是對(duì)低8位進(jìn)行操作。通過(guò)對(duì)低8位左移一位再與00000001相或，得到的值通過(guò)端口輸出，便可以完成00000001