本書以TMS320F28335（簡稱F28335）的工程應(yīng)用為主線，從電力電子產(chǎn)品的嵌入式應(yīng)用角度出發(fā)，介紹了其軟硬件的開發(fā)方法；例程內(nèi)容力求涵蓋電力電子技術(shù)中所有的控制、算法、邏輯等操作.本書以提高讀者的DSP應(yīng)用水平為目的，本著循序漸進的原則，前半部分基礎(chǔ)簡單，后半部分難度較高，詳細介紹了浮點算法開發(fā)、程序固化、FLASH 片上升級優(yōu)化、用戶自定義BootLoader等內(nèi)容.本書例程不僅調(diào)試通過而且其基本思想均應(yīng)用于目前主流電力電子產(chǎn)品中，具有很高的參考和實用價值.

　　本書摒棄以往翻譯TI數(shù)據(jù)手冊的弊端，結(jié)構(gòu)更加嚴謹，內(nèi)容更加注重理論與實際的結(jié)合，可作為自動化專業(yè)、電氣工程專業(yè)研究生和工程技術(shù)人員的參考用書.

第1章　緒　論………………………………………………………………………… 1

1．1　數(shù)字信號處理………………………………………………………………… 1

1．1．1　模擬和數(shù)字信號的處理方式…………………………………………… 1

1．1．2　數(shù)字信號處理的優(yōu)缺點………………………………………………… 2

1．2　DSP的發(fā)展及特點…………………………………………………………… 3

1．3　DSP產(chǎn)品簡介………………………………………………………………… 5

1．3．1　TI公司的DSP產(chǎn)品…………………………………………………… 5

1．3．2　TMS320C28x產(chǎn)品簡介………………………………………………… 6

第2章　F28335的結(jié)構(gòu)原理………………………………………………………… 8

2．1　F28335的內(nèi)部結(jié)構(gòu)…………………………………………………………… 8

2．2　F28335的CPU ……………………………………………………………… 10

2．2．1　CPU 運算單元………………………………………………………… 10

2．2．2　CPU 寄存器組………………………………………………………… 12

2．2．3　輔助寄存器算術(shù)單元ARAU ………………………………………… 14

2．2．4　FPU 浮點運算單元…………………………………………………… 15

2．3　F28335的存儲器及應(yīng)用…………………………………………………… 15

2．3．1　SARAM 存儲器………………………………………………………… 17

2．3．2　FLASH 及使用詳解…………………………………………………… 17

2．3．3　BootROM ……………………………………………………………… 22

2．3．4　CSM 代碼安全模塊及使用詳解……………………………………… 24

2．3．5　OTP存儲器…………………………………………………………… 31

2．3．6　外設(shè)幀…………………………………………………………………… 31

2．3．7　外部存儲器接口………………………………………………………… 32

2．4　外設(shè)及引腳功能……………………………………………………………… 33

2．5　F28335的時鐘及控制……………………………………………………… 36

2．5．1　系統(tǒng)時鐘的產(chǎn)生………………………………………………………… 36

2．5．2　系統(tǒng)時鐘的分配………………………………………………………… 37

2．5．3　F28335的低功耗模式及相關(guān)寄存器………………………………… 42

2．5．4　F28335的看門狗模塊………………………………………………… 44

2．6　F28335的CPU 定時器……………………………………………………… 47

2．6．1　定時器結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… 47

2．6．2　定時器中斷申請………………………………………………………… 48

2．6．3　定時器寄存器及位域結(jié)構(gòu)體定義……………………………………… 48

2．6．4　定時器應(yīng)用例程———如何記錄函數(shù)的運行時間……………………… 51

第3章　集成開發(fā)環(huán)境及程序開發(fā)語言…………………………………………… 53

3．1　CCS集成開發(fā)環(huán)境………………………………………………………… 53

3．1．1　CCS集成的工具軟件………………………………………………… 53

3．1．2　CCSv5．4安裝及基本配置…………………………………………… 55

3．1．3　ControlSuite簡介……………………………………………………… 59

3．1．4　在CCSv5．4下運行工程項目………………………………………… 59

3．1．5　CCSv3．3到CCSv5．4的項目遷移…………………………………… 66

3．1．6　在CCSv5．4下新建一個工程文件…………………………………… 68

3．2　F28335匯編語言概述……………………………………………………… 74

3．2．1　F28335匯編指令描述………………………………………………… 75

3．2．2　尋址方式及常用匯編指令……………………………………………… 76

3．2．3　CMD文件及匯編程序示例…………………………………………… 80

3．2．4　匯編語言應(yīng)用例程……………………………………………………… 82

3．3　F28335的C語言編程基礎(chǔ)………………………………………………… 83

3．3．1　F28335的C語言數(shù)據(jù)類型…………………………………………… 84

3．3．2　C語言的重要關(guān)鍵字…………………………………………………… 85

3．3．3　C語言CMD文件的編寫……………………………………………… 86

第4章　F28335的通用I/O 口…………………………………………………… 90

4．1　GPIO的功能結(jié)構(gòu)…………………………………………………………… 90

4．2　GPIO寄存器及傳統(tǒng)定義方法示例………………………………………… 92

4．2．1　GPIO控制類寄存器…………………………………………………… 92

4．2．2　GPIO數(shù)據(jù)類寄存器…………………………………………………… 94

4．2．3　傳統(tǒng)寄存器定義方法示例……………………………………………… 95

4．3　寄存器的位域結(jié)構(gòu)方法示例………………………………………………… 96

4．3．1　GPIO寄存器組類型定義……………………………………………… 96

4．3．2　定義存放寄存器組的存儲器段……………………………………… 101

4．3．3　寄存器組的存儲器段地址定位……………………………………… 102

4．3．4　寄存器位結(jié)構(gòu)定義的使用…………………………………………… 102

4．4　GPIO應(yīng)用例程…………………………………………………………… 103

第5章　F28335的中斷系統(tǒng)……………………………………………………… 104

5．1　中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………… 104

5．1．1　中斷管理機制………………………………………………………… 104

5．1．2　中斷處理及響應(yīng)過程………………………………………………… 106

5．1．3　CPU 中斷向量………………………………………………………… 106

5．1．4　CPU 級中斷相關(guān)寄存器……………………………………………… 108

5．2　PIE外設(shè)中斷擴展模塊…………………………………………………… 109

5．2．1　PIE模塊的結(jié)構(gòu)……………………………………………………… 109

5．2．2　PIE中斷向量表映射………………………………………………… 110

5．2．3　PIE模塊相關(guān)寄存器………………………………………………… 117

5．2．4　PIE模塊寄存器的程序操作………………………………………… 119

5．3　非屏蔽中斷………………………………………………………………… 123

5．3．1　軟件中斷……………………………………………………………… 123

5．3．2　非法指令中斷………………………………………………………… 124

5．3．3　硬件NMI中斷……………………………………………………… 124

5．3．4　硬件復位中斷XRS…………………………………………………… 125

5．4　中斷應(yīng)用實例———如何創(chuàng)建中斷嵌套服務(wù)程序………………………… 125

第6章　模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC …………………………………………………… 127

6．1　ADC模塊概述……………………………………………………………… 127

6．1．1　ADC模塊構(gòu)成及原理………………………………………………… 127

6．1．2　時鐘及采樣頻率……………………………………………………… 130

6．1．3　ADC采樣工作方式…………………………………………………… 131

6．2　ADC模塊校準功能及使用詳解…………………………………………… 134

6．3　ADC模塊寄存器…………………………………………………………… 136

6．4　ADC性能實驗分析………………………………………………………… 143

6．5　ADC模塊的應(yīng)用———如何進行數(shù)據(jù)處理及程序校準…………………… 146

第7章　F28335片上控制外設(shè)…………………………………………………… 148

7．1　增強型脈寬調(diào)制模塊ePWM ……………………………………………… 148

7．1．1　時間基準子模塊TB原理及應(yīng)用…………………………………… 150

7．1．2　計數(shù)器比較子模塊CC原理及應(yīng)用………………………………… 155

7．1．3　動作限定子模塊AQ 原理及應(yīng)用…………………………………… 157

7．1．4　死區(qū)控制子模塊DB原理及應(yīng)用…………………………………… 163

7．1．5　錯誤控制子模塊TZ原理及應(yīng)用…………………………………… 165

7．1．6　事件觸發(fā)子模塊ET原理及應(yīng)用…………………………………… 169

7．2　增強型捕獲模塊eCAP …………………………………………………… 174

7．2．1　eCAP工作模式……………………………………………………… 174

7．2．2　捕獲模塊寄存器……………………………………………………… 177

7．2．3　eCAP程序例程———如何捕獲外部脈沖信號……………………… 183

第8章　F28335的片上串行通信單元…………………………………………… 185

8．1　串行通信的基本概念……………………………………………………… 185

8．1．1　異步通信和同步通信………………………………………………… 185

8．1．2　串行通信的傳輸方向………………………………………………… 186

8．1．3　串行通信的錯誤校驗………………………………………………… 186

8．2　SCI通信模塊及應(yīng)用……………………………………………………… 187

8．2．1　SCI通信模塊簡介…………………………………………………… 187

8．2．2　SCI工作原理………………………………………………………… 188

8．2．3　SCI基本數(shù)據(jù)格式…………………………………………………… 188

8．2．4　多處理器通信方式…………………………………………………… 190

8．2．5　SCI相關(guān)寄存器……………………………………………………… 191

8．2．6　SCI應(yīng)用實例———如何實現(xiàn)異步通信數(shù)據(jù)的收發(fā)………………… 194

8．3　SPI通信模塊及應(yīng)用……………………………………………………… 195

8．3．1　SPI模塊簡介………………………………………………………… 195

8．3．2　SPI工作原理………………………………………………………… 196

8．3．3　SPI的時鐘與波特率………………………………………………… 198

8．3．4　SPI相關(guān)寄存器……………………………………………………… 198

8．3．5　SPI模塊應(yīng)用實例———如何建立有效的全雙工數(shù)據(jù)通信………… 202

8．4　McBSP模塊及應(yīng)用………………………………………………………… 203

8．4．1　McBSP數(shù)據(jù)收發(fā)原理………………………………………………… 204

8．4．2　數(shù)據(jù)的壓縮和擴展…………………………………………………… 205

8．4．3　McBSP數(shù)據(jù)幀………………………………………………………… 205

8．4．4　時鐘及采樣率發(fā)生器………………………………………………… 207

8．4．5　McBSP工作模式簡介………………………………………………… 210

8．4．6　McBSP相關(guān)寄存器…………………………………………………… 210

8．4．7　McBSP的應(yīng)用———如何實現(xiàn)在SPI模式下的數(shù)據(jù)收發(fā)…………… 218

8．5　I2C通信模塊及應(yīng)用……………………………………………………… 220

8．5．1　I2C總線基礎(chǔ)………………………………………………………… 220

8．5．2　I2C相關(guān)寄存器……………………………………………………… 223

8．5．3　I2C應(yīng)用實例———EEPROM 數(shù)據(jù)的讀/寫………………………… 227

8．5．4　I2C真實波形數(shù)據(jù)格式分析………………………………………… 229

8．6　CAN 通信模塊……………………………………………………………… 232

8．6．1　CAN 模塊簡介………………………………………………………… 232

8．6．2　CAN 相應(yīng)寄存器……………………………………………………… 233

8．6．3　CAN 應(yīng)用注意事項及數(shù)據(jù)收發(fā)程序詳解…………………………… 239

第9章　浮點運算單元……………………………………………………………… 245

9．1　浮點單元簡介……………………………………………………………… 245

9．1．1　C28x＋FPU 的特點…………………………………………………… 245

9．1．2　浮點指令流水線結(jié)構(gòu)………………………………………………… 246

9．1．3　IEEE754單精度浮點格式…………………………………………… 247

9．2　FPU 的寄存器……………………………………………………………… 248

9．3　浮點匯編指令詳解………………………………………………………… 250

9．3．1　移動指令……………………………………………………………… 251

9．3．2　浮點算術(shù)運算指令…………………………………………………… 259

9．3．3　寄存器數(shù)據(jù)傳遞指令………………………………………………… 272

9．3．4　特殊運算指令………………………………………………………… 275

9．3．5　寄存器清0指令……………………………………………………… 276

9．4　F28335庫函數(shù)使用詳解…………………………………………………… 277

9．4．1　FPUFastRTS庫簡介……………………………………………… 278

9．4．2　FPUFastRTS庫使用方法………………………………………… 279

9．4．3　FPUFastRTS庫軟件優(yōu)化………………………………………… 280

9．4．4　FPU 軟件應(yīng)用實例…………………………………………………… 281

第10章　BootLoader原理及應(yīng)用………………………………………………… 283

10．1　BootLoader基本工作流程……………………………………………… 283

10．1．1　F2833x片內(nèi)引導過程……………………………………………… 284

10．1．2　基本工作流程代碼解析……………………………………………… 285

10．2　BootLoader基本數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議………………………………………… 289

10．2．1　16位數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)…………………………………………………… 289

10．2．2　8位數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)……………………………………………………… 290

10．2．3　數(shù)據(jù)引導裝載過程…………………………………………………… 291

10．2．4　數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換………………………………………………………… 292

10．3　引導模式之跳轉(zhuǎn)模式……………………………………………………… 294

10．3．1　FLASH 上電復位跳轉(zhuǎn)模式及代碼解析…………………………… 294

10．3．2　片上其他跳轉(zhuǎn)模式…………………………………………………… 296

10．4　引導模式之加載模式……………………………………………………… 297

第11章　打開FLASH 升級的“潘多拉”盒子…………………………………… 299

11．1　F2833xFLASH 燒錄基礎(chǔ)……………………………………………… 299

11．1．1　FLASH 燒錄的一般要求…………………………………………… 299

11．1．2　FLASH 燒錄步驟…………………………………………………… 300

11．2　CCS插件升級方式……………………………………………………… 300

11．2．1　CCSv3．3版本下的FLASH 升級………………………………… 300

11．2．2　CCSv5．4版本下的FLASH 升級………………………………… 301

11．3　SDFLASH 插件操作方式………………………………………………… 305

11．3．1　SDFLASH 的串行升級基本操作…………………………………… 305

11．3．2　如何更改串行升級文件……………………………………………… 310

11．4　用戶自定義升級方式……………………………………………………… 311

11．4．1　FLASH API的應(yīng)用解析…………………………………………… 311

11．4．2　基于SCI總線的遠程FLASH 加載方案………………………… 315

第12章　基于F28335的電力電子應(yīng)用案例分析……………………………… 323

附錄A　CRC數(shù)據(jù)表……………………………………………………………… 402

附錄B　SCIBoot參考代碼………………………………………………………… 404

參考文獻……………………………………………………………………………… 407