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第 7 章 TMS320C54x 片内外设及其应用

第 7 章 TMS320C54x 片内外设及其应用. C54x 片内集成了大量外部设备，包括 : 通用 I/O 引脚、定时器、主机接 口、串行口、时钟产生逻辑、等待状态产生器、直接存储器访问和外部总线接口等。. TMS320C54x DSP CPU and Peripherals Reference Set Volume 1_spru131g.pdf Volume 5 Enhanced Peripherals Set spru302.pdf. 第 7 章 TMS320C54x 片内外设及其应用. 其功能结构如图 7-1 所示 :.

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第 7 章 TMS320C54x 片内外设及其应用

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  1. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 C54x片内集成了大量外部设备，包括: 通用I/O引脚、定时器、主机接 口、串行口、时钟产生逻辑、等待状态产生器、直接存储器访问和外部总线接口等。 • TMS320C54x DSP CPU and Peripherals Reference Set Volume 1_spru131g.pdf • Volume 5 Enhanced Peripherals Set spru302.pdf

  2. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 其功能结构如图7-1所示 :

  3. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 本章主要介绍GPIO引脚、定时器、HPI-8、McBSP和DMA的工作原理。 目录： • 7.1 通用I/O引脚(GPIO) • 7.2 定时器 • 7.3 主机接口HPI • 7.4 直接存储器访问DMA • 7.5 多通道缓冲串行口(McBSP)

  4. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.1 通用I/O引脚(GPIO) 在C54x芯片中主要提供了两条通用I/O(General Purpose I/O，简称GPI/O)引脚： • 外部标志输出XF • 跳转控制输入BIO 本节将以TMS320VC5402A为例介绍这种引脚。

  5. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.1.1 XF和BIO引脚 1. XF引脚 XF是一个输出引脚，输出电平可通过对ST1的D13位(XF)进行控制。此外，XF引脚有一定的驱动能力。

  6. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 例7-1 采用XF引脚组成的告警电路。 告警时，用指令：SSBX XF，点亮LED； 不告警时，用指令：RSBX XF，熄灭LED。 采用XF引脚组成的告警电路：

  7. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 BIO引脚 它是一个输入引脚。 可以作为查询引脚； 也可作为外部中断申请引脚.

  8. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 例7-2 观察下列指令的执行情况。 BC 1500h, TC, NC, BIO；当TC=1、C=0且 ；BIO为低时，程序转移，PC=1500h。

  9. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.1.2 其它GPIO引脚 以TMS320VC5402A芯片为例，下列一些引脚可以在不使用片内外设时被配置成为GPIO引脚： • 18条多缓冲串行口(McBSP)引脚:BCLKX0/1/2、BCLKR0/1/2、BDR0/1/2、BFSX0/1/2、BFSR0/1/2、BDX0/1/2 • 8条主机接口(HPI)的数据引脚:HD0~HD7。

  10. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 2. 主机接口(HPI)的数据引脚作为GPIO 当HPI被用作HPI16模式(HPI16 = 1)，或是禁用HPI(HPIENA = 0)时，HPI的数据线可以作为GPIO来使用。 通过两个通用I/O控制寄存器(GPIOCR)和通用I/O状态寄存器(GPIOSR)来完成操作设置。

  11. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 • GPIOCR用来将HD0~HD7配置为输入或者是输出引脚。DIRx=0 配置输入。 它的结构如图 ：

  12. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 • GPIOSR用来反映GPI/O引脚的输入状态（当HD0~HD7被配置为输入引脚时），或是用来给出引脚的输出电平（当HD0~HD7被配置为输出引脚时）。 结构如图所示 ：

  13. 例7-3 将HPI的HD0–3 设为输入引脚, HD4–7为输出引脚, HD0–3 的状态存储到 AR3; 设置 HD4–7 为 0101b. GPIOCR .set 3Ch;MMR GPIOCR address is 3Ch GPIOSR .set 3Dh;MMR GPIOSR address is 3Dh .text STM #0F0h, GPIOCR ; HD0-3 输入,HD4-7 输出 . . . LDM GPIOSR, A ;得到 GPIOSR值. AND #0Fh, A;Mask off MSBs. STLM A, AR3;Store value of HD0-3 in AR3. STM #050h, GPIOSR;Set HD4-7 to 0101b. . . .

  14. 7.2 定时器 7.2.1 定时器的工作原理 定时器用于定时控制、延时、外部事件的计数等。C54x片内集成了1~4个可编程的定时器，下图示出了一个片内定时器的结构： 定时器控制寄存器TCR

  15. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 定时器的组成： • 定时寄存器TIM • 周期寄存器PRD • 预分频计数器PSC • 预分频系数TDDR及控制逻辑电路等

  16. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 它分为两个模块： • 主定时模块：包括TIM和PRD，地址分别是0024h和0025h。 • 预分频模块：由PSC和TDDR组成，它们分别位于定时器控制寄存器TCR的D9~D6、D3~D0位。

  17. 11 10 15-12 9-6 5 4 3-0 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 1.定时器控制寄存器TCR TCR地址为0026h。它包含了定时器的控制与状态信息以及预分频计数器PSC、预分频系数TDDR等。 其结构如下图所示 ：

  18. TCR各位的作用如下表:

  19. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 2. 定时器的工作原理 计数器的初值装入： SRESET是DSP的复位信号， TRB为定时器的复位信号，两者中有一个为1，就可使或门3输出使能信号，并通过或门1和或门2产生使能信号，将PRD的值装入TIM；将TDDR的值装入PSC。这就是计数器的初值装入。

  20. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 在DSP复位时(TSS为0)或将TSS清0时，与门5被使能，CPU clock将作为计数源送入PSC的计数端。 PSC在计数初值的基础上每来一个计数脉冲就减1计数，当减至0时，在下一个脉冲到来时会产生一个借位，该借位脉冲将作为TIM的计数脉冲，使TIM减1，同时通过或门2使能，将TDDR值重新装入PSC，PSC在此初值下继续减1计数。

  21. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 当将TSS位置1时，与门5关闭，不允许CPU clock输入，并且停止定时器的工作。 TIM的计数源是PSC的溢出借位信号。TIM在计数初值的基础上每来一个计数脉冲就减1计数，当减至0时会产生一个借位，并引发下列行为： 1）向主机发出中断申请信号TINT；

  22. 定时器定时时间的计算公式如下： 定时周期=CLKOUT×(TDDR+1)×(PRD+1) 其中：CLKOUT是CPU的时钟周期。 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 TIM减至0时产生一个借位，并引发下列行为： 1）向主机发出中断申请信号TINT； 2）通过驱动门4和引脚TOUT输出信号； 3）通过或门1使能，将PRD的值重新装入TIM， 作为TIM的计数初值。从而完成定时工作的一个基本过程。

  23. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.2.2 定时器的编程 在应用编程中应该掌握的三个关键点： • 怎样计算计数初值 • 怎样对定时器进行初始化 • 怎样配置定时器的中断

  24. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 1.怎样计算计数初值 例：定时周期=1ms，设时钟周期 CLKOUT=1/80M=12.5ns，求TDDR及PRD。 先假定：分频系数TDDR=9 定时周期 =CLKOUT×(TDDR+1)×(PRD+1) =12.5×(9+1) ×(PRD+1) =1ms 求得：PRD=7999(10)=1F3FH；

  25. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 2.怎样对定时器进行初始化 通过下列步骤对定时器进行初始化： 1）将TCR的TSS置1，关闭定时器 2）装载PRD 3）初始化TDDR：将TRB置1去重新装载定时器的 初值，将TSS清0以使能定时器。

  26. 11 10 15-12 9-6 5 4 3-0 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 例： STM #0010H，TCR；TSS=1，关闭定时器 STM #1F3FH，PRD；加载周期寄存器 STM #0E69H，TCR；TDDR=9，TRB=1，装载 ；TIM及PSC ，TSS=0，启 ；动定时器

  27. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 3.怎样配置定时器的中断 假定INTM=1，定时器中断的设置方法如下： 1）给IFR的TINT位写入1，以清除没有处理完的定时器中断； 2）给IMR的TINT位写入1，以使能定时器的中断； 3）INTM位清0，使能全部可屏蔽中断。

  28. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 例： STM #0008H，IFR；清除没处理完的定时器1中断 STM #0008H，IMR；开放定时器1中断 RSBX INTM ；开总中断 IFR、IMR

  29. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.2.2 定时器的编程 • 【例7-4】采用片内定时器实现方波信号发生器。在引脚XF端输出周期为2s、占空比为50%的方波信号。设时钟周期CLKOUT=1/80M=12.5ns,通过中断方式完成编程。 • 取定时周期=1ms，分频系数TDDR=9; • 定时周期 =CLKOUT×(TDDR+1)×(PRD+1) =12.5×(9+1)×(PRD+1) =1ms • 求得：PRD=7999(10)=1F3FH

  30. 7.2.2 定时器的编程 （1）主程序清单 .file "timer.asm" .mmregs ;54X 存储器影像寄存器定义 .global main ;声明 main为全局符号 .def timer_iserv TIM0 .set 0x0024 ; 定时器0定时寄存器 PRD0 .set 0x0025 ; 定时器0周期寄存器0 TCR0 .set 0x0026 ; 定时器0控制寄存器 TIM0_VAL .set 0x1F3F ; 定时0定时寄存器赋值为1F3Fh ; ;（此程序没有使用 ）;（十进制7999） PRD0_VAL .set 0x1F3F ;周期寄存器赋值为1F3Fh (7999) TCR0_VAL .set 0x0E69 ; 控制寄存器赋值为0E69h，0000 11100110 1001 ; 即free.soft=11b, PSC=1001b,TRB=1,TSS=0, TDDR=1001b

  31. 7.2.2 定时器的编程 （1）主程序清单 ;SWWSR .set 0x0028 ; software wait-state register SWWSR_VAL .set 0x36DB ; (0011011011011011b)三个空间都插入了3个等待周期 SWCR .set 0x002B ; 软件等待状态控制寄存器 SWCR_VAL .set 0x0001 ; 三个空间都插入的3个等待周期都乘以2 TINT0_ENBL .set 0x0008 ;开放TIMER0中断 ;CLKMD .set 0x0058 ;锁相环PLL软件控制时钟方式寄存器 PLLX5 .set 0x43EF ;锁相环PLL软件控制时钟方式寄存器CLKMD的 ; 设置字；01000011 1110 1111，外部时钟16MHz, 5倍频到80MHz, PLLCOUNT=125

  32. 7.2.2 定时器的编程 OVLY_1 .set 0x00A0 ;PMST中: 0000 00001010 0000 IPTROVLY stack_size .set 100 stack .usect ".stack" , stack_size sys_stack .set stack+stack_size .bss XF_FLAG, 1 .bss LED_DISP, 1 ;此程序没有使用 .text main: STM #sys_stack, SP ANDM #0fffeh, *(SP) ; 堆栈指针长字（双字）对齐 STM #OVLY_1, PMST ;设置OVLY=1，MP/MC=0， STM #SWWSR_VAL, SWWSR ;插入三个等待周期, DROM=0等

  33. 7.2.2 定时器的编程 * ; PLL的倍频，分频变换 STM #0，CLKMD；切换到DIV方式 DIV_Status： LDM CLKMD，B AND #01h，B;测试PLLSTATUS位， BC DIV_Status，BNEQ ;若B=0, 则已切换到DIV方式 STM PLLX5，CLKMD;设置锁相环为PLL×5方式 PLL_Status： LDM CLKMD，B AND #01h，B;测试PLLSTATUS位， BC PLL_Status，BEQ ;若B≠0，则已切换到倍频方式

  34. 7.2.2 定时器的编程 * ;配置和启动定时器 STM #TINT0_ENBL, IMR ; 开TINT中断 STM #XF_FLAG, AR1 ; AR1中是XF状态XF_FLAG的地址 ST #0, *AR1 ; 复位XF状态为0 STM #03E8h, AR2 ; 倒计时中断次数1000（03E8h） STM #PRD0_VAL, PRD ; 装入主定时模块计数初值1F3Fh STM #TCR0_VAL, TCR ;装入预分频模块计数初值9， TSS=0，启动定时器 RSBX INTM ;开总中断 WAIT: BD WAIT NOP NOP NOP

  35. 7.2.2 定时器的编程 * ;中断服务程序 timer_iserv: BANZ EXIT_ISERV, *AR2- STM #03E8h, AR2 ; 重载倒计时中断次数1000（03E8h） BITF *AR1, #1h ;位测试XF_FLAG的最低位，AR1中是 XF_FLAG的地址 BC XF_0, TC ;若TC=1则XF_FLAG最低位为1, 转XF_0 SSBX XF ;XF置1 ST #01h, *AR1 ;标志位XF_FLAG置1 B EXIT_ISERV XF_0: RSBX XF ;XF清0 ST #00h, *AR1 ;标志位XF_FLAG清0 EXIT_ISERV: RETE .end

  36. 7.2.2 定时器的编程 （2）中断向量程序清单 VECTORS.ASM .mmregs ;54X 存储器影像寄存器定义 .ref main ;声明 main为其他函数定义符号 .ref timer_iserv .sect ".vectors" IV_RESET: BD main ;复位中断，跳转到主程序入口 nop nop IV_NMI: rete ;NMI中断，开中断返回 nop nop nop SINT17:rete ;SINT17中断，开中断返回 nop nop nop

  37. 7.2.2 定时器的编程 （2）中断向量程序清单 SINT18: rete nop nop nop SINT19: rete nop nop nop SINT20: rete nop nop nop SINT21: rete nop nop nop SINT22: rete nop nop nop SINT23: rete nop nop nop SINT24: rete nop nop nop SINT25: rete nop nop nop SINT26: rete nop nop nop SINT27: rete nop nop nop SINT28: rete nop nop nop SINT29: rete nop nop nop

  38. 7.2.2 定时器的编程 SINT30: rete nop nop nop INT0: rete nop nop nop INT1: rete nop nop nop INT2: rete nop nop nop TINT0: b timer_iserv nop nop BRINT0: rete nop nop nop BXINT0: rete nop nop nop DMAC0: rete nop nop nop

  39. 7.2.2 定时器的编程 TINT1: rete nop nop nop INT3: rete nop nop nop HPINT: rete nop nop nop BRINT1: rete nop nop nop BXINT1: rete nop nop nop DMAC4: rete nop nop nop DMAC5: rete nop nop nop RESERVED .space 8*16 .end

  40. 7.2.2 定时器的编程 （3）命令文件清单 ucdos.CMD MEMORY { PAGE 0 : PROG: origin = 0x2400, length = 0x1b80 VECT: origin = 0x0080, length = 0x80 PAGE 1 : DARAM: origin = 0x0100, length = 0x1f80 STACK: origin = 0x2000, length = 0x400 }

  41. 7.2.2 定时器的编程 （3）命令文件清单 SECTIONS { .text : load = PROG page 0 .data : load = PROG page 0 .bss : load = DARAM page 1 .stack : load = STACK page 1 .vectors : >VECT page 0 }

  42. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 7.3 主机接口HPI • C54x的主机接口HPI（Host Port Interface）是一个并行接口，用来实现DSP与外部主机芯片或其它微处理器的并行通信。 • 根据数据线的宽度不同，HPI又分为8位的或者16位的；根据功能的不同，又分为标准型HPI或是增强型 HPI。 • 标准型HPI：主机访问片内2kRAM，异步； 增强型HPI：主机和DSP都能访问片内RAM，同步

  43. 7.3.1 HPI-8的结构 8位的主机接口HPI-8主要由三个寄存器HPIC、HPID和HPIA以及HPI控制逻辑组成。其结构如下图所示 ：

  44. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 1.有关引脚（20PIN）及信号 • HD0~HD7：输入/输出/高阻，双向并行数据总线 • HCNTL0、HCNTL1：输入，主机通过这两个引 脚来选择要访问的HPI寄存 器 • HBIL：输入，字节(第一、二字节)识别信号。 • HCS ：输入，片选信号输入端。 • HDS1、HDS2：输入，数据选通信号。

  45. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 • HAS：输入，地址选通信号。 • HR/W：输入，HPI的读/写信号。 • HINT：输出/高阻，中断输出信号。 • HRDY：输出/高阻，HPI准备好信号。 • HPIENA：输入，HPI模式选择信号。 • HPI16：输入，HPI16模式选择信号。

  46. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 2. HPI的寄存器 HPI有三个寄存器 ： • 地址寄存器HPIA • 数据寄存器HPID • 16位控制寄存器HPIC

  47. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 • 注意： 1)对主机来说，HPIC的高8位和低8位内容相同。而对DSP来说，只使用HPIC的低8位，不使用高8位。 2)DSP可以写HINT位，而主机读HPIC要分两次字节读完成。 3)主机对HPIC的读/写和DSP对HPIC的读/写会有不同的位定义。这反映在下图中：

  48. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 主机或C54x读/写HPIC的字段情况 ：

  49. 第7章 TMS320C54x片内外设及其应用 HPIC寄存器的位功能

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