基于DSP定时器的LED控制系统设计.docx
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基于DSP定时器的LED控制系统设计
《DSP系统设计及应用》
课程设计报告书
题目名称：
基于DSP定时器的LED控制系统设计
学院：
机电工程学院
专业：
专电气工程及其自动化
班级：
2013级2班
学号：
姓名：
指导教师：
2016年12月
课程设计报告书
设
计
目
的
DSP课程设计是深化和提高课程理论知识的重要途径之一。
以DSP综合集成及应用的基本理论为基础，研究了DSP最小系统设计的基本方法，并学习了用C语言编写DSP编程及使用测试箱及DSP系统的相关软件。
培养独立思考能力；培训分析、总结和撰写技术报告能力，本次课程设计目的在于：
（1）学习用DSP来控制LED灯的闪亮。
（2）学习DSP程序的调试及编写，利用观察变量查看程序运行。
（3）学习测试箱的使用方法。
设计
内容
及
功能
说明
设计内容：
本次设计内容为基于DSP定时器的LED控制系统设计，具体要求如下：
（1）给定电源12V，设计供电电路。
（2）给定外部晶振30M，系统时钟工作在150M，给出寄存器如何配置。
（3）利用定时器定时1秒，实现四个LED灯的秒闪。
（4）自主完成发挥功能。
（5）撰写设计报告。
功能说明：
本设计利用F28335DSP芯片来控制模拟基本的LED闪烁，给予系统额定电压来保证系统的正常工作，用中断的方式定时控制LED灯的集体闪烁频率。
设
计
步
骤
设
计
步
骤
设
计
步
骤
设
计
步
骤
设
计
步
骤
步骤一：
DSP最小系统分析
1.DSP最小系统
能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。
此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路等。
2.晶振电路
DSP的时钟可以有两种连接方式，即外部振荡器方式和谐振器方式。
如果使用内部振荡器，则必须在X1/XCLKIN和X2两个引脚之间连接一个石英晶体。
如果采用外部时钟，可将输入时钟信号直接连到X1/CI。
KIN引脚上，X2悬空。
本设计采用外部晶振，直接选择一个3.3V供电的30MHz晶振实现。
系统工作是通过编程选择5倍频的PLL功能，可实现最高工作频率（150MHz）。
如图1所示：
图1晶振电路图
3.复位电路
对于实际的DSP应用系统，特别是产品化的DSP系统，其可靠性是一个不容忽视的问题。
由于DSP系统的时钟频率较高，在运行时极有可能发生干扰和被干扰的现象，严重的系统问题可能出现死机现象。
为了克服这些情况，除了在软件上做一些保护措施外硬件上必须做相应的处理。
硬件上最有效的保护措施是采用具有看门狗（Watchdog）功能的自动复位电路相结合的方式。
TMS320F28335的复位输入引脚XRS为处理器提供了一种硬件初始化的方法,它是一种不可屏蔽的外中断,可在任何时候对TMS320F28335进行复位。
本设计采用了简单的RC复位电路，复位电路如图所示2：
图2复位电路图
4.电源电路
F28335DSP采用了双电源供电机制，以获得更好的电源性能，其工作电压为3.3V和1.8V。
其中，1.8V主要为该器件的内部逻辑提供电压，包括CPU和其他所有的外设逻辑。
及3.3V供电相比，1.8V供电大大降低功耗。
外部接口引脚仍然采用3.3V电压，便于直接及外部低压器件接口，而无需额外的电平变换电路。
在本设计里我用TI公司的TPS7301单输出可调电压调节器作为主器件的电源电路，将12V转换为3.3V和1.9V供给DSP，使系统正常工作。
电源电路如图3所示：
图3电源电路图
步骤二：
本次设计硬件电路分析
1.定时器中断的实现
为了实现定时器的精确走时功能，系统利用定时器0、PIE模块和CPU中断共同作用产生定时器中断。
首先为定时器0设置定时初值，并开启定时器使其计数。
当定时器计数器寄存器递减到零时，定时器会产生一个中断TINT并将其传送给PIE外设中断模块，当PIE中的中断时能位PIEIER被时能后，PIE会将这个中断传送给CPU，如果CPU的中断使能位和INTM被使能，则CPU会相应定时器0中断，转而执行定时器0的中断服务子程序。
2.LED显示电路
在定时结束后LED要不停地闪亮，提醒用户定时结束。
在本次设计中，将一个发光二极管的输入段及电源相连接，输出及DSP芯片的GPIO4端口相连接，当GPIO端口为低电平时，LED点亮。
步骤三：
CMD文件介绍
.text段：
存放C程序代码；
.cinit：
存放C程序中的变量初值和常量；
.stack：
为C程序系统堆栈保留存储空间、用于保存返回地址、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间结果；
.bss：
为C程序中的全局和静态变量保留存储空间；
.const：
存放C程序中的字符常量、浮点常量和用.const声明的常量；
.sysmem：
用于C程序中的malloc、calloc和realloc函数动态分配存储空间；
.far：
为C程序中用far声明的全局和静态变量保留空间。
MEMORY用于定义目标存储器的映射，描述了目标系统可以使用的物理存储地址范围及其类型。
PAGE0为程序存储空间，起始地址为0x000000包含BEGIN、BOOT_RSVD、RAMM0、RAML0、RAML1、ZONE7A存储区。
PAGE1为数据存储空间，起始地址为0x000400包含了RAMM1、RAML4、RAML5、RAML6、RAML7、ZONE7B存储区。
SECTIONS用于指示连接器怎样组合输入端，以及如何将输出段定位到存储器中，用于将COFF目标文件中的各个段定位置MEMORY伪指令定义的存储区域。
步骤四：
流程图及软件设计
1.系统时钟的详细配置如下
PLLSTS[OSCOFF]=0；
PLLSTS[PLLOFF]=0；
PLLCR[DIV]=1010；
PLLSTS[DIVSEL]=2；
PLLKCR0的ADCENCLK=0。
2.PLL模块的寄存器
锁相环模块的寄存器包括锁相环控制寄存器PLLCR和锁相环状态寄存器PLLSTS，以及外部时钟输出控制寄存器XINTCNF2。
其中XINTCNF2用于配置XCLKOUT及SYSCLKOUT的关系。
PLLCR和PLLSTS用于振荡器和锁相环模块的配置，以产生CPU时钟输入CLKIN，其位分布如下：
1540
PLLCR
R-0R/W-0
1598
PLLSTS
R-0R/W-0
76543210
R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R-0R/W-0R-0R/W-0
OSCOFF和PLLSTS分别用于振荡器时钟和锁相环时钟的允许；PLLOCKS为锁相环锁定状态标志；MCLKOFF、MCLKCLR、和MCLKSTS用于输入时钟失效检测。
3.流程图
图4程序流程图
步骤五：
系统调试及设计结果分析
按下电源按钮，写入程序，刚开始，4个LED灯全灭,等待一秒钟，4个LED等全亮,如此循环.测试结果成功完课程题目的。
效果图如图5所示：
图5效果图
设
计
小
结
通过这次DSP课程设计，我觉得学到了很多东西。
它让我懂得了什么是课程设计，为我们以后的毕业设计打下了一些基础。
更重要的是通过这次课程设计，我多少清楚了在以后的工作中我们这个专业能做些什么，也为我们以后的工作积累了一些经验，很有意义。
在本次课程设计过程中出现了一些不该出现的失误。
一是不会使用CCS软件，在同学的帮助下使用并编写程序。
其二是不能DSP程序烧入试验箱的问题，但是在老师的指导下成功将程序烧入试验箱；之后又遇到DSP程序烧入试验箱后试验箱无反应，同样在老师的帮助下完成实验，并在试验箱上得到想要的实验结果。
通过这次课程报告，使我更深入的掌握了DSP的许多知识，学会了如何让配置寄存器、系统时钟，如何设计电源等等很多知识，不仅复习了以前所学过的知识，而且还接触并学到了很多书本上没有的知识。
使我解决问题时更加冷静和熟练，遇到不会知识的积极查阅相关资料，并做好笔记。
经过仔细调查确定问题的原因和解决问题的能力有了很大提高。
最后，感谢刘老师的帮忙以及同学之间的相互帮助，使我能顺利完成这次课程设计。
评
分
标
准
（一）系统设计部分（50分，分三档，达不到最低档的小组需重新设计上交）
1.完成规定的全部功能，硬件电路设计正确，程序简洁、可读性、逻辑性强，较好的演示了全部功能。
（50分）
2.完成规定的全部功能，硬件电路设计正确，程序较简洁、可读性、逻辑性较强，基本演示了全部功能。
（45分）
3.完成规定的部分功能，硬件电路设计无明显错误，程序设计无明显错误，能够完成部分功能的演示。
（40分）
（二）设计报告撰写情况（45分）
1.态度认真，报告内容充实、撰写规范。
（20分）
2.对所做设计进行了详细的介绍，语言组织精炼，测试数据记录准确。
（25分）
（三）发挥部分（5分）
在完成规定功能的基础上，有创新性功能设计个人，获得此项成绩。
总分
任课教师签字
审核人签字
附录：
附录A：
实物图
图A
图B
附录B：
CMD文件
MEMORY
PAGE0:
BEGIN:
origin=0x000000,length=0x000002
BOOT_RSVD:
origin=0x000002,length=0x00004E
RAMM0:
origin=0x000050,length=0x0003B0
RAML0:
origin=0x008000,length=0x001000
RAML1:
origin=0x009000,length=0x002000
ZONE7A:
origin=0x200000,length=0x00FC00
CSM_RSVD:
origin=0x33FF80,length=0x000076
CSM_PWL:
origin=0x33FFF8,length=0x000008
ADC_CAL:
origin=0x380080,length=0x000009
RESET:
origin=0x3FFFC0,length=0x000002
IQTABLES:
origin=0x3FE000,length=0x000b50
IQTABLES2:
origin=0x3FEB50,length=0x00008c
FPUTABLES:
origin=0x3FEBDC,length=0x0006A0
BOOTROM:
origin=0x3FF27C,length=0x000D44
PAGE1:
RAMM1:
origin=0x000400,length=0x000400
RAML4:
origin=0x00B000,length=0x002000
RAML5:
origin=0x00D000,length=0x001000
RAML6:
origin=0x00E000,length=0x001000
RAML7:
origin=0x00F000,length=0x001000
ZONE7B:
origin=0x20FC00,length=0x00040
SECTIONS
codestart:
>BEGIN,PAGE=0
ramfuncs:
>RAML0,PAGE=0
.text:
>RAML1,PAGE=0
.cinit:
>RAML0,PAGE=0
.pinit:
>RAML0,PAGE=0
.switch:
>RAML0,PAGE=0
.stack:
>RAMM1,PAGE=1
.ebss:
>RAML4,PAGE=1
.econst:
>RAML5,PAGE=1
.esysmem:
>RAMM1,PAGE=1
IQmath:
>RAML1,PAGE=0
IQmathTables:
>IQTABLES,PAGE=0,TYPE=NOLOAD
IQmathTables2:
>IQTABLES2,PAGE=0,TYPE=NOLOAD
FPUmathTables:
>FPUTABLES,PAGE=0,TYPE=NOLOAD
DMARAML4:
>RAML4,PAGE=1
DMARAML5:
>RAML5,PAGE=1
DMARAML6:
>RAML6,PAGE=1
DMARAML7:
>RAML7,PAGE=1
ZONE7DATA:
>ZONE7B,PAGE=1
.reset:
>RESET,PAGE=0,TYPE=DSECT
csm_rsvd:
>CSM_RSVDPAGE=0,TYPE=DSECT
csmpasswds:
>CSM_PWLPAGE=0,TYPE=DSECT
.adc_cal:
load=ADC_CAL,PAGE=0,TYPE=NOLOAD
附录C：
源程序
#include"DSP2833x_Device.h"
#include"DSP2833x_Examples.h"
interruptvoidzz（void）;
#defineLED（*（unsignedshortint*）0x180000）
#defineSRAM_Base_Adress0x100000
voidmain（void）
InitSysCtrl（）;
InitXintf16Gpio（）;
DINT;
InitPieCtrl（）;
InitPieVectTable（）;
EALLOW;
IER=0x0000;
IFR=0x0000;
PieVectTable.TINT0=&zz;
EDIS;
InitCpuTimers（）;
ConfigCpuTimer（&CpuTimer0,150,1000000）;
CpuTimer0Regs.TCR.all=0x4001;
IER|=M_INT1;
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7=1;
EINT;
ERTM;
LED=0xff;
for（;;）;}
interruptvoidzz（void）
{LED=～LED;
PieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1;
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