TMS320F28335 DSP原理、开发及应用（电子设计与嵌入式开发实践丛书）

　　（1）本书提供教学课件（PPT）和程序源代码，请在清华大学出版社本书页面下载。

　　（2）知识系统。本书介绍了TI公司的TMS320F28335 DSP在工业控制与电机驱动系统中的开发与应用。以CCS6.x版本为基础，讲述了其编程开发的方法与流程，并描述了编译器与链接器的各种典型选项及其含义。

　　（3）注重实践。本书基于TMS320F28335 DSP的众多片上外设，描述了电机控制中常用的片上外设与接口，如GPIO、ADC、ePWM、eQEP、eCAP、SCI、SPI、DMA、XINTF等的使用方法，并附有具体的例程。最后，描述了电机控制常用算法的具体实现，并给出了控制永磁同步电机的详细例子。

　　本书介绍了TI公司的TMS320F28335 DSP在工业控制与电机驱动系统中的开发与应用。以CCS 6.x版本为基础，讲述了其编程开发的方法与流程，并描述了编译器与链接器的各种典型选项及其含义。基于TMS320F28335 DSP的众多片上外设，描述了电机控制中常用片上外设与接口，如GPIO、ADC、ePWM、eQEP、eCAP、SCI、SPI、DMA、XINTF、HRPWM、eCAN等的使用方法，并附有具体的例程。最后，描述了电机控制常用算法的具体实现，并给出了控制永磁同步电机的典型例子。

　　本书可作为DSP开发应用的初、中级读者学习使用TMS320F2833x DSP的教材，也可为其他层次的DSP开发应用人员提供参考。

Contents

第1章电机控制DSP简介

1．1DSP芯片的主要特点

1．2常用电机控制芯片

1．3TI公司的DSP介绍

1．3．1C2000电机控制DSP的分类

1．3．2F28335系列的特点

1．3．3F28335系列的引脚说明

1．4F28335DSP的内核

1．4．1CPU介绍

1．4．2总线结构

1．4．3流水线机制

1．4．4FPU流水线

1．5F28335DSP的存储器

1．5．1存储器映射

1．5．2代码安全模块

1．6F28335DSP的片上外设

1．7习题

第2章软件开发平台与编程方法

2．1基于CCS的开发流程

2．2链接时的命令文件——cmd文件

2．3外设寄存器的头文件与初始化

2．4数值的处理

2．4．1二进制下2的补码

2．4．2F28335的符号扩展模式

2．4．3二进制乘法

2．4．4二进制小数

2．4．5定点编程与浮点编程

2．4．6IEEE754单精度浮点

2．4．7调用TI的实时浮点库

2．5DSP编程中的数据类型

2．6基于CCS6．x的开发流程

2．6．1新建工程

2．6．2添加文件

2．6．3工程属性配置

2．6．4程序调试

2．6．5烧写Flash

2．6．6CCS在线学习功能

2．6．7controlSUITETM学习套件

2．7习题

TMS320F28335DSP原理、开发及应用

第3章DSP的高级编程选项

3．1处理器选项

3．2程序优化选项

3．3调试与路径选项

3．4控制与语言选项

3．5预处理与诊断

3．6运行时模型

3．7钩子函数与库函数

3．8汇编器选项

3．9文件、目录与扩展名

3．10代码规范MISRAC

3．11链接器的基本选项

3．12C代码的入口程序c_int00

3．13典型的编译器配置选项

3．14实时运行库RTS的选择

3．15习题

第4章F28335系统时钟与中断控制

4．1OSC与PLL模块

4．1．1PLL功能配置

4．1．2时钟信号监视电路

4．1．3相关寄存器

4．1．4PLL配置注意事项

4．2外设时钟信号

4.2.1相关寄存器

4．2．2XCLKOUT信号

4．3低功耗模式

4．4看门狗模块

4．4．1工作原理

4．4．2相关寄存器

4．5CPU定时器0/1/2

4．5．1工作原理

4．5．2相关寄存器

4．6寄存器EALLOW保护

4．7外设中断扩展模块PIE

4．7．1PIE模块概述

4．7．2中断向量列表的映射地址

4．7．3中断源

4．7．4中断向量列表

4．7．5PIE模块相关寄存器

4．7．6CPU中断控制相关寄存器

4.7.7外部中断控制寄存器

4．7．8应用实例

4．8习题

第5章通用输入/输出端口

5．1GPIO概述

5．1．1GPIO工作模式

5．1．2数字I/O工作模式下的控制

5．1．3输入限定功能

5．2相关寄存器

5．2．1功能选择寄存器

5．2．2其他相关寄存器

5．3应用实例

5．3．1GPIO配置步骤

5．3．2软件设计

5．4习题

第6章模/数转换模块

6．1ADC概述

6．2转换序列发生器工作原理

6．3不间断自动定序模式

6．3．1启动/停止模式

6．3．2ADC中断控制

6．4转换时钟

6．5ADC基本电气特性

6．5．1低功耗模式

6．5．2上电时配置顺序

6．5．3片内/片外参考电压选择

6．6ADC高级功能

6．6．1输入校正功能

6．6．2序列发生器覆盖功能

6．6．3DMA接口

6．7相关寄存器

6．7．1控制寄存器

6．7．2输入通道选择寄存器

6．7．3其他相关寄存器

6．8应用实例

6．9习题

第7章增强型脉宽调制模块

7.1概述

7.2ePWM各子模块介绍

7.2.1时间基准子模块

7.2.2比较功能子模块

7.2.3动作限定子模块

7.2.4死区产生子模块

7.2.5斩波控制子模块

7.2.6故障捕获子模块

7.2.7事件触发子模块

7.3相关寄存器

7.3.1时间基准子模块寄存器

7.3.2比较功能子模块寄存器

7.3.3动作限定子模块寄存器

7.3.4死区产生子模块寄存器

7.3.5斩波控制子模块寄存器

7.3.6故障捕获子模块寄存器

7.3.7事件触发子模块寄存器

7.4应用实例

7.4.1BUCK电路的控制

7.4.2半H桥逆变器的控制

7.4.3三相逆变器的控制

7.5习题

第8章增强型正交编码脉冲模块

8.1概述

8.1.1常用编码器结构

8.1.2转速测量方法

8.1.3eQEP模块整体结构

8.2正交解码单元

8.2.1位置计数器的输入模式

8.2.2eQEP输入极性选择

8.2.3位置比较同步输出功能

8.3位置计数器及控制单元

8.3.1位置计数器的运行模式

8.3.2位置计数器的锁存

8.3.3位置计数器的初始化

8.3.4eQEP位置比较单元

8.4边沿捕获单元

8.5eQEP看门狗电路

8.6中断结构

8.7相关寄存器

8.8应用实例

8.8.1eQEP模块配置

8.8.2应用程序

8.9习题

第9章增强型捕获模块

9.1概述

9.1.1eCAP模块简介

9.1.2eCAP工作模式介绍

9.2捕获工作模式

9.2.1事件预分频

9.2.2边沿极性选择与量化

9.2.3连续/单次捕获控制

9.2.432位计数器及相位控制

9.2.5CAP1~CAP4寄存器

9.2.6中断控制

9.3APWM工作模式

9.4相关寄存器

9.5应用实例

9.5.1捕获模式下绝对时间的获取

9.5.2捕获模式下差分时间的获取

9.5.3APWM模式下的应用

9.6习题

第10章串行通信接口模块

10.1概述

10.2SCI模块结构及功能介绍

10.2.1SCI功能概述

10.2.2SCI多处理器通信

10.2.3空闲线多处理器模式

10.2.4地址位多处理器模式

10.2.5SCI通信格式

10.2.6SCI的中断

10.2.7SCI波特率计算

10.2.8SCI增强功能

10.3相关寄存器

10.4应用实例

10.5习题

　　第5章

　　通用输入/输出端口

　　通用输入/输出端口

　　GPIO作为与其他设备进行数据交换的通道，具有重要作用，在F28335DSP有限的引脚中，大多数引脚具有第二或第三功能，可以通过配置相应的寄存器(GPIOMUX)在各个功能之间进行切换。

　　5．1GPIO概述

　　F28335芯片提供了多达88个多功能引脚，每个引脚都可以配置成数字I/O工作模式或外设I/O工作模式，可以通过功能切换寄存器(GPxMUX1/2)进行切换。当不使用片内外设时，可以将其配置成数字I/O工作模式，通过方向控制寄存器(GPxDIR)控制数字I/O的输入/输出方向，并可以通过输入限定寄存器(GPxQSEL1/2)对输入信号进行限定，从而消除外部噪声信号。F28335的88个引脚被分为A、B、C三组端口，其中A端口包括GPIO0~GPIO31，B端口包括GPIO32~GPIO63，C端口包括GPIO64~GPIO87。表51和表52所示的寄存器可用来对GPIO进行配置，从而满足系统要求，在5．2节中将对各个寄存器的具体定义进行介绍。

　　表51GPIO控制寄存器

　　名称

　　地址

　　大小(×16位)

　　寄存器说明

　　GPACTRL

　　0x6F80

　　2

　　GPIOA控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPAQSEL1

　　0x6F82

　　2

　　GPIOA输入限定选择寄存器1(GPIO0~GPIO15)

　　GPAQSEL2

　　0x6F84

　　2

　　GPIOA输入限定选择寄存器2(GPIO16~GPIO31)

　　GPAMUX1

　　0x6F86

　　2

　　GPIOA功能选择控制寄存器1(GPIO0~GPIO15)

　　GPAMUX2

　　0x6F88

　　2

　　GPIOA功能选择控制寄存器2(GPIO16~GPIO31)

　　GPADIR

　　0x6F8A

　　2

　　GPIOA方向控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPAPUD

　　0x6F8C

　　2

　　GPIOA上拉控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPBCTRL

　　0x6F90

　　2

　　GPIOB控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPBQSEL1

　　0x6F92

　　2

　　GPIOB输入限定选择寄存器1(GPIO0~GPIO15)

　　续表

　　名称

　　地址

　　大小(×16位)

　　寄存器说明

　　GPBQSEL2

　　0x6F94

　　2

　　GPIOB输入限定选择寄存器2(GPIO16~GPIO31)

　　GPBMUX1

　　0x6F96

　　2

　　GPIOB功能选择控制寄存器1(GPIO0~GPIO15)

　　GPBMUX2

　　0x6F98

　　2

　　GPIOB功能选择控制寄存器2(GPIO16~GPIO31)

　　GPBDIR

　　0x6F9A

　　2

　　GPIOB方向控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPBPUD

　　0x6F9C

　　2

　　GPIOB上拉控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPCMUX1

　　0x6FA6

　　2

　　GPIOC功能选择控制寄存器1(GPIO0~GPIO15)

　　GPCMUX2

　　0x6FA8

　　2

　　GPIOC功能选择控制寄存器2(GPIO16~GPIO31)

　　GPCDIR

　　0x6FAA

　　2

　　GPIOC方向控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　GPCPUD

　　0x6FAC

　　2

　　GPIOC上拉控制寄存器(GPIO0~GPIO31)

　　表52GPIO中断及低功耗模式唤醒选择寄存器

　　Foreword

　　前言

　　TMS320F28335属于TI公司的C2000系列DSP的高端系列。它具有强大的数字信号处理功能，集成了大量的外设供控制使用，具有微控制器（MCU）的功能，并兼有RISC处理器的代码密度（RISC的特点是单周期指令执行，寄存器到寄存器操作，以及改进的哈佛结构、循环寻址）和DSP的执行速度。除此之外，其开发过程与微控制器的开发过程又比较相似（微控制器的功能包括易用性、直观的指令集、字节包装和拆包、位操作），其处理能力强大，片上外设丰富，在高性能的电机控制领域中得到了广泛的引用。

　　本书作者在TI公司从事C2000系列DSP开发应用多年，书中集合了作者在开发过程中的一些经验，供广大读者交流、讨论。

　　本书共18章。

　　第1~15章讲述基础知识，首先简要介绍目前用于高性能电机控制开发的DSP现状，其次重点描述TMS320F28335DSPCPU+FPU的架构特点。接着，基于目前最新的CCStudio6.x软件，描述开发、编程的思想与软件的基本使用方法。最后针对TMS320F28335（书中简称F28335）DSP具有众多功能强大的外设的特点，重点分析时钟与中断控制的流程，并描述电机控制中常用的片上外设与接口，如GPIO、ADC、ePWM、eQEP、eCAP、SCI、SPI、DMA、XINTF等的使用方法，并附有具体的例程。

　　第16~18章为应用部分，给出了交流调速中常用算法的DSP实现方法，并以永磁同步电机

　　为例，描述了完整的矢量控制系统及其DSP实现方案，最后描述了如何自己动手打造一个最小系统板。

　　在本书的编写过程中，参阅了一些优秀的图书和文献资料，在此对这些作品的作者表示感谢。其中对TI公司器件手册、用户指南中图表的直接引用已得到TI公司的授权。尤其要感谢清华大学出版社工作人员为本书的出版所做的大量工作。

　　由于时间仓促，书中的疏漏与不当之处在所难免，恳请广大读者批评、指正。

　　编者

　　2017年5月