3.4 SD-2210型FTU的TMS320F206 DSP硬件介紹

3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特點

TMS320F206是TI公司C2XX系列產品中唯一具有片內FLASH存儲器的DSP，F206采用了先進的改進型哈佛結構（程序存儲器和數據存儲器具有各自的總線）、多級流水線，操作靈活，速度高。F206結構的建立主要圍繞著6條16位的總線展開的，這6條總線是3條程序/數據總線和3條地址總線，這使得F206的數據處理能力達到了最大限度。程序控制上的4級流水線操作和8級硬件堆棧進一步保證F206的高速運行。F206的高性能CPU具有32位CALU、32位累加器、16×16位并行乘法器、3個移位寄存器和8個16位輔助寄存器。F206具有程序、數據和I/O 3個相互獨立的存儲空間。

3.4.2 TMS320F206存儲器映射

TMS320F206 DSP為增強型哈佛結構，具有程序、數據和I/O 3個相互獨力的存儲空間，每個存儲空間均為64K×16位，如圖3-4所示。

1.程序存儲器

片上的程序存儲器如下：

1）32K ×16位，FLASH，存放固化程序和重要參數。

2）4K×16位，SARAM，存放調試程序。

3）256 × 16位，DARAM,存放運算系數。

F206上的32K ×16位FLASH存儲器由兩塊相互獨立的16K ×16位FLASH存儲器構成，可獨立的對它們進行讀取、擦除、編程等操作。這兩塊FLASH工作模式的切換，分別由片上兩個I/O映射寄存器控制。這兩塊FLASH存儲器，一塊可以用于存放固化程序，另一塊存放重要參數，實現FLASH存儲器在線編程。由于F206中斷向量從0000H開始，所以用第一塊FLASH存放固化程序，第二塊FLASH存放重要參數。

F206上的4K ×16位SARAM通過片上一個I/O映射寄存器，既可配置為程序存儲器，也可配置成數據存儲器，或兩者皆是。FTU的CPU板上沒有外部程序存儲器，所以調試時將此4K × 16位SARAM配置成程序/數據兩者皆是方式，將調試程序定位到此4K ×16位SARAM上，便于實現程序加載、設置軟件斷點等仿真調試功能。調試完成后，程序重定位到FLASH存儲器上，通過仿真器將程序燒錄FLASH中，詳細操作稍后介紹。

F206上有一塊256 ×16位DARAM（B0塊）通過片上狀態/控制寄存器，既可配置成程序存儲器，也可配置為數據存儲器。用它存放相關和數字濾波器等DSP算法的系數非常合適，這是因為B0塊為單周期-雙獲取存儲器。

2.數據存儲器

（1）片上數據存儲器

1）4K× 16位,SARAM,存中間數據。

2）256× 16位,DARAM, B0塊，存放運算系數。

3）256× 16位,DARAM,B1塊，存放常量/變量。

4）32× 16位,DARAM,B2塊，存放常量/變量。

（2）片外數據存儲器

1）64K× 16位,SRAM,局部數據存儲器與程序存儲器共享（可選配置）。

2）2K× 8位,NVRAM,全局數據存儲器。

3）2K× 16位,擴展I/O,全局數據存儲器。

片外擴展的NVRAM、實時時鐘、異步串口、打印機并口、A-D口、開入/開出口、測頻輸入口和看門狗刷新口放在全局數據存儲空間，存儲空間的分配如表3-5所示。

3.4.3 TMS320F206 DSP片上外設

F206片上定時器由一個16位主計數器TIM和一個4位分頻計數器PSC組成，20MHz時鐘加到PSC上，每個時鐘使PSC減1，當PSC減為零時，下一個時鐘使PSC產生一借位脈沖，同時重裝PSC，此借位脈沖加到TIM上，每個時鐘使TIM減1，當TIM減為零時，下一個時鐘使TIM產生一借位脈沖，同時重裝TIM，此借位脈沖為50ns正脈沖，產生定時中斷TINT，同時輸出到TOUT引腳上。

F206片上定時器的復位、啟動、重裝和停止等操作由TCR、TIM和PRD3個寄存器控制，定時器控制寄存器TCR的定義如表3-6所示。

● FREE、SOFT為定時器操作方式：00為下一個TIM減計數脈沖到時停止計數；01為TIM減為零時停止計數；10為FREE RUN；11為 FREE STOP。

● PSC為 4位分頻計數器：保存分頻計數器當前計數值。

● TRB為定時器重裝控制位：當對TRB寫入1時，PRD值重裝入TIM，TDDR值重裝入PSC。

● TSS為定時器停止控制位：0為啟動定時器；1為停止定時器。

● TDDR為4位分頻寄存器：保存分頻計數器重裝值。

定時器主計數器TIM，保存主計數器當前計數值，定時器間隔寄存器PRD，保存主計數器重裝值，定時器輸出TOUT頻率由下式計算：

3.4.4 TMS320F206 DSP外部中斷

共有3級外部中斷：INT1——A-D數據準備好中斷；INT2——異步串口A或B中斷；INT3——打印機并口中斷。

F206外部中斷均為下跳沿觸發，并且低電平至少應該保持50ns。外部中斷的屏蔽與使能分別由中斷屏蔽位INTM、中斷屏蔽寄存器IMR、中斷控制寄存器ICR和中斷標志寄存器IFR控制。

3.4.5 TMS320F206 DSP命令寄存器

命令寄存器（F735H）如表3-7所示。

● TEN為定時觸發源選擇：0為F206片上定時器產生定時觸發信號；1為硬件定時器產生定時觸發信號。

● DE為RS422/RS485發送使能：0為發送為高阻；1為發送使能。

● H/F為RS422/RS485選擇：0為RS422；1為 RS485。

復位時候，命令寄存器清零。

3.4.6 TMS320F206 DSP復位

產生復位脈沖的方式：

1）上電復位脈沖。

2）手動復位按鈕。

3）電源故障，即當+5V主電源電壓跌至+4.5V時，產生復位脈沖。

4）看門狗電路，即在規定時間內，如果沒有刷新看門狗，則產生復位脈沖。

3.4.7 SD-2210型FTU模擬信號輸入

32路模擬輸入信號首先經RC濾波器，再經放大器（接成射極跟隨）連接到A-D轉換器（MAX125）的輸入端上，MAX125是MAXIM公司推出的一種2×4通道、14位高速、同時采樣且帶并行微機接口的逐次逼近型A-D轉換芯片。A-D的分辯率為14位，輸入范圍為-5~5V，經A-D轉換后，輸出編碼以二進制補碼形式給出。

3.4.8 SD-2210型FTU數字量輸入輸出

16路數字量輸入信號首先經過光電隔離器，再經數據緩沖器（F734H，只讀）輸入給F206；16路數字量輸出信號首先鎖存到數據緩沖器（F734H，只寫）上，再經過光電隔離器輸出。

3.4.9 SD-2210型FTU異步串行通信

SD-2210型FTU采用TI公司生產的雙路異步串行通信芯片ST16C552，通過擴展異步通信芯片可以實現DSP與PC之間的高速串行通信，滿足系統實時性的要求。ST16C552片內有兩個完全獨立的異步串行通信收發器ACE，每個通道可獨立控制發送、接收、線路狀態、數據設置中斷，有獨立的MODEM控制信號，有3態TTL驅動的數據、控制總線，每個通道具有可編程的串行接口，分別可對數據位數、奇偶校驗、停止位及波特率等進行編程。

ST16C552每個通道有13個寄存器，通過A2～A0和線路控制寄存器中的DLAB位來尋址，ST16C552的寄存器如表3-8所示。

（1）線路控制寄存器（見表3-9）

● WLS1、WLS0為設置數據長度：00為5位；01為6位；10為7位；11為8位。

● STB為設置停止位個數：0為1個停止位；1為1.5個停止位（5位數據長度時），2個停止位（6位、7位、8位數據長度時）。

● PEN為奇偶校驗使能：0為奇偶校驗無效；1為奇偶校驗有效。

● EPS為奇偶校驗選擇：0為奇校驗；1為偶校驗。

● DLAB為寄存器訪問選擇：0為訪問其余寄存器；1為訪問除數和功能切換寄存器。

（2）線路狀態寄存器（見表3-10）

● DR為接收數據準備好標志：1為接收數據緩沖器中有數據；0為接收數據緩沖器空。

● OE為溢出錯誤標志：1為有溢出；0為無溢出。

● PE為奇偶校驗錯誤標志：1為有奇偶校驗錯誤；0為無奇偶檢驗錯誤。

● THRE為發送保持寄存器空標志：1為空；0為非空。

● TEMT為發送器空標志：1為發送保持寄存器和發送移位寄存器都空；0為發送保持寄存器或發送移位寄存器非空。

（3）設置波特率

ST16C552的波特率可以通過除數寄存器DLM、DLL來設置，除數寄存器值和波特率之間的計算如下：

ST16C552的輸入頻率為15.9744MHz，按照式（3-2）可得常用波特率和除數寄存器之間的關系，如表3-11所示。