內容簡介

　　本書以TMS320F28335（簡稱F28335）的工程應用為主綫，從電力電子産品的嵌入式應用角度齣發，介紹瞭其軟硬件的開發方法；例程內容力求涵蓋電力電子技術中所有的控製、算法、邏輯等操作.本書以提高讀者的DSP應用水平為目的，本著循序漸進的原則，前半部分基礎簡單，後半部分難度較高，詳細介紹瞭浮點算法開發、程序固化、FLASH 片上升級優化、用戶自定義BootLoader等內容.本書例程不僅調試通過而且其基本思想均應用於目前主流電力電子産品中，具有很高的參考和實用價值.

　　本書摒棄以往翻譯TI數據手冊的弊端，結構更加嚴謹，內容更加注重理論與實際的結閤，可作為自動化專業、電氣工程專業研究生和工程技術人員的參考用書.

目錄

第1章　緒　論………………………………………………………………………… 1

1．1　數字信號處理………………………………………………………………… 1

1．1．1　模擬和數字信號的處理方式…………………………………………… 1

1．1．2　數字信號處理的優缺點………………………………………………… 2

1．2　DSP的發展及特點…………………………………………………………… 3

1．3　DSP産品簡介………………………………………………………………… 5

1．3．1　TI公司的DSP産品…………………………………………………… 5

1．3．2　TMS320C28x産品簡介………………………………………………… 6

第2章　F28335的結構原理………………………………………………………… 8

2．1　F28335的內部結構…………………………………………………………… 8

2．2　F28335的CPU ……………………………………………………………… 10

2．2．1　CPU 運算單元………………………………………………………… 10

2．2．2　CPU 寄存器組………………………………………………………… 12

2．2．3　輔助寄存器算術單元ARAU ………………………………………… 14

2．2．4　FPU 浮點運算單元…………………………………………………… 15

2．3　F28335的存儲器及應用…………………………………………………… 15

2．3．1　SARAM 存儲器………………………………………………………… 17

2．3．2　FLASH 及使用詳解…………………………………………………… 17

2．3．3　BootROM ……………………………………………………………… 22

2．3．4　CSM 代碼安全模塊及使用詳解……………………………………… 24

2．3．5　OTP存儲器…………………………………………………………… 31

2．3．6　外設幀…………………………………………………………………… 31

2．3．7　外部存儲器接口………………………………………………………… 32

2．4　外設及引腳功能……………………………………………………………… 33

2．5　F28335的時鍾及控製……………………………………………………… 36

2．5．1　係統時鍾的産生………………………………………………………… 36

2．5．2　係統時鍾的分配………………………………………………………… 37

2．5．3　F28335的低功耗模式及相關寄存器………………………………… 42

2．5．4　F28335的看門狗模塊………………………………………………… 44

2．6　F28335的CPU 定時器……………………………………………………… 47

2．6．1　定時器結構……………………………………………………………… 47

2．6．2　定時器中斷申請………………………………………………………… 48

2．6．3　定時器寄存器及位域結構體定義……………………………………… 48

2．6．4　定時器應用例程———如何記錄函數的運行時間……………………… 51

第3章　集成開發環境及程序開發語言…………………………………………… 53

3．1　CCS集成開發環境………………………………………………………… 53

3．1．1　CCS集成的工具軟件………………………………………………… 53

3．1．2　CCSv5．4安裝及基本配置…………………………………………… 55

3．1．3　ControlSuite簡介……………………………………………………… 59

3．1．4　在CCSv5．4下運行工程項目………………………………………… 59

3．1．5　CCSv3．3到CCSv5．4的項目遷移…………………………………… 66

3．1．6　在CCSv5．4下新建一個工程文件…………………………………… 68

3．2　F28335匯編語言概述……………………………………………………… 74

3．2．1　F28335匯編指令描述………………………………………………… 75

3．2．2　尋址方式及常用匯編指令……………………………………………… 76

3．2．3　CMD文件及匯編程序示例…………………………………………… 80

3．2．4　匯編語言應用例程……………………………………………………… 82

3．3　F28335的C語言編程基礎………………………………………………… 83

3．3．1　F28335的C語言數據類型…………………………………………… 84

3．3．2　C語言的重要關鍵字…………………………………………………… 85

3．3．3　C語言CMD文件的編寫……………………………………………… 86

第4章　F28335的通用I/O 口…………………………………………………… 90

4．1　GPIO的功能結構…………………………………………………………… 90

4．2　GPIO寄存器及傳統定義方法示例………………………………………… 92

4．2．1　GPIO控製類寄存器…………………………………………………… 92

4．2．2　GPIO數據類寄存器…………………………………………………… 94

4．2．3　傳統寄存器定義方法示例……………………………………………… 95

4．3　寄存器的位域結構方法示例………………………………………………… 96

4．3．1　GPIO寄存器組類型定義……………………………………………… 96

4．3．2　定義存放寄存器組的存儲器段……………………………………… 101

4．3．3　寄存器組的存儲器段地址定位……………………………………… 102

4．3．4　寄存器位結構定義的使用…………………………………………… 102

4．4　GPIO應用例程…………………………………………………………… 103

第5章　F28335的中斷係統……………………………………………………… 104

5．1　中斷係統的結構…………………………………………………………… 104

5．1．1　中斷管理機製………………………………………………………… 104

5．1．2　中斷處理及響應過程………………………………………………… 106

5．1．3　CPU 中斷嚮量………………………………………………………… 106

5．1．4　CPU 級中斷相關寄存器……………………………………………… 108

5．2　PIE外設中斷擴展模塊…………………………………………………… 109

5．2．1　PIE模塊的結構……………………………………………………… 109

5．2．2　PIE中斷嚮量錶映射………………………………………………… 110

5．2．3　PIE模塊相關寄存器………………………………………………… 117

5．2．4　PIE模塊寄存器的程序操作………………………………………… 119

5．3　非屏蔽中斷………………………………………………………………… 123

5．3．1　軟件中斷……………………………………………………………… 123

5．3．2　非法指令中斷………………………………………………………… 124

5．3．3　硬件NMI中斷……………………………………………………… 124

5．3．4　硬件復位中斷XRS…………………………………………………… 125

5．4　中斷應用實例———如何創建中斷嵌套服務程序………………………… 125

第6章　模/數轉換單元ADC …………………………………………………… 127

6．1　ADC模塊概述……………………………………………………………… 127

6．1．1　ADC模塊構成及原理………………………………………………… 127

6．1．2　時鍾及采樣頻率……………………………………………………… 130

6．1．3　ADC采樣工作方式…………………………………………………… 131

6．2　ADC模塊校準功能及使用詳解…………………………………………… 134

6．3　ADC模塊寄存器…………………………………………………………… 136

6．4　ADC性能實驗分析………………………………………………………… 143

6．5　ADC模塊的應用———如何進行數據處理及程序校準…………………… 146

第7章　F28335片上控製外設…………………………………………………… 148

7．1　增強型脈寬調製模塊ePWM ……………………………………………… 148

7．1．1　時間基準子模塊TB原理及應用…………………………………… 150

7．1．2　計數器比較子模塊CC原理及應用………………………………… 155

7．1．3　動作限定子模塊AQ 原理及應用…………………………………… 157

7．1．4　死區控製子模塊DB原理及應用…………………………………… 163

7．1．5　錯誤控製子模塊TZ原理及應用…………………………………… 165

7．1．6　事件觸發子模塊ET原理及應用…………………………………… 169

7．2　增強型捕獲模塊eCAP …………………………………………………… 174

7．2．1　eCAP工作模式……………………………………………………… 174

7．2．2　捕獲模塊寄存器……………………………………………………… 177

7．2．3　eCAP程序例程———如何捕獲外部脈衝信號……………………… 183

第8章　F28335的片上串行通信單元…………………………………………… 185

8．1　串行通信的基本概念……………………………………………………… 185

8．1．1　異步通信和同步通信………………………………………………… 185

8．1．2　串行通信的傳輸方嚮………………………………………………… 186

8．1．3　串行通信的錯誤校驗………………………………………………… 186

8．2　SCI通信模塊及應用……………………………………………………… 187

8．2．1　SCI通信模塊簡介…………………………………………………… 187

8．2．2　SCI工作原理………………………………………………………… 188

8．2．3　SCI基本數據格式…………………………………………………… 188

8．2．4　多處理器通信方式…………………………………………………… 190

8．2．5　SCI相關寄存器……………………………………………………… 191

8．2．6　SCI應用實例———如何實現異步通信數據的收發………………… 194

8．3　SPI通信模塊及應用……………………………………………………… 195

8．3．1　SPI模塊簡介………………………………………………………… 195

8．3．2　SPI工作原理………………………………………………………… 196

8．3．3　SPI的時鍾與波特率………………………………………………… 198

8．3．4　SPI相關寄存器……………………………………………………… 198

8．3．5　SPI模塊應用實例———如何建立有效的全雙工數據通信………… 202

8．4　McBSP模塊及應用………………………………………………………… 203

8．4．1　McBSP數據收發原理………………………………………………… 204

8．4．2　數據的壓縮和擴展…………………………………………………… 205

8．4．3　McBSP數據幀………………………………………………………… 205

8．4．4　時鍾及采樣率發生器………………………………………………… 207

8．4．5　McBSP工作模式簡介………………………………………………… 210

8．4．6　McBSP相關寄存器…………………………………………………… 210

8．4．7　McBSP的應用———如何實現在SPI模式下的數據收發…………… 218

8．5　I2C通信模塊及應用……………………………………………………… 220

8．5．1　I2C總綫基礎………………………………………………………… 220

8．5．2　I2C相關寄存器……………………………………………………… 223

8．5．3　I2C應用實例———EEPROM 數據的讀/寫………………………… 227

8．5．4　I2C真實波形數據格式分析………………………………………… 229

8．6　CAN 通信模塊……………………………………………………………… 232

8．6．1　CAN 模塊簡介………………………………………………………… 232

8．6．2　CAN 相應寄存器……………………………………………………… 233

8．6．3　CAN 應用注意事項及數據收發程序詳解…………………………… 239

第9章　浮點運算單元……………………………………………………………… 245

9．1　浮點單元簡介……………………………………………………………… 245

9．1．1　C28x＋FPU 的特點…………………………………………………… 245

9．1．2　浮點指令流水綫結構………………………………………………… 246

9．1．3　IEEE754單精度浮點格式…………………………………………… 247

9．2　FPU 的寄存器……………………………………………………………… 248

9．3　浮點匯編指令詳解………………………………………………………… 250

9．3．1　移動指令……………………………………………………………… 251

9．3．2　浮點算術運算指令…………………………………………………… 259

9．3．3　寄存器數據傳遞指令………………………………………………… 272

9．3．4　特殊運算指令………………………………………………………… 275

9．3．5　寄存器清0指令……………………………………………………… 276

9．4　F28335庫函數使用詳解…………………………………………………… 277

9．4．1　FPUFastRTS庫簡介……………………………………………… 278

9．4．2　FPUFastRTS庫使用方法………………………………………… 279

9．4．3　FPUFastRTS庫軟件優化………………………………………… 280

9．4．4　FPU 軟件應用實例…………………………………………………… 281

第10章　BootLoader原理及應用………………………………………………… 283

10．1　BootLoader基本工作流程……………………………………………… 283

10．1．1　F2833x片內引導過程……………………………………………… 284

10．1．2　基本工作流程代碼解析……………………………………………… 285

10．2　BootLoader基本數據傳輸協議………………………………………… 289

10．2．1　16位數據流結構…………………………………………………… 289

10．2．2　8位數據流結構……………………………………………………… 290

10．2．3　數據引導裝載過程…………………………………………………… 291

10．2．4　數據格式轉換………………………………………………………… 292

10．3　引導模式之跳轉模式……………………………………………………… 294

10．3．1　FLASH 上電復位跳轉模式及代碼解析…………………………… 294

10．3．2　片上其他跳轉模式…………………………………………………… 296

10．4　引導模式之加載模式……………………………………………………… 297

第11章　打開FLASH 升級的“潘多拉”盒子…………………………………… 299

11．1　F2833xFLASH 燒錄基礎……………………………………………… 299

11．1．1　FLASH 燒錄的一般要求…………………………………………… 299

11．1．2　FLASH 燒錄步驟…………………………………………………… 300

11．2　CCS插件升級方式……………………………………………………… 300

11．2．1　CCSv3．3版本下的FLASH 升級………………………………… 300

11．2．2　CCSv5．4版本下的FLASH 升級………………………………… 301

11．3　SDFLASH 插件操作方式………………………………………………… 305

11．3．1　SDFLASH 的串行升級基本操作…………………………………… 305

11．3．2　如何更改串行升級文件……………………………………………… 310

11．4　用戶自定義升級方式……………………………………………………… 311

11．4．1　FLASH API的應用解析…………………………………………… 311

11．4．2　基於SCI總綫的遠程FLASH 加載方案………………………… 315

第12章　基於F28335的電力電子應用案例分析……………………………… 323

附錄A　CRC數據錶……………………………………………………………… 402

附錄B　SCIBoot參考代碼………………………………………………………… 404

參考文獻……………………………………………………………………………… 407

前言/序言

　　隨著電力電子技術及相關控製理論的快速發展，高性能、高精度、高集成度的電力電子産品目前已經成為市場主流，這也對控製器性能的要求越來越高.TMS320F2833x（簡稱F2833x）屬於TI公司TMS320C2000（簡稱C2000）係列DSP産品，具有強大的數字信號處理 嵌入式DSP的原理與應用：基於TMS320F28335 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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