第8章-C55x的片上外设A课件.ppt
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- C55x 外设 课件
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1、本章内容提要本章内容提要n时钟发生器时钟发生器n通用定时器通用定时器n通用通用I/O口(口(GPIO)n外部存储器接口(外部存储器接口(EMIF)n多通道缓冲串口多通道缓冲串口(McBSP)n模数转换器(模数转换器(ADC)n看门狗定时器(看门狗定时器(Watchdog)nI2C模块模块8.1 时钟发生器时钟发生器n 时钟发生器概况时钟发生器概况n 时钟工作模式时钟工作模式n CLKOUTCLKOUT输出输出n 使用方法使用方法8.1.1 时钟发生器概况时钟发生器概况l 作用:从作用:从CLKIN引脚接收输入时钟信号,将其变换为引脚接收输入时钟信号,将其变换为CPU及其外设所需要的工作时钟。及
2、其外设所需要的工作时钟。工作时钟经过分频通过工作时钟经过分频通过引脚引脚CLKOUT输出,可输出,可供其他器件使用供其他器件使用时钟发生器内有一个数字锁相时钟发生器内有一个数字锁相环(环(DPLL)和一个时钟模式)和一个时钟模式寄存器(寄存器(CLKMD)8.1.2 时钟工作模式时钟工作模式l时钟发生器有三种工作模式时钟发生器有三种工作模式:u旁路模式(旁路模式(BYPASS)u锁定模式(锁定模式(LOCK)uIdle模式模式l时钟模式寄存器(时钟模式寄存器(CLKMD)中的)中的PLL ENABLE位控制位控制旁路模式和锁定模式旁路模式和锁定模式l可以通过关闭可以通过关闭CLKGEN Idl
3、e模块使时钟发生器工作在模块使时钟发生器工作在Idle模式。模式。1旁路模式(旁路模式(BYPASS)l如果如果PLL ENABLE=0,PLL工作于旁路模式,工作于旁路模式,PLL对输对输入时钟信号进行分频。分频值由入时钟信号进行分频。分频值由BYPASS DIV确定:确定:u如果如果BYPASSDIV=00,输出时钟信号的频率与输入,输出时钟信号的频率与输入信号的频率相同,即信号的频率相同,即1分频分频u如果如果BYPASSDIV=01,输出时钟信号的频率是输入,输出时钟信号的频率是输入信号的信号的1/2,即,即2分频分频u如果如果BYPASSDIV=1x,输出时钟信号的频率是输入,输出时
4、钟信号的频率是输入信号的信号的1/4,即,即4分频分频2.锁定模式(锁定模式(LOCK)l如果如果PLL ENABLE=1,PLL工作于锁定模式,工作于锁定模式,输出的时钟频率由下面公式确定:输出的时钟频率由下面公式确定:输入频率1DIV PLLMULT PLL输出频率表表8-1 时钟模式寄存器时钟模式寄存器CLKMD(1)位字 段说 明15Rsvd保留14IAI退出Idle状态后,决定PLL是否重新锁定0 PLL将使用与进入Idle状态之前相同的设置进行锁定1 PLL将重新锁定过程13IOB处理失锁0 时钟发生器不中断PLL,PLL继续输出时钟1 时钟发生器切换到旁路模式,重新开始PLL锁相
5、过程12TEST必须保持为0117PLL MULT锁定模式下的PLL倍频值,031表表8-1 时钟模式寄存器时钟模式寄存器CLKMD(2)位字 段说 明65PLL DIV锁定模式下的PLL分频值,034PLL ENABLE使能或关闭PLL0 关闭PLL,进入旁路模式1 使能PLL,进入锁定模式32BYPASS DIV旁路下的分频值00 一分频01 二分频10或11 四分频1BREAKLNPLL失锁标志0 PLL已经失锁1 锁定状态或有对CLKMD寄存器的写操作0LOCK锁定模式标志0 时钟发生器处于旁路模式1 时钟发生器处于锁定模式3.Idle模式模式l为了降低功耗,可以加载为了降低功耗,可以
6、加载Idle配置,使配置,使DSP的时钟发的时钟发生器进入生器进入Idle模式模式l当时钟发生器处于当时钟发生器处于Idle模式时,输出时钟停止,引脚模式时,输出时钟停止,引脚被拉为高电平。被拉为高电平。8.1.3 CLKOUT输出输出lCPU时钟可以通过一个时钟分频器对外提供时钟可以通过一个时钟分频器对外提供CLKOUT信号信号lCLKOUT的频率由系统寄存器(的频率由系统寄存器(SYSR)中的)中的CLKDIV确定确定u当当CLKDIV=000b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率时钟频率u当当CLKDIV=001b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的
7、时钟频率的1/2u当当CLKDIV=010b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的时钟频率的1/3u当当CLKDIV=011b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的时钟频率的1/4u当当CLKDIV=100b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的时钟频率的1/5u当当CLKDIV=101b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的时钟频率的1/6u当当CLKDIV=110b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的时钟频率的1/7u当当CLKDIV=111b时,时,CLKOUT的频率等于的频率等于CPU时钟频率的
8、时钟频率的1/88.1.4 使用方法使用方法l通过对时钟模式寄存器(通过对时钟模式寄存器(CLKMD)的操作,可以根据)的操作,可以根据需要设定时钟发生器的工作模式和输出频率需要设定时钟发生器的工作模式和输出频率l在设置过程中除了工作模式、分频值和倍频值以外,在设置过程中除了工作模式、分频值和倍频值以外,还要注意其他因素对还要注意其他因素对PLL的影响的影响 1.省电(省电(Idle)l为了减少功耗,可以使时钟发生器处于省电状态为了减少功耗,可以使时钟发生器处于省电状态l当时钟发生器退出省电状态时,当时钟发生器退出省电状态时,PLL自动切换到旁路自动切换到旁路模式,进行跟踪锁定,锁定后返回到锁
9、定模式模式,进行跟踪锁定,锁定后返回到锁定模式l时钟模式寄存器与省电有关的位是时钟模式寄存器与省电有关的位是IAIuIAI=0:PLL将使用与进入将使用与进入Idle状态之前相同的设置进行状态之前相同的设置进行锁定锁定uIAI=1:PLL将重新锁定过程将重新锁定过程2.DSP复位复位l在在DSP复位期间和复位之后,复位期间和复位之后,PLL工作于旁路模式,工作于旁路模式,输出的时钟频率由输出的时钟频率由CLKMD引脚上的电平确定引脚上的电平确定u如果如果CLKMD引脚为低电平,则输出频率等于输入引脚为低电平,则输出频率等于输入频率频率u如果如果CLKMD引脚为高电平,则输出频率等于输入引脚为高
10、电平,则输出频率等于输入频率的频率的1/2。注意:注意:5509A无无CLKMD引脚!引脚!3.失锁失锁l锁相环对输入时钟跟踪锁定之后,可能会由于其他原锁相环对输入时钟跟踪锁定之后,可能会由于其他原因使其输出时钟发生偏移,导致失锁。因使其输出时钟发生偏移,导致失锁。l出现失锁现象后,出现失锁现象后,PLL的动作由时钟模式寄存器中的的动作由时钟模式寄存器中的IOB确定确定uIOB=0:时钟发生器不中断时钟发生器不中断PLL,PLL继续输出时继续输出时钟钟uIOB=1:时钟发生器切换到旁路模式,重新开始时钟发生器切换到旁路模式,重新开始PLL锁相过程锁相过程8.2 通用定时器通用定时器n定时器概况
11、定时器概况n工作原理工作原理n定时器使用要点定时器使用要点n定时器应用实例定时器应用实例8.2.1 定时器概况定时器概况lC55x 芯片提供了两个定时器芯片提供了两个定时器uTMS320VC5503/5507/5509A/5510提供的是两个提供的是两个20位的位的定时器定时器l定时器由两部分组成:定时器由两部分组成:u预定标计数寄存器(预定标计数寄存器(PSC),4位位u主计数器(主计数器(TIM),16位位l寄存器寄存器:u计数寄存器(计数寄存器(PSC,TIM)u周期寄存器(周期寄存器(TDDR,PRD):在定时器初始化或定时值重新装在定时器初始化或定时值重新装入过程中,将周期寄存器的内
12、容复制到计数寄存器中入过程中,将周期寄存器的内容复制到计数寄存器中图图8-2 定时器结构框图定时器结构框图8.2.2 工作原理工作原理l定时器的工作时钟定时器的工作时钟uDSP内部的内部的CPU时钟时钟u引脚引脚TIN/TOUTl利用定时器控制寄存器(利用定时器控制寄存器(TCR)中的字段)中的字段FUNC可以确定时钟源和可以确定时钟源和TIN/TOUT引脚的功引脚的功能能l预定标计数寄存器(预定标计数寄存器(PSC)由输入时钟驱动,)由输入时钟驱动,PSC在每在每个输入时钟周期减个输入时钟周期减1;当其减到当其减到0时,时,TIM减减1,当,当TIM减到减到0,定时器向,定时器向CPU发送一
13、个中断请求(发送一个中断请求(TINT)或向)或向DMA控制器发送同步事件控制器发送同步事件l定时器发送中断信号或同步事件信号的频率可用下式计定时器发送中断信号或同步事件信号的频率可用下式计算:算:1PRD1TDDRTINT输入时钟频率频率l通过设置定时器控制寄存器(通过设置定时器控制寄存器(TCR)中的自动重装控制)中的自动重装控制位位ARB,可使定时器工作于自动重装模式,可使定时器工作于自动重装模式:u当当TIM减到减到0,重新将周期寄存器(,重新将周期寄存器(TDDR,PRD)的内容复制到计数寄存器(的内容复制到计数寄存器(PSC,TIM)中,继续)中,继续定时定时l定时器包括定时器包括
14、4个寄存器个寄存器u定时器预定标寄存器定时器预定标寄存器PRSC,表表8-2u主计数寄存器主计数寄存器TIM,表表8-3u主周期寄存器主周期寄存器PRD,表表8-4u定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCR,表表8-5表表8-2 定时器预定标寄存器定时器预定标寄存器 PRSC位字 段数 值说 明1510Rsvd保留96PSC0hFh预定标计数寄存器54Rsvd保留30TDDR0hFh当PSC重新装入时,将TDDR的内容复制到PSC中表表8-3 主计数寄存器主计数寄存器 TIM位字 段数 值说 明150 TIM0000hFFFFh主计数寄存器表表8-4 主周期寄存器主周期寄存器 PRD位字 段数
15、值说 明150PRD0000hFFFFh主周期寄存器。当TIM必须重新装入时,将PRD的内容复制到TIM中表表8-5 定时器控制寄存器定时器控制寄存器 TCR(1)位字 段数 值说 明15IDLEEN01定时器的Idle使能位。定时器不能进入idle状态如果idle状态寄存器中的PERIS=1,定时器进入idle状态14INTEXT01时钟源从内部切换到外部标志位定时器没有准备好使用外部时钟源定时器准备使用外部时钟源13ERRTIM01定时器错误标志没有监测到错误,或ERRTIM已被读取出错1211FUNCFUNC=00bFUNC=01bFUNC=10bFUNC=11b定时器工作模式选择位TI
16、N/TOUT为高阻态,时钟源是内部CPU时钟TIN/TOUT为定时器输出,时钟源是内部CPU时钟TIN/TOUT为通用输出,引脚电平反映的是DATOUT位的值TIN/TOUT为定时器输入,时钟源是外部时钟表表8-5 定时器控制寄存器定时器控制寄存器 TCR(2)位字 段数 值说 明10TLB01定时器装载位TIM、PSC不重新装载将PRD、TDDR分别复制到TIM、PSC中9SOFT在调试中遇到断点时定时器的处理方法8FREE76PWID00011011定时器输出脉冲的宽度1个CPU时钟周期2个CPU时钟周期4个CPU时钟周期8个CPU时钟周期5ARB01自动重装控制位ARB清0每次TIM减为
17、0,PRD装入TIM中,TDDR装入PSC中表表8-5 定时器控制寄存器定时器控制寄存器 TCR(3)位字 段数 值说 明4TSS01定时器停止状态位启动定时器停止定时器3C/P01定时器输出时钟/脉冲模式选择输出脉冲。脉冲宽度由PWID定义,极性由POLAR定义输出时钟。引脚上信号的占空比为50%。2POLAR01时钟输出极性位正极性负极性1DATOUT01当TIN/TOUT作为通用输出引脚,该位控制引脚上的电平低电平高电平0Rsvd0保留8.2.3 定时器使用要点定时器使用要点1.初始化定时器初始化定时器 (1)停止计时()停止计时(TSS=1),使能定时器自动装载使能定时器自动装载(TL
18、B=1)(2)将预定标计数器周期数写入)将预定标计数器周期数写入TDDR(以输入的时钟(以输入的时钟周期为基本单位)周期为基本单位)(3)将主计数器周期数装入)将主计数器周期数装入PRD (4)关闭定时器自动装载()关闭定时器自动装载(TLB=0),启动计时),启动计时(TSS=0)2.停止停止/启动定时器启动定时器l利用时钟控制寄存器(利用时钟控制寄存器(TCR)中的)中的TSS位可以位可以停止(停止(TSS=1)或启动定时器()或启动定时器(TSS=0)3.DSP复位后定时器寄存器的值复位后定时器寄存器的值l停止定时(停止定时(TSS=1)l预定标计数器值为预定标计数器值为0l主计数器值为
19、主计数器值为FFFFhl定时器不进行自动重装(定时器不进行自动重装(ARB=0)lIDLE指令不能使定时器进入省电模式指令不能使定时器进入省电模式l仿真时遇到软件断点定时器立即停止工作仿真时遇到软件断点定时器立即停止工作lTIN/TOUT为高阻态,时钟源是内部时钟为高阻态,时钟源是内部时钟(FUNC=00b)8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例 例例8-1,在,在TIN/TOUT引脚上产生一个引脚上产生一个2MHz的的时钟,假定时钟,假定DSP的的CPU时钟为时钟为200MHz。l要点:要点:uTIN/TOUT引脚配置为定时器输出,引脚配置为定时器输出,FUNC设置为设置为01bu为了使这
20、个引脚工作在时钟模式,为了使这个引脚工作在时钟模式,CP设置为设置为1buTIN/TOUT的极性为默认的的极性为默认的0bu由于每当计数器减为由于每当计数器减为0时,引脚的电平就会翻转一时,引脚的电平就会翻转一次。要将次。要将CPU的时钟频率除以的时钟频率除以100倍,就要求每个倍,就要求每个高电平和低电平周期内的计数为高电平和低电平周期内的计数为50u设置自动装入(设置自动装入(ARB=1),使每次计数器减为),使每次计数器减为0时,时,计时器自动装入计数值,并重新开始计数计时器自动装入计数值,并重新开始计数u置置TCR中的中的FREE bit 为为1,使计时器在遇到仿真断,使计时器在遇到仿
21、真断点时能够继续工作点时能够继续工作u将将TCR中的中的IDLEEN bit清清0,使计时器即便在外设,使计时器即便在外设时钟模块处于时钟模块处于idle状态下仍然工作状态下仍然工作;*;定时器寄存器地址;*TIM0.set 0 x1000 ;TIMER0计数寄存器PRD0 .set 0 x1001 ;TIMER0周期寄存器TCR0 .set 0 x1002 ;TIMER0控制寄存器PRSC0 .set 0 x1003 ;TIMER0预定标寄存器;*;定时器配置;*TIMER_PERIOD .set 9;定时器的周期为10TIMER_PRESCALE.set 4;预定标值为5.textINIT
22、:mov#TIMER_PERIOD,port(#PRD0);配置定时器周期寄存器mov#TIMER_PRESCALE,port(#PRSC0);配置定时器预定标寄存器mov#0000110100111000b,port(#TCR0);0IDLEEN 0=不和外设域一起 idle;0INTEST n/al 初始化代码如下:初始化代码如下:;0ERR_TIM 1=如果非法功能改变发生;01 FUNC 01=TIN/TOUT引脚是定时器输出;1TLB 1=从周期寄存器装入;0SOFT n/a;1FREE 1=仿真暂停时,计数器不停;00 PWID n/a;1 ARB 1=使能自动重装入;1 TSS
23、1=停止定时器;1 CP 0=脉冲模式,1=时钟(触发)模式;0 POLAR 0=正则极性;0 DATOUT n/a;0 Rsvdand#1111101111101111b,port(#TCR0);0 TLB 0=停止从周期寄存器装入;0 TSS 0=启动计时器8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例数字振荡器原理数字振荡器原理设一个传递函数为正弦序列sinkT,其z变换为1121CzAzBzH(z)=其中,A=2cosT,B=1,C=sinT。8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例设初始条件为0,求出上式的反Z变换得:yk=Ayk1+Byk2+Cxk1这是一个二阶差分方程,其单位冲击响应即
24、为sinkT。利用单位冲击函数xk1的性质,即仅当k=1时,xk1=1,代入上式得:8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例 k=0 y0=Ay-1+By-2+0=0 k=1 y1=Ay0+By-2+c=c k=2 y2=Ay1+By0+0=Ay1 k=3 y3=Ay2+By1 .k=n yn=Ayn-1+Byn-2在k2以后,yk能用yk-1和yk-2算出,这是一个递归的差分方程。8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例根据上面的说明,我们可以开始数字振荡器的设计。设该振荡器的频率为2kHz,采样率为40kHz(通过定时器设置,每隔25us中断一次,产生一个yn)则递归的差分方程系数为:8.
25、2.4 定时器应用实例定时器应用实例 A=2cosT=2cos(2 x PI x 2000/40000)=2 x 0.95105652 B=1 C=sinT=sin(2 x PI x 2000/40000)=0.30901699 15213 72CC1520002BC152792ABC8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例主程序在初始化时先计算出y1和y2,然后开放定时器中断。以后每次进入定时器中断服务程序时,利用前面的y1和y2,计算出新的有y0 8.2.4 定时器应用实例定时器应用实例.title for test INT service program.(25us).mmregs.gl
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