DMADSP2407控制单板图文精.docx

1、DMADSP2407控制单板图文精 第一章 前言 (1第二章 系統安裝 (3第三章 TMS320LF2407A 晶片功能介紹 (5第四章 DMA-DSP2407 控制單板硬體簡介 (15第五章 Code Composer 操作軟體設定簡介 (41附錄一 TMS320LF2407A 單板基本範例程式 (45附錄二 TMS320LF2407A on-Chip FLASH 燒錄 (61附錄三 TMS320LF2407A on-Chip FLASH 燒錄FAQ (65第一章前言第一章前言DMA-DSP 2407控制單板(以下簡稱LH-106是以德州儀器(Texas Instrument 所生產的數位信

2、號處理器 DPS TMS320LF2407A為基礎所設計的控制單板。TMS320LF240x系列是由TMS320F24x所演進而來,它是用高效率的CMOS技術所製成的,以定點式(fix的運算方式。它內部的程式記憶體分為Flash ROM(LF240x及PROM(LC240x。最適於學習、研發及商業成品用。而後又對推出TMS320LF240xA系列使工作速度可達40 MPIS。 P1DMA-DSP 2407控制單板LH-106 DSP控制單板是一個相當好的DSP軟/硬體學習工具。在學習DSP軟體方面:可以將寫好的程式,經過組譯,連結後,可由長高科技產品的DMA2000 DSP線上模擬器來作程式的

3、除錯,顯示,修改及運行等操作。透過本控制單板的實際操作,使用者可以充份地了解到整個2407A CPU晶片功能,及與週邊裝置:如記憶裝置,輸入裝置,輸出裝置及顯示裝置的設計方法。在硬體方面LH-106 DSP控制單板提供DSP處理器很好的參考硬體電路設計。除了完整保留CPU本身全部功能外,並在這塊控制器上規劃設計了64K程式記憶體及64K 的資料記憶體混合組合,方便使用者載入程式運行,除錯外,更可直接將完成的程式碼置放在預先設計好的IC槽座上,達成獨立單晶控制器。在LH-106 DSP上更增加設計有串聯通訊介面RS232,及兩組靈活的MOTOR接頭及兩組光學編碼器,可運用於單相及三相的伺服馬達介

4、面。所以本控制單板堪稱是TMS320LF2407A系列晶片的最佳學習工具。P2第二章 系統安裝第二章系統安裝系統需求1. LH-106 DSP TMS320LF2407A控制單板。2. IBM PC/AT以上個人電腦或100%的相容機,且有光碟機。3. Windows 95/98/2000/NT以上的版本。4. VGA螢幕。硬體安裝LH-106 DSP TMS320LF2407A控制單板。在產品出廠時,所有的功能已經經過詳細的測試及調整,所以使用者只要將所附的電源線接上110/220V之市電,及正確地設定各個Jumper的位址,便可以來發展DSP的軟體。控制單板的硬體安裝步驟簡述如下:1. 關

5、閉電源。2. 控制單板預設為MP(Microprocessor模式。3. 將使用的JTAG模擬器(如DMA2000JE之14-Pin接頭接到J1位置(具防呆功能。4. 調整Jumper J12的位置為ICE MODE(2-3short。5. 接上5VDC電源。P3 第三章T M S320L F2407A晶片功能介紹TMS320LF2407系列是由高效率的CMOS技術所製成的,它採定點式(fix的運算方式,內部則具有可重複燒錄的為FLASH ROM,最適於學習及成品研發用。 TMS320LF2407A系列特性及途分類表名 稱 功 能 用 途內部工作頻率 40MHz/40MIPS 每秒可執行4千萬

6、個指令內部程式記憶體 32K flash ROM 晶片內可存放32K-word的程式 內部資料記憶體 544+2k-word 晶片內可存放的資料或程式程式記憶體範圍 資料記憶體範圍 輸出入記憶體範圍 64K-word64K-word64K-word晶片外可擴充的程式容量晶片外可擴充的資料容量晶片外可擴充的I/O容量數位I/O腳 41-pin 多支基本數位I/O腳通用計時器 16-bit * 4組 有4個計時/計數器可應用看門狗計時器 1組 防止程式當機脈波寬度調變(PWM 16-pin 輸出指定時間的方波用於馬達控制捕捉器(Capture輸入 編碼器(QEP輸入 6-pin4-pin兩組捕捉輸

7、入方波的時間值馬達光學編碼器輸入類比/數位轉換(ADC 10-bit * 2,16CH 可進行電流及溫度感測串列通訊I/O界面(SCI 1組 可和PC進行UART傳輸串列週邊I/O界面(SPI 1組 和週邊I/O界面串列傳輸控制陣列網路 (CAN 1組 可進行網路傳輸資料串列程式I/O界面(JTAG 1組 由PC以串列載入程式電源電壓 3.3V 非常省電,可用於掌上型成品晶片包裝型式 144-pin PGE 小體積的SMD表面黏著元件包裝LF2407A晶片的功能方塊圖如下圖所示: LF2407A晶片功能方塊圖 這個方塊圖上,我們綜合F2407A晶片所有功能列述如下:CMOS技術:指令週期為25

8、ns(40 MIPS,低功率3.3V設計使用TMS320C2xx DSP的CPU核心:程式碼和F24x相容內部記憶體:ROM(32K、DARAM(544及SARAM(2K*16-bit外部擴充記憶體:有程式、資料及I/O均各有64K*16-bit開機(BootROM:可由SCI及SPI讀取256-word的開機程式輸出入腳(GPIO:有41支可獨立程式化的多功能輸出入腳外部中斷源:有重置、2個功率驅動保護及2 個可庶罩中斷通用計時器:有4個16-bit計時器,提供事件管理EVA及EVB PWM輸出:16-bit的PWM有16通道,功能包括如下:兩組3相PWM可用於交/直流及無刷/有刷馬達驅動電

9、路可由外部PDPINTx腳提供緊急停機保護可設定休時(Deadband時間,避免電路開關瞬間會短路捕捉器(Capture單元:提供事件發生時的時間取樣內含兩組光學編碼器(Encoder電路及可觸控ADC同步轉換看門狗(Watchdog Timer模組:防止程式當機。類比/數位轉換器(ADC:為10-bit ADC,有8或16通道輸入 串列傳輸界面(SCI模組:用於UART連線串列週邊界面(SPI模組:可設定16-bit傳輸控制陣列網路(CAN:為2.0B模組,可應用於工業網路控制鎖相迴路(PLL:Phase-Locked-Loop:可控制時脈的倍頻電源管理: 三種省電工作模式,可控制週邊電路的

10、省電管理JTAG界面提供模擬器即時的監控,它為IEEE 1149.1標準開發工具有ANSI C編譯器及組合語言/連結器等F2407A記憶空間規劃如下:Hex 程式記憶體 Hex 資料記憶體 Hex I/O空間0000 003F 中斷向量外部RAM0000005F暫存器/保留位址0060007F內部DARAM (B2008001FF無效/保留020002FFDARAM(B0CNF=0,內部資料030003FF內部 DARAM (B1040007FF無效/保留08000FFFSARAM(2KDON=1,內部資料70007FFF週邊設備暫存器(system,WD,ADC,SCI,SPI,CAN,I/

11、O中斷0000FEFF外部I/O空間0040FFFF 外部程式RAM8000FFFF外部資料RAMFF00FFFF內部I/O暫存器 LH-106 DSP TMS320LF2407A 控制單板上設計了彈性的記憶體配置。除了晶片本身的記憶體外,本控制單板亦設計了外部的64K 程式記憶體,和64K 的資料記憶體空間可供使用。一如TMS320其它系列DSP 晶片一樣,在控制單板上設計了一個可選用On-Chip 或是Off-Chip 的MP/MC 選擇Jumper(J12。當J12的4,5為On(短路時,控制單板晶片選擇設定為MC 模式。此時晶片在重置後,將會執行晶片內部本身的程式。當然此時晶片本身內必

12、需具備有設計好的程式,才能正確執行。當J12的4,5為OFF(開路時,晶片選擇設定為MP 模式,晶片在重置後,將會執行晶片外部程式。這時便可搭配到控制器上的J12的程式記憶體配置設定,來使用不同模式的記憶體工作方法。 實際記憶體的規劃如下:記憶體配置表 1. ROM boot:以外部串列ROM 作為開機模式,將J12之2-3及6-7為ON,將致能串列ROM 的開機程式下載到外部RAM。2. (1串列ROM 放置開機程式,定址空間為0000h00FFh 共256。 (2外部RAM 放置程式,記憶定址空間為0000hFFFFh 共64K。記憶體配置方式如圖所示:程式記憶體 程式記憶體 資料記憶體0

13、000h 00FFh 外部串列ROM(2560000h0000h7FFFh內部暫存器及週邊暫存器(32K FFFFh外部程式RAM (64K8000hFFFFh外部資料RAM(32KROM boot記憶體規劃 3. EXT ROM:為外部ROM開機模式,將J12之1-2及3-4為ON即可,記憶體配置方式如圖2-28(b所示。程式記憶體 資料記憶體0000h0000h7FFFh 內部暫存器及週邊暫存器(32KFFFFh 外部程式ROM (64K 8000hFFFFh外部資料RAM(32KEXT ROM記憶體規劃將程式記憶體分兩部份,如下:(1外部程式ROM為開機程式,定址空間為0000hFFFF

14、h共64K。(2內部資料記憶空間為0000h7FFFh共32K。(3外部資料RAM,定址空間為8000hFFFFh共32K。4. INT ROM模式:可設定由內部Flash ROM工作,將J12之1-2及4-5為ON,記憶體配置方式如圖所示。程式記憶體 資料記憶體0000h7FFFh 外部程式ROM(32K0000h7FFFh內部暫存器及週邊暫存器(32K8000hFFFFh 外部程式RAM(60K8000hFFFFh外部資料RAM(32KINT ROM記憶體規劃(1內部程式ROM放置開機程式,記憶定址空間為0000h7FFFh共32K。(2外部程式RAM的空間為8000hFFFFh共32K。

15、(3內部資料記憶空間為0000h7FFFh共32K。(4外部資料RAM,記憶定址空間為8000hFFFFh共32K。3.ICE下載模式:將J12之1-2為ON,記憶體配置方式為ICE下載模式,記憶體的規劃如圖所示。 5. ICE下載模式:將J12之1-2為ON,記憶體配置方式為ICE下載模式,記憶體的規劃如圖所示。程式記憶體 資料記憶體0000h 7FFFh 內部暫存器及週邊暫存器0000h FFFFh 外部程式RAM(64K8000hFFFFh外部資料RAM(32K ICE下載模式記憶體的規劃(1外部程式RAM放置程式,記憶定址空間為0000hFFFFh共64K,由ICE下載程式(2內部資料

16、記憶空間為0000h7FFFFh共32K。(3外部資料RAM,定址空間為8000hFFFFh共32K。第四章D M A-D S P2407控制單板硬體簡介TMS320LF2407實驗電路板(LH-106外型如圖所示。(伺服馬達 (擴充輸出(伺服馬達(RS232(5V電源(JTAG(3V電源(ROM(2407(ROM(RAM(記憶體選擇(擴充匯流排 (擴充輸入LH-106電路板圖 TMS320LF2407外型包裝為144-pin PGE型式,如圖所示。 TMS320LF2407接腳分類圖 電源接腳TMS320LF2407電源接腳,如圖所示。 電源電路1. 所有的電源及地線腳均須確實接好,且在接腳

17、旁須有0.1的濾波。2. 若要允許內部的Flash ROM 可以寫入及清除,須令VCCP=5V。若VCCP=0,則會保護內部程式避免被破壞。3. PLLVCCA 為鎖相迴路(PLL電源電壓+3.3V,為確保能提供穩定的電源,最好能夠使用電感及電容所組成的T 形濾波器。4. 類比電源(VccA及ADC 參考電壓(Vrefhi此兩支接腳必須輸入非常穩定的電壓源,最好能使用電感及電容所組成的形濾波電容最為穩定。電源電壓及電流的工作範圍電源接腳名稱 說 明 最小 一般 最大 VDD/VDDO VDDO=VDD 0.3 V 3V 3.3V 3.6VVSS 0V 0V 0VPLLVCCA 3V 3.3V

18、3.6V VCCA 3V 3.3V 3.6V VCCP 4.75V 5V 5.25V IDD(含VDD、VDDO及PLLVCCA 消耗電流(40MHz時 95mA 120mA ICCA ADC模組消耗電流 10mA 15mA時脈(CLOCK接腳1.使用石英晶體由內部產生振盪,它可使用4MHz20MHz的石英晶體如圖所示。石英晶體振盪電路 2. 外部振盪頻率由XTAL1腳輸入,它可輸入4MHz40MHz ,此時須令XTAL2空腳,如圖2-6(b所示。 圖2-6(b 外加振盪電路鎖相迴路(PLL濾波器外加電阻及電容XTAL1/CLKIN 頻率(MHzR1 (誤差5%C1 (F(誤差20%C2 (F

19、(誤差20%4 4.7 3.9 0.0825 5.6 2.7 0.0566 6.8 1.8 0.0397 8.2 1.5 0.0338 9.1 1 0.0229 10 0.82 0.01510 11 0.68 0.01511 12 0.56 0.01212 13 0.47 0.0113 15 0.39 0.008214 15 0.33 0.006815 16 0.33 0.006816 18 0.27 0.005617 18 0.22 0.004718 20 0.22 0.004719 22 0.18 0.003920 24 0.15 0.0033 外部記憶體控制腳D 75D 89D 913D

20、 1015D 1117D 1220D 1322D 1424D 1527A 1531A 1434A 1339A 1243A 1145A 1048A 951A 853A 757A 661A 564A 468A 371A 274A 178A 080I S 82P S 84D S 87W E 89R /W92R D 93S T R B 96M P /M C 118E N A _144122D O 127D 1130D 2132D 3134D 4136D 5138D 6143W /R 19V I S _O E 97腳名 接腳 腳名 接腳 腳名 接腳腳名接腳I/O 工作特性/用途A0 A1 A2 A3 8

21、0 78 74 71 A4 A5 A6 A7 68 64 61 57 A8 A9 A10 A11 53 51 48 45 A12 A13 A14 A15 43 39 34 31O/Z 用於外部程式、資料及I/O 記憶體的位址匯流排。D0 D1 D2 D3127 130 132 134 D4 D5 D6 D7136 138 143 5 D8 D9 D10 D11913 15 17 D12D13 D14 D1520 22 24 27I/O/Z 用於外部程式、資料及I/O 記憶體的的資料匯流排。腳名 I/O 接腳 說明/DS O/Z 87 0=存取外部資料記憶體(Data Select輸出信號,平時

22、為1(接/CS/IS O/Z 82 0=存取外部擴充I/O (I/O Select輸出信號,平時為1(接/CS/PS O/Z 84 0=存取外部程式記憶體(Program Select輸出信號,平時為1(接/CSR/W O/Z 92 0=寫入(Write控制,1=讀取(Read控制輸出信號,與外部裝置作讀寫傳輸。 (W/R IOPC0 O/Z 19 0=讀取(Read,1=寫入(Write控制輸出(內定, 兼通用I/O,使用於零等待時序記憶體介面/RD O/Z 93 讀取(Read致能控制輸出信號,0=讀取,平時為1(接/OE/WE O/Z 89 寫入(Write致能控制輸出信號,0=寫入,平

23、時為1(接/WE/STRB O/Z 96 外部記憶體存取(Strobe,0=存取指定外部BUS,平時為1ENA_144 I 122 輸1=致能(enableLF2407的外部記憶體界面/VIS_OE I 97 輸入0=會在外部的匯流排(BUS上顯示內部程式正在執行的位址及資料,平時為0MP/MC I 118 微處理/微電腦(Microprocessor/Microcomputer模式選擇(1=微處理模式不使用內部ROM,0=電腦模式使用內部ROM輸入會設定暫存器SCSR2的(MP/MC位元,表2-8(c所示使用兩個Flash ROM作為程式記憶體時,電路如圖A所示。使用8-bit的Flash

24、ROM,須由兩個ROM工作於HI-byte(D8-15 及LOW-byte(D0-7DSP工作於程式記憶體時,會令PS=0使兩個ROM同時工作。DSP由RD及WR來控制讀寫的工作。使用SRAM同時作為程式及資料記憶體時,如圖B所示。作為程式記憶體時,DSP的DS=1及PS=0,令RAM的A16=0及CS=0如此SRAM工作於前半部的64K-word。當作為資料記憶體時,DSP的DS=0及PS=1,令RAM的A16=1及CS=0,如此SRAM工作於後半部的64K-word。 圖A外部Flash ROM程式記憶體電路圖 圖B外部SRAM作為程式及資料記憶體 通用I/O 腳TDIRB/IOPF42T

25、4PWM/T4CMP/IOPF36T3PWM/T3CMP/IOPF28TDIRA/IOPB614T1PWM/T1CMP/IOPB416T2PWM/T2CMP/IOPB518W/R/IOPC019XINT1/IOPA223SCITXD/IOPA025SCIRXD/IOPA126SPISIMO/IOPC230SPISOMI/IOPC332SPISTE/IOPC533CAP4/QEP3/IOPE788SPICLK/IOPC435CAP1/QEP1/IOPA383TCLKINA/IOPB737CAP5/QEP4IOPF081PWM12/IOPE638CAP2/QEP2/IOPA479PWM6/IOPB

26、340CAP3/IOPA575PWM5/IOPB244CLKOUT/IOPE073PWM11/IOPE546CANTX/IOPC672PWM4/IOPB147CANRX/IOPC770PWM3/IOPB052CAP6/IOPF169BIO/IOPC1119PWM2/IOPA754PWM7/IOPE165PWM10/IOPE455PWM1/IOPA656PWM8/IOPE262TCLKINB/IOPF5126PWM9/IOPE359IOPF6131XINT2/ADCSOC/IOPD021通用I/O 腳有IOPA07、IOPB07、IOPC07、IOPD0、IOPE07及IOPE06,每支腳均為雙

27、向I/O 。外部中斷腳PDPINTA7PDPINTB137XINT1/IOPA223XINT2/ADCSOC/IOPD021腳名 I/O 接腳 說明XINT1/OPA2I I 23 外部使用者中斷腳1輸入兼通用I/O (XINT2/ADCSOC/IOPD0I 21 外部使用者中斷腳2輸入兼通用I/O (也可用來啟動ADC開始轉換.PDPINTA I 7 功率驅動器保護(EVA中斷輸入,中斷時令PWM1-6腳輸出高阻抗。 ( PDPINTB I 137 功率驅動器保護(EVB中斷輸入,中斷時令PWM7-12腳輸出高阻抗。 (事件管理控制腳EVA及EVB事件管理模組表EVA EVB事件管理模組模組

28、 信號腳 模組 信號腳通用計時器Timer 1Timer 2 T1PWM/T1CMPT2PWM/T2CMPTimer 3Timer 4T3PWM/T3CMPT4PWM/T4CMP比較器單元 Compare 1Compare 2Compare 3PWM1/2PWM3/4PWM5/6Compare 4Compare 5Compare 6PWM7/8PWM9/10PWM11/12捕捉器單元 Capture 1Capture 2Capture 3CAP1CAP2CAP3Capture 4Capture 5Capture 6CAP4CAP5CAP6光學編碼器 QEP1 QEP2 QEP1 QEP2 QE

29、P3 QEP4 QEP3 QEP4外部輸入腳計時方向控制外部計數時脈TDIRATCLKINA計時方向控制外部計數時脈TDIRBTCLKINB TDIRB/IOPF42T4PWM/T4CMP/IOPF36T3PWM/T3CMP/IOPF28TDIRA/IOPB614T1PWM/T1CMP/IOPB416T2PWM/T2CMP/IOPB518TCLKINA/IOPB737TCLKINB/IOPF5126(EVB(EVA通用計時器接腳腳名I/O 接腳說明TCLKINA/IOPB7 I 37 計時器A 外部時脈輸入腳兼通用I/O ( TDIRA/IOPB6I14 計時器A 上/下數控制腳兼通用I/O (1=連續上數,0=連續下數T1PWM/T1CMP/IOPB4 O/Z 16 計時器T1PWM/比較器輸出兼通用I/O ( T2PWM/T2CMP/IOPB5 O/Z 18 計時器T2PWM/比較器輸出兼通用I/O ( TCLKINB/IOPF5 I 126計時器B 外部時脈輸入腳兼通用I/O (TDIRB/OPF4 I I2 計時器B 上/下數控制腳兼通用I/O (1=為連續上數,0=為連續下數T3PWM/T3CMP/IOPF2 O/Z 8 計時器T3PWM/比較器輸出兼通用I/O ( T4PWM/T4CMP/IOPF3O/Z6 計時器T4PWM/比較