课程设计TMS320LF2407A最小系统设计报告.docx
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课程设计TMS320LF2407A最小系统设计报告
一、设计要求
要求设计的最小系统包括硬件电路设计和软件设计。
硬件电路设计主要包括TMS320LF2407A基本电路、电源电路、晶振、扩展RAM等,要求用protel软件完成原理图和PCB的设计;软件设计,主要编写该设计电路的验证程序,在实验箱上运行调试。
二、设计原理及框图
对于DSP2407,加上电源、复位和晶振,就构成了DSP最小系统。
为使这一最小系统能工作在开发状态下,应配以锁相环、JTAG接口、扩展片外程序存储器、FLASH烧写、指示灯等电路。
DSP2407最小系统框图如下图所示:
三、芯片说明
1、TMS320LF2407A
TMS320LF2407A有以下特点:
1片内有高达32K的FLASH程序存储器、高达1.5K的数据/程序RAM、544K字双口RAM和2K字的单口RAM。
2两个事件管理模块EVA和EVB,每个包括:
两个16位通用定时器;8个16位脉宽调制通道PWM。
3个捕获单元CAP,1套正交编码脉冲QED接口。
3PLL时钟发生器,看门狗定时器(WDT),5个外部中断(2个电技驱动保护,2个可屏蔽中断,复位),3种低功耗电源管理模式。
440个可单独编程的通用输入/输出引脚GPIO,部分属于复用脚。
5现场总线CAN,串行通信接口SCI,串行外设接口SPI。
6A/D转换,16个输入通道,10位,最小转换时间为0.5us。
以下是TMS320LF2407A的引脚图:
2、CY7C1021
选用的RAM型号为CY7C1021,它是一种高性能CMOS静态RAM,64k*16位大小,其高速转换时间:
8、10、12、15ns。
本装置具有自动马蒂奇省电特性,大大降低了功耗。
TTL可共存界面,由3.3V供电,完全静态管理:
无时钟或刷新要求,三种输出状态,高位、低位数据控制。
3、MAX811
MAX811是一款四管脚微处理器复位芯片,用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压,带有手动复位输入低电平复位芯片,支持手动复位功能,当MR引脚持续存在180ms的低电平,芯片的复位输出即会产生复位信号。
4、TPS7333Q
TPS7333Q是TI公司生产的一款电压转换芯片,能将5V电压转换成3.3V。
有以下特点:
集成的精密电源电压监控器可对稳压器的输出电压进行监控;低电平有效的复位信号脉冲宽度为200ms;低静态电流与负载无关典型值为340A;极低的休眠状态电流最大值0.5A;在整个负载电源与温度范围内固定输出型器件的容限为2%;输出电流范围为0mA至500mA。
5、74HC08
74HC08是4-2输入与门,它的原理图如下:
引脚图如下:
四、设计过程
1、电源电路
1.1电源为整个系统提供能量,是整个应用系统良好工作的基础,具有极其重要的地位。
产生电源的芯片:
Maxim公司:
MAX604、MAX748;TI公司:
TPS71xx、TPS72xx、TPS73xx等系列。
这些芯片可分为:
线性稳压芯片——使用方法简单,电源纹波电压较低,对系统的干扰较小,但功耗高;开关电源芯片——电源效率高,但电源所产生的纹波电压较高,容易对系统产生干扰。
这里我们先用3.3V单电源供电,选用TI公司生产的TPS7333Q。
电源插孔J1标识为内正外负,+5V稳压直流电源输入。
FUSE为自恢复保险;7333Q电源转换芯片作为5V转3.3V的高性能稳压芯片。
并可提供上电复位信号。
该信号/RS_DSP接到DSP的复位引脚上。
7333输出后的10uF和0.1uF的电容不能省略,否则得不到稳定的3.3V电压。
电容滤波电路是滤去所得3.3V的非直流部分。
1.2为使TMS320LF2407A最小系统正常工作,在设计时需考虑一下四种类型电源,以满足DSP芯片工作。
CPU核电源:
CPU核3.3V引脚VDD,CPU核地引脚VSS
I/O口电源:
I/O口3.3V引脚VDDO,I/O口地引脚VSSO
PLL电源:
PLL3.3V引脚PLLVCCA,PLL地引脚VSS
FLASH编程电源:
FLASH编程5V引脚VCCP
应当把2407A以上所有电源引脚都接到各自供电电源上。
2、时钟电路
时钟电路用来为2407A芯片提供时钟信号,由一个内部振荡器和一个锁相环PLL组成,可通过芯片内部的晶体振荡器或外部的时钟电路驱动。
2.1时钟信号的产生
时钟信号的产生有两种方法:
①使用外部时钟源:
将外部时钟信号直接加到DSP芯片的XINT1/CLKIN引脚,而XINT2引脚悬空。
外部时钟源可以采用频率稳定的晶体振荡器,具有使用方便,价格便宜,因而得到广泛应用。
②使用芯片内部的振荡器和外部的一个无源晶振:
在芯片的XINT1/CLKINX1和XINT2引脚之间接入一个晶体,用于启动内部振荡器。
这里选用第二种方法,电路图如下:
2.2PLL锁相环
锁相环PLL具有频率放大和时钟信号提纯的作用,利用PLL的锁定特性可以对时钟频率进行锁定,为芯片提供高稳定频率的时钟信号。
锁相环还可以对外部时钟频率进行倍频,使外部时钟源的频率低于CPU的机器周期,以降低因高速开关时钟所引起的高频噪声。
3、复位电路
复位分为软件复位和硬件复位。
软件复位:
是通过执行指令实现芯片的复位。
硬件复位:
是通过硬件电路实现复位。
硬件复位有以下几种方法:
上电复位、手动复位、自动复位。
采用硬件自动复位,使用MAX811复位芯片,电路图如下:
4、外部扩展存储器
DSP2407A仿真开发和脱机工作时使用不同的程序存储器。
在仿真开发时,DSP2407A使用片外扩展的SARAM作为程序存储器;而在脱机工作时,DSP2407A使用片内的FLASH存储器作为程序存储器。
2407A片内RAM只有2K,如果要调试较大一些的程序的话就只能外扩RAM作为程序存储器。
外扩的RAM也可以作为数据存储器。
因为2407A内部RAM空间不足,数据采集大的场合,所有采样结果均保存在外部的CY7C1021中,CY7C1021在调试过程中作为程序的外部存储器,正常运行时作为AD采样结果的存储空间。
5、JTAG仿真接口电路
JTAG仿真接口是一个14针接口。
其中EMU0和EMU1要上拉到DSP电源上,上拉电阻一般最大不超过10K,最小不低于2K。
第5引脚是电源引脚,应直接接到电源上。
第6引脚是机械键位,该脚无插针,而仿真器上该脚位也无插孔。
因此,当仿真头插入方向不正确时不能插入,防止错误造成损坏。
6、FLASH烧写的电源供给
VCCP为TMS320LF2407A的flash烧写电源输入脚,flash烧写要用到5V电源,而不是工作电压3.3V。
而DSP正常工作时,VCCP应接成低电平,电路如下:
7、指示灯
8、其他引脚的处理
READY接高电平,使其一直固定为有效的访问外部存储器状态
ENA_144通过上拉电阻接3.3V,其意义为使外部接口信号有效
VIS_OE可视为输出使能引脚,故悬空
TP1、TP2测试引脚,悬空
对于未用的I/O引脚,如果缺省状态为输出引脚,则可以悬空不接;如果缺省状态为输入引脚,可以将它们上拉或下拉为固定电平。
这样做有两方面原因:
一是悬空不接时,电平浮动,对于DSP是一种干扰;二是输入引脚悬空,当高、低电平转换时,会产生功耗。
对于未用的I/O引脚,若没有做硬件处理,在软件初始化时把这些I/O引脚设置为输出引脚。
9、测试电路
五、软件设计
在实验箱按测试电路连接好电路,以备测试仿真使用。
测试程序如下:
#include"2407c.h"
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
/*************************************************************
*系统初始化子程序
************************************************************/
intinitial()
{
asm("setcINTM");//关总中断
asm("clrcSXM");//抑制符号位扩展
asm("clrcOVM");//累加器正常溢出
asm("clrcCNF");//B0被配置为数据存储空间
*WDCR=0x00E8;//关闭看门狗
*SCSR1=0x81FE;//CLKIN=10M,CLKOUT=CLK*4=40M
*IMR=0x0000;//禁止所有中断
*IFR=0xFFFF;//清全部中断,写1清0Z
WSGR=0x00;//禁止所有等待
*MCRA=0;//IOPA、IOPB配置为一般I/O功能
*MCRC=0;//IOPE、IOPF配置为一般I/O功能
*PADATDIR=0xFF00;//IOPA输出低电平
*PBDATDIR=0xFF00;//IOPB输出低电平
*PEDATDIR=0xFF00;//IOPE输出低电平
}
/*************************************************************
*延时pp个ms
************************************************************/
voiddelay(uintpp)
{
uintk,i;
for(k=0;k { for(i=0;i<3997;i++);//延时1ms(用汇编语句具体算出,可见DSP学习心得) } } /************************************************************* *其他中断 *************************************************************/ voidinterruptnothing() { return; } /************************************************************* *主程序 ************************************************************/ voidmain(void) { uinti=0; initial();//初始化 while (1) { //全亮 *PEDATDIR=0xFF1C;//LED1~LED3E口用到2/3/4脚 *PADATDIR=0xFF30;//LED4~LED5A口用到4/5脚 *PBDATDIR=0xFF86;//LED6~LED8B口用到1/2/7脚 delay(1000); //全灭 *PEDATDIR=0xFF00; *PADATDIR=0xFF00; *PBDATDIR=0xFF00; delay(1000); //123 //45 //678 *PEDATDIR=0xFF08;//LED1亮 delay(1000); *PEDATDIR=0xFF00;//LED1灭 *PBDATDIR=0xFF04;//LED2亮 delay(1000); *PBDATDIR=0xFF00;//LED2灭 *PEDATDIR=0xFF04;//LED3亮 delay(1000); *PEDATDIR=0xFF00;//LED3灭 *PADATDIR=0xFF10;//LED4亮 delay(1000); *PADATDIR=0xFF00;//LED4灭 *PEDATDIR=0xFF10;//LED5亮 delay(1000); *PEDATDIR=0xFF00;//LED5灭 *PADATDIR=0xFF20;//LED6亮 delay(1000); *PADATDIR=0xFF00;//LED6灭 *PBDATDIR=0xFF02;//LED7亮 delay(1000); *PBDATDIR=0xFF80;//LED7灭、LED8亮 delay(1000); } } 六、心得与体会 通过本次课程设计,我认识到之前我学的知识不牢,很多都忘掉了。 在做设计时我还要不停的翻书,效率比别人低。 但幸好有同学的无私帮助和耐心讲解。 我基本掌握了protelDXP2004的使用方法。 这让我十分高兴。 我还发现网上有很多自学的好资源,选对了可以有效提高成绩。 通过这学习,我一定吸收教训,课要认真听,不然忘了再拾起来是很难的。 通过这次实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我受益匪浅。 七、附录(最小系统原理图)
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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