C2000系列DSP是Tl公司TMS320 DSP的三大系列之一，它既具有一般DSP芯片的高速運算和信號處理能力，又和單片機(jī)一樣在片內(nèi)集成了豐富的外圍設(shè)備．所以，不僅適用于普通的數(shù)字信號處理，還適用于高性能數(shù)字控制系統(tǒng)。TMS320F2812是C2000系列中性能優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的一種�！禩MS320F2812 DSP應(yīng)用技術(shù)》以TMS320F2812為代表，具體介紹TMS320F2812的結(jié)構(gòu)、尋址方式和指令系統(tǒng)、程序編寫和調(diào)試、數(shù)字I/O模塊、事件管理器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、SPl模塊、SCl模塊、eCAN控制器模塊、數(shù)字信號處理算法和電動機(jī)數(shù)字控制。
　　《TMS320F2812 DSP應(yīng)用技術(shù)》可作為自動化、電氣工程、計算機(jī)應(yīng)用和儀器儀表等專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)工作的科研和工程技術(shù)人員參考。

更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。

　　數(shù)字信號處理器（digital signal processor，DSP）是一種運算速度快、處理功能強(qiáng)且內(nèi)存容量大的單片微處理器，廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備、信號處理、通信、互聯(lián)網(wǎng)、儀器儀表和消費電子產(chǎn)品等方面。C2000系列DSP是美國德州儀器公司（Texas Instruments Incor-poration，TI公司）TMS320 DSP的三大系列之一，它既具有一般DSP芯片的高速信號處理和運算能力，又和單片機(jī)一樣在片內(nèi)集成了豐富的外圍設(shè)備。
　　在C2000系列中，TI公司首先推出的是以C24x為內(nèi)核的16位定點DSP，典型的指標(biāo)為：40MIPS（每秒百萬條指令），16～64KB Flash，10bit AIX，典型的代表是TMS320LF2407A。隨著DSP芯片應(yīng)用的不斷普及和深入，新的應(yīng)用場合對它的性能提出了更高的要求。于是，TI公司推出了以C28x為內(nèi)核的32位定點DSP，一般用TMS320C28x來統(tǒng)稱這一代芯片。目前這一代芯片分為兩個子系列：TMS320X281x（X可以取F、C和R，x可以取0、1和2）和TMS320F280x（x可以取1、6和8）。具體型號包括TMS320F2811、TMS320F2812、TMS320C2810、TMS320C2811和TMS320C2812等。TMS320F281x表示含有Flash的器件，TMS320C281x表示含有ROM的器件。該類芯片每秒可執(zhí)行1.5億次指令（150MIPS）、具有單周期32位×32位的乘和累加操作（MAC）功能。TMS320F281x片內(nèi)集成了128K／64K×16位的閃速存儲器（Flash），可方便地實現(xiàn)軟件的升級。此外，片內(nèi)還集成了豐富的外圍設(shè)備，有采樣頻率達(dá)12.5MSPS的12位16路模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、面向電機(jī)控制的事件管理器以及可為主機(jī)、測試設(shè)備、顯示器和其他組件提供接口的多種標(biāo)準(zhǔn)串口通信外圍設(shè)備等�？梢�，該類芯片既具備數(shù)字信號處理器卓越的數(shù)據(jù)處理能力，又像單片機(jī)那樣具有適于控制的片內(nèi)外圍設(shè)備及接口，所以，又被稱為數(shù)字信號控制器（digital signal controller，DSC）。在這類芯片中，TMS320F280x是根據(jù)一些用量較大的應(yīng)用場合而專門設(shè)計的簡化版，以降低成本，而TMS320F2812是這代芯片中的代表。所以，本書以TMS320F2812 DSP為代表，介紹其結(jié)構(gòu)、尋址方式和指令系統(tǒng)、程序編寫和調(diào)試、數(shù)字輸入／輸出模塊、事件管理器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊、串行外圍設(shè)備接口模塊、串行通信接口模塊、eCAN控制器模塊、數(shù)字信號處理算法和電機(jī)數(shù)字控制實例。全書共分ll章，具體內(nèi)容如下：
　　第1章介紹TMS320F2812芯片的性能和結(jié)構(gòu)、CPU結(jié)構(gòu)和寄存器、程序流、乘法操作、移位操作、CPIJ中斷與復(fù)位、流水線和存儲器映射。
　　第2章介紹尋址方式和指令系統(tǒng)。
　　第3章介紹I）SP軟件開發(fā)流程、TI的集成開發(fā)環(huán)境CCS以及DSK2812開發(fā)板。
　　第4章介紹數(shù)字I／O端口的工作模式、I／O端口寄存器及其使用方法。
　　第5章介紹事件管理器的組成、原理、功能和應(yīng)用。
　　第6章介紹ADC的特點、自動排序器工作原理、ADC時鐘的預(yù)標(biāo)定、ADC的各種寄存器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器改善精度的方法以及應(yīng)用舉例——傳感器信號采集。
　　第7章介紹SPI模塊的組成、操作、中斷和控制寄存器以及應(yīng)用舉例。

目 錄
前 言
第1章 TMS320F2812的結(jié)構(gòu) 1
1.1 芯片性能和結(jié)構(gòu) 1
1.2 CPU結(jié)構(gòu)與寄存器 11
1.3 程序流 26
1.4 乘法操作 27
1.5 移位操作 28
1.6 CPU中斷與復(fù)位 32
1.7 流水線 41
1.8 存儲器映射 51
第2章 尋址方式和指令系統(tǒng) 55
2.1 尋址方式 55
2.2 C28x匯編語言簡介 64
第3章 程序編寫和調(diào)試 65
3.1 軟件開發(fā)流程 65
3.2 集成開發(fā)環(huán)境CCS 67
3.3 TMS320F2812開發(fā)板DSK2812 77
第4章 數(shù)字I/O模塊 85
4.1 概述 85
4.2 數(shù)字I/O端口工作模式 85
4.3 數(shù)字I/O端口寄存器 86
4.4 數(shù)字I/O端口應(yīng)用舉例 96
第5章 事件管理器模塊 99
5.1 概述 99
5.2 通用定時器 101
5.3 全比較單元 114
5.4 PWM電路 116
5.5 PWM波形產(chǎn)生 118
5.6 捕獲單元 123
5.7 正交編碼器脈沖電路 126
5.8 事件管理器中斷 128
5.9 事件管理器的寄存器 130
5.10 應(yīng)用舉例——頻率測量 133
第6章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 136
6.1 概述 136
6.2 自動排序器工作原理 138
6.3 ADC時鐘的預(yù)標(biāo)定 143
6.4 ADC供電模式和上電順序 144
6.5 ADC寄存器 145
6.6 應(yīng)用舉例——傳感器信號采集 156
第7章 SPI模塊 160
7.1 增強(qiáng)型SPI模塊簡介 160
7.2 SPI模塊操作 164
7.3 SPI中斷 166
7.4 SPI控制寄存器 170
7.5 應(yīng)用舉例——EEPROM存儲器讀寫 177
第8章 SCI模塊 182
8.1 SCI結(jié)構(gòu) 182
8.2 SCI寄存器 194
8.3 應(yīng)用舉例——串行通信 206
第9章 eCAN控制器模塊 211
9.1 eCAN控制器概述 211
9.2 eCAN控制器模塊寄存器 217
9.3 eCAN模塊的配置 236
9.4 應(yīng)用舉例——eCAN通信自測試 246
第10章 數(shù)字信號處理算法 252
10.1 基于FFT的頻譜分析 252
10.2 FIR數(shù)字濾波 258
第11章 電動機(jī)數(shù)字控制 266
11.1 直流電動機(jī) 266
11.2 無刷直流電動機(jī) 270
11.3 永磁同步電動機(jī) 284
參考文獻(xiàn) 296

　　在電動機(jī)控制系統(tǒng)中，PWM信號被用來控制電力電子器件的開關(guān)時間，以便為電動機(jī)繞組提供所需的電流和能量。相電流的形狀和頻率以及提供給電動機(jī)繞組的能量一起控制著電動機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩。這里提供給電動機(jī)的電壓和電流就是調(diào)制信號，通常，調(diào)制信號的頻率要比PWM載波頻率低得多。
　　1.PWM信號的產(chǎn)生
　　為了產(chǎn)生一個PWM信號，需要通過一個合適的定時器不斷重復(fù)地進(jìn)行計數(shù)，其計數(shù)周期等于PWM的周期，用一個比較寄存器來保存調(diào)制值，比較寄存器中的值不斷地和定時器計數(shù)器相比較，一旦發(fā)生匹配，在相應(yīng)的輸出引腳上就產(chǎn)生一個跳變（從低到高或從高到低），當(dāng)發(fā)生第二次匹配或定時器周期結(jié)束時，相應(yīng)的輸出引腳上又會產(chǎn)生一個跳變（從高到低或從低到高）。通過這種方式，會產(chǎn)生一個開關(guān)時間和比較寄存器的值成比例的輸出脈沖。這個過程在每個定時器周期里都會被重復(fù)，但每次比較寄存器里的調(diào)制值又是不同的，這樣在相應(yīng)的輸出引腳上就能得到一個PWM信號。
　　2.死區(qū)
　　在許多運動／電動機(jī)控制以及電力電子設(shè)備的應(yīng)用中，通常會將兩個功率器件（上級和下級）串聯(lián)起來構(gòu)成一個功率轉(zhuǎn)換橋臂。為了避免受擊穿導(dǎo)致失效，兩個功率器件的導(dǎo)通周期不能有重疊。因此，需要一對無重疊的PWM輸出信號來正確地開啟和關(guān)閉這兩個橋臂。死區(qū)單元的作用就是從一個晶體管被截止到另一個晶體管被導(dǎo)通期間插人一段死區(qū)時間，這段時間延遲能確保一個晶體管導(dǎo)通之前另一個晶體管已經(jīng)完全關(guān)閉。具體延遲時間的長短通常由功率管的開關(guān)特性和特定應(yīng)用場合下的負(fù)載特性決定。
　　5.5.1 用事件管理器產(chǎn)生PWM輸出
　　三個比較單元中的任一個都可以與通用（GP）定時器1（對于EVA模塊）或通用定時器3（對于EVB模塊）、死區(qū)單元以及事件管理器模塊中的輸出邏輯一起，產(chǎn)生一對帶可編程死區(qū)和輸出極性可控的PWM輸出。對應(yīng)于每個EV模塊中的三個全比較單元，一共有六個這樣的專用PWM輸出引腳，這六個專用的輸出引腳可以非常方便地用來控制三相交流感應(yīng)電動機(jī)或無刷直流電動機(jī)。由于比較動作控制寄存器（ACTRx）的控制作用，PWM的輸出動作具有很強(qiáng)的靈活性，因此，在許多應(yīng)用場合下也可以用來控制開關(guān)磁阻電動機(jī)和同步磁阻電動機(jī)。PWM電路還用來控制其他類型的電動機(jī)，如單軸或多軸控制應(yīng)用中的直流有刷電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)。如果需要的話，每個通用定時器的比較單元也都可以用來產(chǎn)生基于自身定時器的PWM輸出。