基于TMS320C5410 DSP的键盘和显示电路的设计

电气自动化论文编号:ZD483  论文字数:43925,页数:84，有开题报告,任务书,文献综述
  
 目   录
摘  要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………… Ⅱ
第1章  绪  论 ……………………………………………………………………… 1
 1.1数字信号处理理论和实现技术的发展……………………………………… 1
 1.2 国内DSP的发展………………………………………………………………… 2
 1.3 数字信号处理技术的应用………………………………………………………3
 1.4 课题的研究任务……………………………………………………………………5
 1.5 课题目的与意义……………………………………………………………………5
第2章  TMS320C5410 DSP简介………………………………………………… 6
 2.1  中央处理单元（CPU）概述…………………………………………………  6
 2.2   TMS320C54x DSP中断系统概述…………………………………………  6
 2.2.1 中断分类……………………………………………………………………… 7
 2.2.2 处理中断的步骤……………………………………………………………… 7
 2.2.3中断标志寄存器（IFR）……………………………………………………… 8
 2.2.4 中断屏蔽寄存器（IMR）………………………………………………………8
 2.2.5 接受中断请求 ………………………………………………………………  8
 2.2.6 应答中断……………………………………………………………………… 9
 2.2.7 执行中断服务程序（ISR）……………………………………………………10
 2.2.8 保存中断上下文………………………………………………………………10
 2.2.9 中断等待时间…………………………………………………………………10
 2.2.10  中断操作流程………………………………………………………………11
 2.3 流水线操作…………………………………………………………………………11
 2.4 标准串行接口…………………………………………………………………… 13
 2.4.1  串行接口寄存器…………………………………………………………… 13
 2.4.2  串行接口操作……………………………………………………………… 13
 2.5 带缓冲的串行接口（BSP）…………………………………………………  14
 2.5.1  BSP概述……………………………………………………………………  14
 2.5.2  标准模式的BSP操作……………………………………………………… 15
 2.5.3 标准串行接口（SP）与标准模式下的BSP操作的区别……………………15
 2.6 多通道带缓冲串行接口（McBSP）…………………………………………16
 2.6.1  McBSP特性……………………………………………………………………16
 2.6.2 McBSP 的内部结构和工作原理………………………………………………16
 2.6.3  McBSP的配置…………………………………………………………………18
第3章 一种新型键盘、LED显示接口芯片HD7279A………………………22
 3.1  HD7279A的引脚功能 …………………………………………………………22
 3.2 控制指令……………………………………………………………………………23
 3.2.1 单字节指令（即6条纯指令）………………………………………………23
 3.2.2 双字节指令…………………………………………………………………  23
 3.3 时序………………………………………………………………………………… 25
 3.4 几点说明 ………………………………………………………………………… 26
第4章  硬件设计……………………………………………………………………… 27
 4.1  硬件设计准则……………………………………………………………………27
 4.2  器件选型………………………………………………………………………… 27
 4.2.1数字信号处理器……………………………………………………………… 27
 4.2.2 键盘显示扩展模块……………………………………………………………28
 4.2.3  电源………………………………………………………………………… 28
 4.2.4  系统的硬件复位…………………………………………………………… 28
 4.3 系统模块设计…………………………………………………………………… 29
 4.3.1键盘和显示模块设计………………………………………………………… 29
 4.3.2  电源………………………………………………………………………… 31
 4.3.3  系统的硬件复位…………………………………………………………… 32
 4.4  TMS320VC5410 电路设计中应注意的几个问题……………………… 34
 4.4.1　接口电平的兼容性问题…………………………………………………… 34
 4.4.2 　扩展电路的时序问题……………………………………………………  35
 4.4.3 　DSP 多余引脚的处理……………………………………………………  35
第5章 可视化集成开发工具CCS（For C54x DSP）…………………… 36
 5.1  CCS软件安装设置…………………………………………………………36
 5.1.1  系统配置……………………………………………………………………36
 5.1.2  Code Composer Studio的安装……………………………………………36
 5.1.3  CCS的设置………………………………………………………………… 37
 5.1.4 CCS存储器模型设置…………………………………………………………37
 5.2 用CCS开发程序的基本过程…………………………………………………38
 5.2.1 建立项目（Project）文件…………………………………………………38
 5.2.2 编译并运行程序…………………………………………………………… 39
 5.3 代码性能测试（profiling）……………………………………………………40
第6章  软件设计………………………………………………………………………41
 6.1 DSP的软件开发流程……………………………………………………………41
 6.2 系统软件的总体设计……………………………………………………………42
 6.3 DSP单元软件设计……………………………………………………………… 43
 6.3.1 主程序的设计…………………………………………………………………43
 6.3.2 按键中断服务子程序设计……………………………………………………44
 6.3.3发送数据至7279A设计………………………………………………………50
 6.3.4 写数据至7279A设计…………………………………………………………51
 6.3.5 HD7279A 测试设计……………………………………………………………52
 6.4 小结…………………………………………………………………………………52
 6.4.1 指令的歧义 ………………………………………………………………… 52
 6.4.2  流水冲突…………………………………………………………………… 53
 6.4.3 C程序变量与汇编程序变量的共用………………………………………… 53
 6.4.4 程序入口问题…………………………………………………………………53
 6.4.5 命令文件的编写………………………………………………………………54
第7章  系统印刷电路板设计………………………………………………………62
 7.1 PCB布局……………………………………………………………………………62
 7.2 系统的抗干扰措施………………………………………………………………63
 参考文献 ………………………………………………………………………………64
 致  谢 ………………………………………………………………………………66
 附录
 总电路图………………………………………………………………………………67
 程序……………………………………………………………………………………68

摘  要
 随着信号检测、信号处理在可编程系统、计算机网络与通信技术的迅速发展，测控系统仪器正朝着自动化、数字化、智能化、网络化和柔性化方向发展，各行各业都引入了高科技产品，越来越多的现代化机械代替了手工工作，降低了工作的强度和某些工作的危险程度，因而现在需要解决和研发的一个主要课题就是控制，也就是说如何通过简单的输入而又更有效的控制现代化机械。那么，现代化工业机械控制的最基本的输入设备——键盘，以及和键盘一体的显示设备，这两者的实时性，从根本上决定了控制的时效及性能。本课题研究的就是基于数字8信号处理器的键盘和显示的接口电路。
 键盘是一个由开关组成的矩阵，是重要的输入设备，在小型的微机系统中，如单板微计算机、带有微处理器的专用设备中，键盘的规模小，可采用简单实用的接口方式，在软件的控制下完成键盘的输入功能。对于计算机来说，键盘是计算机最常用最频繁的输入设备，使用者通常直接通过键盘操作与电脑打交道。计算机的键盘控制是一种软件编程的控制。
 基于数传信号处理器的键盘和显示的接口电路的课题，应用于现代化机械控制，将会比现代化控制如 PID 调节控制，微机控制，单片机控制，可编程 PLC 控制等等更时效,更实用，更有发展潜力。高性价比的数传信号处理器也将是现代化消费类电子设备产品所最受青睐的核心元件。
 基于数传信号处理器和 HD7279A 芯片的智能显示控制系统，充分利用了 TMS320VC5410 高度的操作灵活性和运行速度，使得数据采集系统精度更高，速度更快,工作更有效；而智能显示控制电路 HD7279A 占用资源少，控制功能强，价格便宜，使单片机系统繁琐的输入及显示变得极其简单，大大缩短了开发周期，有着广泛的应用前景。
 关键字：数字信号处理、DSP、TMS320C5410、键盘和显示、接口电路
 
 
 
 
Abstract

 With the development of signal sensing and signal processing in the ISP and network technology, the device of measurement and control system is developing for the direction of automation, digitalization, flexibility and intelligence, The every trade all led into the high-tech products, more and more modern machines replaced the handicraft works, lowering the strength of the work and the dangerous degree of work, so now a main lesson need to be solved is controlling, that is to say , how we pass brief importation that can control modern machines more efficient and more valid,  So, the most modernize industry machine control, basic input device —— keyboard, and the manifestation equipments of the keyboard integral whole, this both of solid hour, come to a decision time limited efficacy and functions of the control by the root. This lesson a keyboard for investigative is basing on DSP with show of connect an electric circuit.
 Keyboard is scale that appropriation equipments inside that a matrix being constituted by switch, is an important input device, in small scaled and tiny machine system, such as the single plank computer, take the microprocessor, the keyboard is small scaled, can adopt to connect a people's method in brief and practically, complete the importation function of keyboard with the controlling of the software. As to computer, the keyboard is the most in common use and the most multifarious input device , the user usually passes directly the keyboard operation to make deal with computer. The keyboard control of the computer is a kind of software control.
 Lessons based on DSP keyboard with show of connect people's electric circuit, apply to control in the modern machine, compare to the modernization control ,for example ,the PID regulates control, microcomputer control, single slip computer control, programmable PLC control etc, will be more time limited efficacy, solid, even have more development potential. The DSP that high price ratio also will be a modernization to consume an electronics equipments product is core by the favor most a piece.
 The intelligence manifestation controlling system based on DSP andHD729A making full use of TMS320VC5410 highly vivid with circulate speed, make the system accuracy of the data collect higher, speed quicker, work more valid; the intelligence manifestation control electric circuit HD7279A takes up the little resources, but the control function is strong, price low, make single slip computer tedious importation and manifestations system in a machine very simple, shortened the period of development consumedly, have got the extensive and applied foreground.
Keyword: Digital Signal Processing、DSP、TMS320C5410、Keyboard and Show、Interface