带你了解TI的DSP入门芯片TMS320F28335（2） 寄存器, 定时器, 外设

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在这里我们要十分清楚DSP的中断系统。C28XX一共有16个中断源，其中有2个不可屏蔽的中断RESET和NMI、定时器1和定时器2分别使用中断13和14。这样还有12个中断都直接连接到外设中断扩展模块PIE上。说的简单一点就是PIE通过12根线与28335核的12个中断线相连。而PIE的另外一侧有12*8根线分别连接到外设，如AD、SPI、EXINT等等。这样PIE共管理12*8=96个外部中断。这12组大中断由28335核的中断寄存器IER来控制，即IER确定每个中断到底属于哪一组大中断（如IER |= M_INT12;说明我们要用第12组的中断，但是第12组里面的什么中断CPU并不知道需要再由PIEIER确定 ）。接下来再由PIE模块中的寄存器PIEIER中的低8确定该中断是这一组的第几个中断，这些配置都要告诉CPU（我们不难想象到PIEIER共有12总即从PIEIER1-PIEIER12）。另外，PIE模块还有中断标志寄存器PIEIFR，同样它的低8位是来自外部中断的8个标志位，同样CPU的IFR寄存器是中断组的标志寄存器。由此看来，CPU的所有中断寄存器控制12组的中断，PIE的所有中断寄存器控制每组内8个的中断。除此之外，我们用到哪一个外部中断，相应的还有外部中断的寄存器，需要注意的就是外部中断的标志要自己通过软件来清零。而PIE和CPU的中断标志寄存器由硬件来清零。
　　EALLOW; // This is needed to write to EALLOW protected registers
　　PieVectTable.XINT2 = &ISRExint; //告诉中断入口地址
　　EDIS; // This is needed to disable write to EALLOW protected registers
　　PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1; // Enable the PIE block使能PIE
　　PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx5= 1; //使能第一组中的中断5
　　IER |= M_INT1; // Enable CPU 第一组中断
　　EINT; // Enable Global interrupt INTM
　　ERTM; // Enable Global realtime interrupt DBGM
　　也就是说，12组中的每个中断都要完成上面的相同配置，剩下的才是去配置自己的中断。如我们提到的EXINT，即外面来个低电平我们就进入
　　中断，完成我们的程序。在这里要介绍一下，DSP的GPIO口都可以配置为外部中断口，其配置方法如下：
　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO54 = 0; //选择他们是GPIO口
　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO55 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO56 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO57 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO54 = 0;//选择他们都是输入口
　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO55 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO56 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO57 = 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO54= 0;//GPIO时钟和系统时钟一样且支持GPIO
　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO55= 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO56= 0;
　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO57= 0;
　　GpioIntRegs.GPIOXINT3SEL.bit.GPIOSEL = 54;//中断3选择GPIO
　　GpioIntRegs.GPIOXINT4SEL.bit.GPIOSEL = 55;
　　GpioIntRegs.GPIOXINT5SEL.bit.GPIOSEL = 56;
　　GpioIntRegs.GPIOXINT6SEL.bit.GPIOSEL = 57;
　　XIntruptRegs.XINT3CR.bit.POLARITY= 0;//触发模式为下降沿触发
　　XIntruptRegs.XINT4CR.bit.POLARITY= 0;
　　XIntruptRegs.XINT5CR.bit.POLARITY= 0;
　　XIntruptRegs.XINT6CR.bit.POLARITY= 0;
　　XIntruptRegs.XINT3CR.bit.ENABLE = 1;//使能中断
　　XIntruptRegs.XINT4CR.bit.ENABLE = 1;
　　XIntruptRegs.XINT5CR.bit.ENABLE = 1;
　　XIntruptRegs.XINT6CR.bit.ENABLE = 1;
　　注意一点就是外部中断1和2只能对GPIO0—GPIO31配置；外部中断3和4、5、6、7只对GPIO32—GPIO63配置。基于TMS320F28335信号处理板的设计与实现
　　硬件系统设计
　　1．1 方案概述
　　该系统主要功能是DSC通过ADC采样芯片对12路模拟信号进行同时采样。在DSC中进行数据处理后通过异步串行收发器上传到上位机。同时，上位机也可以通过异步收发器向DSC发送预先制定的命令，来控制信号处理板的工作模式和状态。
　　按照功能要求，整个硬件电路可分为3部分：电源模块、数字部分和模拟部分。其功能结构框图如图1所示。

　　

　　1．2 电源模块设计
　　整个处理板的外部输入电压为5 V和±12 V，分别通过对应的电压转换芯片为模拟和数字部分提供不同的电压幅值。对于数字部分，电源模块需要为DSC提供1．9 V的核电压，同时为DSC的外围和其他芯片提供3．3 V的外围电压。本系统选用LT1963AES8集成芯片提供1．9 V，LT1963AEST-3．3集成芯片提供3．3 V。对于模拟部分，系统要求输入ADC的信号幅值范围在±12V内，所以系统分别选用LT1086IT-12和LT11 75IT把输入的±15V电压转换成±12V。
　　1．3 数字电路设计
　　数字部分电路主要是以DSC为中心的应用电路。该部分主要是对ADC传送的数据进行处理、存储，同时完成DSC同上位机的通信和数据传输。由图1可以看到，它包含以下几个部分。外围SRAM扩展，EEPROM扩展电路，SCI上位机通信接口电路。
　　1．3．1 外围SRAM扩展
　　考虑到TMS320F28335片内的RAM资源有限，加上程序空间和数据空间RAM仅为34 kB，16位数据宽度，从而需要对片内的RAM进行扩展，来满足较大量程序的运行。本系统选用Cypress公司的CY7C1011CV33-12ZSXE集成芯片，利用TMS320F28335提供的XINTF接口完成片外RAM的扩展。
　　XINTF是TMS320F28335所提供的一个非复用异步总线，用来完成外部异步器件的扩展。XINTF可以映射外设到3个固定的内存映射区域，当外部资源挂接到某个区域时，则需要通过XINTF的一个片选信号来进行外部资源的选定。
　　CY7C1011CV33-12ZSXE是一个CMOS的静态RAM存储器，其容量大小为64 kB，16位数据宽度。图2是外围SRAM扩展电路连接图。

　　

　　如图2所示，本系统选用ZONE7区域作为RAM的外围扩展。DSC通过其XZCS7管脚向片外SRAM发送片选信号。WE信号用来控制DSC对片外SRAM的读写，当DSC的XWEo管脚为低电平，则DSC对片外RAM进行读写操作；XWEo为高电平，同时DSC的XRD管脚为低电平，则为读操作。
　　1．3．2 EEPROM扩展
　　考虑到系统在加电后，需要对一些设备的状态进行一些初始化，而这些初始化的数据在设备运转时又需要不断改变。因此，在设备运转过程中，实时将数据加以保存，以至于设备断电后数据依旧存在。本系统利用TMS320F28335的SPI接口外扩了一个EEPROM保存设备运转时实时获取的初始化数据。本系统选用Atmel公司的AT25160集成芯片。该芯片的容量为2 kB，其宽度为8位数据宽度。模块电路如图3所示。

　　

　　如图3所示，DSC通过SPISTEA管脚发送片选信号选中EEPROM，通过SPICLKA管脚发送SPI传输时钟，而数据的写入和读出则分别通过SPIS-IMOA和SPISOMIA管脚完成。EEPROM中的HOLD管脚用来暂停与主设备间串行数据传输，WP管脚则用来进行对EEPROM的写保护，如果其为低电平，则主机无法向其写人数据。系统对两管脚输入高电平，保证EEPROM在读写操作过程中一直可以进行而不被中断。
　　1．3．3 SCI上位机通信接口
　　为了实现上位机同DSC异步的通信和数据传输，本系统利用TMS320F28335所提供的SCI接口来完成所需要求。SCI是一个2线的异步串行端口，即常说的UART。其数据的收发支持全双工通信，内部收发均有一个16级的FIFO来缓存数据。为了保证数据可靠，SCI提供奇偶校验，数据溢出检测等操作。SCI接口输出信号的电平是LV—TTL电气标准，通过RS232收发转换器加以驱动，获得RS232电气标准的信号，以便上位机接收。　1．4 模拟电路设计
　　模拟部分电路主要是以ADC为中心的应用电路。其主要实现模拟信号的处理，采集等工作。其中核心部分为AD转换。
　　AD转换部分，主要是通过数字采样来完成模拟信号到数字信号的转变。本系统选用的ADC芯片是美国模拟电气公司的AD7656。模数转换芯片AD7656是高集成度、6通道6 bit逐次逼近（SAR）型ADC，内含1个2．5 V基准电压和基准缓冲器。该器件的功耗比最接近的同类双极性ADC降低了60％。AD7656在每通道250kb·s-1采样速率下的精度是同类产品的两倍。可以由引脚和软件选择模拟电压范围：10 V或5 V；模拟电源电压范围为4．75～5．25 V，因而大范围的工作电压使其无需电平转换等其他措施便可以直接与DSC相连；提供有并行和串行接口。可以工作在-40～85℃。标准模式5 V供电，250 kb·s-1时的功耗为140 mW，待机时仅为100μW。基于iCOMS技术制造的AD7656可以满足工业领域对分辨率、多通道、转换速率和功耗等方面的较高要求。
　　AD7656支持和DSC的并口、串口数据传输，通过SER／PAR SEL管脚的高低电平的选择，来控制采样后数字信号的传输方式。当其为高电平，则使用串行传输方式，反之则使用并行传输方式。本系统选用并行传输方式。在具体的转换过程中，每片AD7656内部的6条采样通路可以分为A、B、C共3组，其中每组通路包含2路通路。3组通路可以同时采样，也可以单独采样，而每组内的两条通路同时采样。管脚CONVSTA，CONVSTB，CONVSTC分别用来对A、B、C采样通路进行控制。当一个上升沿电平到达任一管脚，则该管脚对应模数转换的2路通路被启动，开始完成模数转换。当把三管脚连接，3组采样通路，即所有的6条采样通路同时采样。系统选用3组通路同时采样。
　　当DSC连接有多片ADC时，则需要通过CS片选管脚来进行ADC的选择。当采样开始，BUSY管脚将从低电平变为高电平，在整个采样的过程中，BUSY一直保持高电平，当采样结束，BUSY则从高电平变为低电平，此时DSC就可以开始读取数据。本系统则利用该管脚作为DSC外部中断源的输入管脚。当BUSY上电平由高变低，则通知DSC产生中断，来进行数据的读取。
　　本系统选用2片AD7656完成12路数据采样，通过DSC的XINTF ZONE6把ADC设备映射到DSC上，进行数据传输。通过地址译码和逻辑控制实现2片ADC同DSC的连接。具体结构如图4所示。