一、LED的点亮
最近很多朋友开始学习DSP了(小双同志也加入这个团伙),本人基本上入门。在此给他家分享一下DSP的入门经验。其实DSP和我们本科所使用的单片机基本上架构一致,只是在它的内部集成了一系列的运算单元和逻辑移位单元,并且安排了指令流水,这样在运算性能上大大的提高,可以完成一系列的复杂计算。当然DSP内部也集成了一系列外设,我这儿使用的是TMS320C6713 DSP,这块DSP主频可以达到450M,可以安排8级指令流水,在同一时刻可以同时执行8条指令,当然这要求的是CPU内部的运算单元不能冲突!好了,在此我就不多介绍了,免得把大家说得晕呼呼的!我们刚才是入门了解这些基本上没用,我们得一步一步的按着简单的东西一步一步的做实验。所以我们今天开始一个最简单的实验—LED灯的点亮!
我们一般学习是要买一块开发板,在此我不做推销,其实每一块开发板都基本上差不多,很多就是按照TI公司的Demo板,而设计的。如果没有学习板,自己看书看了半年,还不如我拿到板子调试一个月的效果,因为很多东西是要在实际中才知道他的作用。我们用一个板子一般要几样东西:一、原理图(知道每一根信号线的走向,比如我们的LED就连接到DSP的GPIO的13脚)
二、芯片资料(芯片的总的芯片Datasheet和子模块的Datasheet,一般在芯片资料中总的芯片资料会告诉大家芯片的整体规划,比如内存分布,特殊寄存器的分布和具体的地址,而子模块资料会把这个模块的功能和使用介绍得更为详细)
三、电路板和仿真器(这个是投入较大的一笔了)
四、编译软件和计算机(希望在做实验之前大家用过编译器,不一定是CCS,因为所有基于windows上的编译软件都是一个样)
我们来开始第一步,查看我们的电路板上的LED灯的位置和DSP的信号线的连接
从左边的几个原理图的截图我们可以清晰的看到LED灯接到了GPIO的13脚,中间用了一个缓冲器过度了一下,实际的控制信号还是来自DSP的GPIO13。LED上面上拉了一个150的电阻,这个主要是分压,让LED上面的电压不是很到这样不至于LED因为电流过大而损坏了。当然如果有人觉得LED不够亮就可以把这个电阻换成更小一点的。那么我们要点亮这个灯,我们只要把GPIO13那个管脚拉成低电平就可以了,熄灭呢只要拉成高电平。可能跟我们一般逻辑想象不大一样,不过电路是这样做的,那么我们只能这样服从!
我们开始第二步,查看我们的芯片资料使用我们的GPIO模块
打开《TMS320C6713 Data Sheet (Rev. I)》这个pdf文件,这个里面介绍了我们这个DSP的整体状况和内存的映射地址,当然我们现在不用关心那么多,只看看我们今天要用的GPIO模块所在的内存和他的特殊寄存器的功能
这是我们在内存映射中看到了我们的GPIO模块映射到内存的地址,为0x01B0_0000到0x01B0_3FFF的地址。在此我多说一点,一般的CPU分成统一编址和IO编址,统一编址的意思就是把外围的每一个模块当成内存单元,读写操作和读写内存操作一样的指令集,比如我这个DSP就是这样的。这样我就很方便的使用外设,但是他占用了我们的内存地址空间。大家已经看到了GPIO模块占用了我们的内存地址16K。那么IO编址的哈,就是把外设单元和我们的内存单元分开编址。比如我同样的地址只要指令集不一样,那么读写操作的对象就不一样了!就啰嗦这么多吧,看看我们的寄存器的功能吧。首先看看使能寄存器GPEN,这个寄存器的功能是选择GPIO对应的管脚为GPIO功能,细心的读者也许已经注意到了DSP管脚一般有复用的,比如我们要用的GPIO13就和HD13复用了
所以在此我们要用GPIO13那么我就要使能这个管脚,在我框住的红 {MOD}哪一位置“1”,那么我们怎么写语句呢。一个好友(小双)写成这样*(unsigned int *)0x01B00000 =1<<13;我觉得这个语句是达到目的了,但不大好,因为在对13位置“1”的同时就把其他的清零了,那么我们就影响了别人的功能了。所以我改成*(unsigned int *)0x01B00000 |=1<<13;把以前的读出来了然后通过或操作达到只影响13位置“1”的目的。OK,我们这就把13脚弄成GPIO功能了。那么我们一般的GPIO脚有输入输出的功能。输入就是让DSP采样外部管脚电压值,而输出就是DSP驱动外部电路。当然我们是要用LED的点亮和熄灭,那么我们就要把13脚弄成输出。那么我就要使用 GPIO Direction Register (GPDIR) [Hex Address: 01B0 0004]GPIO方向寄存器。
这个寄存器就是控制GPIO管脚的输入输出功能,通过原理图大家可以看得很清楚。那么我只要把13位置“1”就是输出功能。语句为:*(unsigned int *)0x01B00004|=1<<13;下一步我们就是输出高低电平来点亮和熄灭我们的LED那么改变我们管脚的电平值的寄存器就是管脚的值.“0”输出低电平,“1”输出高电平。GPIO Value Register (GPVAL)控制这个功能.
那么我点亮LED的语句为:*(unsigned int *)0x01B00008 &=~(1<<13);熄灭LED的语句为:*(unsigned int *)0x01B00008|=1<<13;
整体工程源代码:
void delay(unsigned int i)
{
while(i–);
}
void main()
{
*(unsigned int *)0x01B00000 |=1<<13;
*(unsigned int *)0x01B00004|=1<<13;
while(1)
{
*(unsigned int *)0x01B00008 &=~(1<<13);
delay(0xffff);
*(unsigned int *)0x01B00008|=1<<13;
delay(0xffff);
}
}
接着我们上一章(LED灯的点亮)的旅行!上一章我们使用了DSP的GPIO去点亮我们的LED灯,我们为了让人眼能够直接的感受LED的闪烁我们用到了一个延迟函数。但是这样的延迟是让CPU空转,while内部的。当然这样我们不好精确的计算出延迟了多长时间,幸好DSP内部用一个32bit的定时计数器(其实最简单的单片机里面都会有集成的8bit或者16bit定时计数器),我们可以使用它来精确的定时。一般定时计数器有两个功能,一是定时:时钟源一般来源于DSP内部,当然也可以选择来自于外部。二是计数:我们可以利用它的功能来计算外部脉冲在一段时间内到来的次数,所以叫做计数器(记录外部脉冲的次数)。因为内部有一个计数的count,如果用作定时就是先输入一个数字,然后在来了一个时钟之后count自动减一。如果用成计数就是在一个脉冲到来之后count自动加一!DSP6713内部有两个32bit的定时计数器(timer0和timer1),两个基本上是一样的。我们先来看看定时器的内部构造:
大家通过这样的原理框图就可以看出哪些bit影响哪些功能,比如CLKSRC bit就是选择时钟源,为“0”选择TINP脚的和INVINP的异或信号作为时钟源,“1”选择的是CPU内部时钟源,为CPU主频的1/4.我们的DSP主频可以达到450MHz,那么我们的定时器使用的时钟就是112.5MHz。GO bit就是使能定时器,让定时器开始计数,也就是定时开始信号。HLD bit就是暂停和继续计数器控制位。我们来看看Timer Control Register (CTL)寄存器的的实际用法
我们这儿使用的是定时功能,所以我们就把红 {MOD}标记的几个bit置成“1”,我们先分析一下这几个bit的意义。
一、设置CLKSRC bit位为“1”,这样就使用CPU内部的时钟源,CPU的主频的4分频。
二、设置CP bit位为“1”,这样我时钟源的占空比就为50%了。这样就把timer的时钟源选定了!
三、设置PWID bit为“1”这样我们的定时器到时时,产生一个脉冲信号,这个信号的有效电平的时钟长度为两个时钟源周期。如果为“0”那么就是一个时钟源周期。
四、设置GO bit为“0”这样定时器暂时不计数!
看看timer1模块在DSP内部的地址映射
设置控制器CTL *(unsigned int *)0×01980000 &=~(1<<7|1<<6) ;停止定时器,*(unsigned int *)0×01980000 |=1<<9|1<<8|1<<4;设置定时器的运行模式。*(unsigned int *)0×01980004=0x0000ffff;设置定时器周期为0xffff,这个值会在定时器开始时把这个值装入count中,然后在每一个时钟源周期自动将这个值减一。当这个count减成“0”时就在TSTAT位置“1”这样就产生一个timer事件,这个事件可以中断CPU和使能EDMA。最后在打开定时器计数,开始运行。*(unsigned int *)0×01980000 |=1<<6;置GO bit为“1”。我们可以查询一下cnt寄存器的值,这个是实时的定时器的计数值。为“0”的时候就是定时器到时了我们可以用语句:while((*(unsigned int *)0×01980008)!=0);这样CPU也是空循环等待定时器到时!
主要的程序代码为:
void main()
{
*(unsigned int *)0×01980000 &=~(1<<7|1<<6) ;
*(unsigned int *)0×01980000 |=1<<9|1<<8|1<<4;
*(unsigned int *)0×01980004=0x0000ffff;
while(1)
{
while((*(unsigned int *)0×01980008)!=0);
*(unsigned int *)0x01B00008 &=~(1<<13);//点亮LED
while((*(unsigned int *)0×01980008)!=0);
*(unsigned int *)0x01B00008|=1<<13; //熄灭LED
}
}
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