1、安徽工程大学机电学院毕业设计 -1- 基于 DSP2812 的实验开发板设计 摘 要 本设计是 DSP（ 2812） 最小系统设计 ,DSP 是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。 DSP 指的是数字信号处理器。数字信号处理器是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。 20 世纪 60 年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展 ， DSP技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集，变换，滤波，固执，增强，压缩，识别等处理，已得到符合 人们需要的信号形式。数字
2、信号处理是以众多科学为理论基础的，它所涉及的范围及其广泛。在科学领域，微积分，概率统计，随机过程，数值分析等都是数字信号处理的基本工具。与网络理论，信号与系统，控制论，通信理论，故障诊断等也密切相关，可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。 DSP 主要应用在数字信号处理中，目的是为了能够满足实时信号处理的要求，因此需要将数字信号处理中的常用运算执行的尽可能快。这就决定了 DSP 的特点和关键技术。适合数字信号处理的技术： DSP 包涵乘法器，累加器，特殊地址发生器，领开销循环等；提高处理速度的技术：流水线技术，并行处理技术，超常
3、指令等。 DSP 对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部参与影响小；容易实现集成；VLSI 可以时分复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波 ； 可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；可用于频率非常低的信号。 关键词 ： 典型特征；体系结构；程序流程 王 辉：基于 DSP2812 的实验开发板设计 - -2- The experimental development board design based on DSP2812 Abstract This design is the DSP (2812) Minimum system design,
4、 DSP is a widely used but many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. We often say that the DSP refers to the digital signal processor. Digital Signal Processor is a complete cross-signal processing for the processor. Since the 60s of the 20th century, with the computers and the
5、 rapid development of information technology, DSP technology and the rapid development emerged. In the past twenty years time, digital signal processing in communications and other fields has been very widely used. Digital signal processing is to use a computer or dedicated processing equipment to c
6、ollect the signal in digital form, transform, filter, stubborn, enhancement, compression, recognition processing needs of the people has been the signal form. Digital signal processing theory is based on a number of science-based, its scope and wide. For example, in science, calculus, probability an
7、d statistics, stochastic processes, numerical analysis, digital signal processing are the basic tools. And network theory, signals and systems, control theory, communication theory, fault diagnosis, etc., are closely related, can be said that digital signal processing is to many classical theoretica
8、l system as its theoretical basis, but also to become a new discipline theoretical basis. DSP is mainly used in digital signal processing, designed to meet real-time signal processing requirements, requiring digital signal processing of common operations performed as quickly as possible. This determ
9、ines the DSP features and key technologies. Suitable for digital signal processing techniques: DSP indulgence multiplier, accumulator, special address generator, leading overhead loops; improve the speed of the technology: pipelining, parallel processing, exceptional instruction and so on. DSP of th
10、e component value of tolerance is not sensitive to temperature, and environment outside involvement affect small; easy integration; VLSI can be time-division multiplexing, shared processor; facilitate the adjustment of the processor factor to achieve adaptive filter; to analog processing can not Imp
11、lementation of functions: linear phase, multirate processing, cascade, easy storage; can be used to frequency of very low signal. Keywords: Typical characteristics; Architecture; Program flow 安徽工程大学机电学院毕业设计 -3- 目 录 基于 DSP2812 的实验开发板设计 . 1 引 言 . 6 第 1 章 绪论 . 7 1.1 课题背景及实际意义 . 7 1.2 DSP 芯片 的国内发展概况 . 7
12、 1.3 本课题的主要研究内容 . 8 第 2 章 CCS3.3 的安装 与 配置 . 9 2.1 CCS3.3 系统的安装 . 9 2.2 仿真器的安装 . 9 2.3 CCS3.3 系统的配置 . 12 2.4 本章小结 . 14 第 3 章 基于 DSP2812 的实验开发板的硬件设计 . 15 3.1 TMS320F2812 芯片 . 15 3.2 电源模块硬件设计 . 16 3.3 流水灯实验的硬件设计 . 17 3.4 独立按键扫描的硬件设计 . 17 3.5 四位数码管实验的硬件设计 . 17 3.6 外部中断实验硬件设计 . 18 3.7 本章小结 . 18 第 4 章 基本实
13、验内容 . 19 4.1 GPIO 应用：流水灯实验 . 19 4.1.1 实验目的 . 19 4.1.2 实验要求 . 19 4.1.3 实验设备 . 19 4.1.4 实验内容 . 19 4.1.5 实验方法和步骤 . 20 4.1.6 实验参考程序 . 20 4.1.7 实验预习要求 . 21 4.2 GPIO 应用：独立按键扫描实验（流水灯观察） . 21 4.2.1 实验目的 . 21 4.2.2 实验要求 . 21 4.2.3 实验设备 . 21 4.2.4 实验内容 . 21 4.2.5 实验方法和步骤 . 22 4.2.6 实验参考程序 . 22 4.2.7 实验预习要求 .
14、24 4.3 GPIO 应用：四位数码管显示实验 . 25 4.3.1 实验目的 . 25 4.3.2 实验要求 . 25 4.3.3 实验设备 . 25 4.3.4 实验内容 . 25 王 辉：基于 DSP2812 的实验开发板设计 - -4- 4.3.5 实验方法和步骤 . 26 4.3.6 实验参考程序 . 26 4.3.7 实验预习要求 . 28 4.4 外部中断实验 . 29 4.4.1 实验目的 . 29 4.4.2 实验要求 . 29 4.4.3 实验设备 . 29 4.4.4 实验内容 . 29 4.4.5 实验方法和步骤 . 30 4.4.6 实验参考程序 . 30 4.4.
15、7 实验预习要求 . 32 4.5 本章小结 . 32 结论与展望 . 33 致 谢 . 34 参 考文献 . 35 附录 A TMS320F2812 芯片引脚图 . 36 附录 B 外文文献及其译文主要参考文献的题录及摘要 . 37 附录 C 主要参考文献的题录及摘要 . 39 安徽工程大学机电学院毕业设计 -5- 插图清单 图 2.1“找到新硬件向导”对话框 1 . 10 图 2.2“找到新硬件向导”对话框 2 . 10 图 2.3 选择安装方式对话框 . 10 图 2.4 选择搜 索和安装选项对话框 . 11 图 2.5 正在安装驱动程序 . 11 图 2.6 硬件驱动程序安装完成对话框
16、 . 11 图 2.7 设备管理器对话框 . 12 图 2.8 SETUP CCSTUDIO V3.3 界面 . 12 图 2.9 选中目标板 . 13 图 2.10 选中目标板属性 . 13 图 2.11 属性对话框 . 13 图 2.12 配置文件文件选择对话框 . 14 图 2.13 配置属性选择结果 . 14 图 2.14 端口配置对话框 . 14 图 3.1 电源模块硬件设计原理图 . 17 图 4.1 流水灯实验程序流程图 . 19 图 4.2 流水灯实验原理图 . 21 图 4.3 独立按键实验程序流程图 . 22 图 4.4 独立按键扫描实验原理图 . 25 图 4.5 四位数
17、码管显示实验程序流程图 . 26 图 4.6 四位数码管显示实验硬件电路图 . 29 图 4.7 外部中断实验程序流程图 . 30 王 辉：基于 DSP2812 的实验开发板设计 - -6- 引 言 数字信号处理器（ Digital Signal Processor， DSP）以高速 数字 信号处理为目标进行芯片设计，采用改进的哈佛结构、内部具有硬件乘法器、应用流水线技术、具有良好的并行性和专门用于数字信号处理的指令等特点 1。 广义来说，数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制 、 解调 以及快速算法的一门技术学科。但很多人认为：数字信号处理主要是研究有关数字滤波技
18、术、离散变换快速算法和谱分析方法。随着 数字电路与系统 技术以及计算机技术的发展，数字信号处理技术也相应地得到发展，其应用领域十分广泛。 DSP 芯片以其强大的运算能力在通信、电子、图像处理等各个领域得到广泛的应用。 数字控制、运动控制方面的应用主要有磁盘 驱动控制、引擎控制、激光打印机控制、喷绘机控制、马达控制、电力系统控制、机器人控制、高精度伺服系统控制、数控机床等。 面向低功耗、手持设备、无线终端的应用主要有：手机、 PDA、 GPS、 数传电台 等 。 第一章描述了 DSP2812 课题的研究背景，意义以及发展现状，并根据 DSP2812的原理和特点及设计要求，给出了设计实现的基本方案
19、。 第二章为 DSP 集成环境 CCS 的使用， CCS3.3 的系统的安装、仿真器的安装以及 CCS3.3 系统的配置。 第三章主要描述 TMS320F2812 芯片的特点及功能，电源模块的原理以及四个实验的电路原理图和实验所需元件的一些简单的介绍。 第四章是本论文的主要部分，关于 DSP 的四个实验：流水灯实验、独立按键扫面试验、四位数码管显示实验、外部中断实验。 最后是本次论文结束时的总结与展望。安徽工程大学机电学院毕业设计 -7- 第 1 章 绪论 1.1 课题背景及实际意义 随着科学技术的飞速发展，人们对控制模型、控制算法要求越来越高，传统意义上的处理器很难满足发展的需求，而数字信号
20、处理器 DSP 经历了 20 多年的 发展与普及，应用领域几乎涵盖了所有的行业：通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗、日常消费品等。德州仪器（ TI）占据了整个 DSP 市场的 50左右，很多高校、研究所、公司大量采用 TI 的方案与芯片进行开发与研究。 DSP 是一门理论与实践并重的技术，在成功掌握了理论知识的同时再配合做一些经典的 DSP 实验，从而加深对 DSP 软、硬件的理解与掌握，为今后从事独立的开发打下扎实的基础。目前很多高校都已经开设了数字信号处理的课程，对普及与推广 DSP 做出了巨大的贡献。 2812 开发板基于 TI 公司的处理器 TMS320F2812 设计而成
21、。 TMS320F2812 采用 TI公司的最新 281X 系列的处理器核，内部带有 ROM、 FLASH、大容量的 RAM 和丰富的外部接口，具有体积小、速度快、使用简单、功能强大、功耗低、性能稳定、编程简单的特点，非常适合在工业控制场合使用 2。 系统外扩了很多外设模块如（ SD 接口、串口、高速 AD/DA、交通灯、键盘数码管、RS485、和电机输出接口），为了方便用使用者最快的时间掌握 DSP 的使用技巧，在硬件上使用了多种总线接口和多种外部通讯方式的并配备了， LED、工业用 LCD 显示屏，并通过扩展插槽可 以扩展图像处理，数字信号源等多种进阶外设，这样就使使用者以最快的速度，试验
22、、学习、设计，并把这些处理技巧熟练的嵌入到产品中，使使用者迅速的成为硬件的设计高手，在硬件设计中以工业现场的硬件要求来提供方案，除电源部分在工业现场需要加入保护措施外，对于板级信号，使用了信号完整性分析技术、电磁兼容技术，在关键位置大量使用了磁珠、电感、电容等电磁兼容器件。 在软件上，提供了通用的软件的模块，并在此基础上编写了各种接口的软件试验程序。注释详尽，有利于初学者入门，除了已设计好的实验之外，实验者还可以发挥创造性，充分利用 实验箱的资源进行其它实验。对于 DSP 高手来说也具备很大的发挥余地。 众所周知，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城
