基于TMS320F2812的电气平台开发设计
基于T MS320F2812的电气平台开发设计
曾志，赵顺
(西南交通大学，四川
成都
610031)
摘要：介绍了TMS320F2812的总体结构，详细论述了单片机与DSP 的接口电路设计方案以及单片机与DSP 的通信设计。对DSP 与单片机通信的初始化程序进行论述。关键词：TMS320F2812；STC89C51；电气平台
TMS320F2812based electric platform design
Ceng Zhi,Zhao Shun
(Southwest Jiao Tong University,Sichuan
Chengdu
610031)
Abstract:This paper introduces the overall structure of the TMS320F2812,discusses in detail the MCU and DSP interface circuit design,as well as the SCM and DSP communication design.On DSP and SCM communication initialization procedures are discussed.
Keywords:TMS320F2812;STC89C51;electric platform
收稿日期：2012-04-10
TMS320F2812是一款高性能的核心处理芯片，
广泛的运用在工业控制、交通运输等领域。其运行的最高主频为150MHz ，其内部含有丰富的资源：标准通讯接口如串行通信接口(SCI)、串行外设接口(SPI)、增强型eCAN 总线接口；存储资源Flash 、
RAM ；F2812的内部还集成了一个12b 的ADC 模块，
其最高采样频率可达12.5Msps ；F2812片上还包括事件管理器(EV)、定时器、看门狗以及大量的用户可以开发利用的GPIO 口等资源。本文结合了该
DSP 的众多模块设计了电气开发平台[1]。
1核心处理系统
电气平台核心处理系统是由TI 公司的
TMS320F2812和STC89C51单片机组成，其中单片
机作为DSP 的一个外设，而DSP 则作为数据处理中心。单片机负责与DSP 通信(接收DSP 指令并将数据返回给DSP)、初始化串口等工作。DSP 通过数据和地址总线与单片机进行通信。其中DSP 与单片机的通信及外设连接如图1所示。
在图1中，由于TMS320F2812
对于上电顺序有着
doi:10.3969/j.issn.1563-4795.2012.06.005
电子器件及应用
DSP 系统的串行通信时钟是由外设时钟LSPCLK 的波特率选择寄存器确定的。SCI 的波特率
计算公式为
SCI 异步波特率=LSPCLK
(BRR+1)×8
(1)
其中1≤BRR ≤65535才成立，如果BRR =0，则波特率=LSPCLK/16，本文所选DSP 的SYSCLK=
120MHz ，LSPCLK=30MHz ，波特率为4800bit/s ，由
式(1)计算得BRR =780。16位波特率寄存器
SCIHBAUD (高字节)和SCILBAUD (低字节)连接
在一起，构成16位波特率设置寄存器BRR [2]。
(2)单片机的初始化
本文选用的是STC89C51型单片机，其主要的特点有：
片内带振荡器，频率范围为1.2～12MHz ；片内有128字节的数据存储器(RAM)，4KB 的
Flash 程序存储器(ROM)
4个8位的并行I/O 接口：P 0、P 1、P 2、P 3;2个16位定时器/计数器T 0、T 1；2个优先级别的5个中断源；
1个全双工的串行I/O 口，可多级通信；128位(16字节)用户寻址空间；
在MCS-51串行口的四种工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率控制。在这里选择方式3，单片机的晶振频率为11.0592MHz ，其波特率的计算公式为
波特率=2
SMOD
32
×
f osc
12(256-X )
=4800
(2)
带入数值可以得出X =243，X 就是T 1的初值。
3DSP 外设模块通信设计
DSP 的外设模块包括AD 模块，E 2PROM 模块，
时钟模块等。
3.1时钟电路
TMS320F2812芯片提供了两种不同的产生时钟
的方案：利用电路板上的内部晶振或者利用外部时钟。外部输入的时钟频率是在20MHz ～35MHz 的范围内。芯片上的时钟锁环(PLL)可以来倍频输入时钟频率。图4是利用晶振来连接的外部电路。
3.2AD 模块电路
MS320F2812芯片中内置了ADC 模块，但是在
电力系统试验当中，常常要涉及到高电压、大电流的测量。此时，不但为了满足测量精度要求的同时还要注意高电压、大电流带来的谐波干扰、电气隔离、屏蔽等工程中的实际问题。因此，在本文中设计了一个外部的ADC 模块，选用了带数字接口的AD 芯片，并对SPI 接口进行电气隔离，这就有效的避免了高频干扰带来的系统故障。其硬件接口电路如图5所示。
3.3E 2PROM 模块
在实际的开发当中，
为了存储一些固定的数
据，往往需要在DSP外部接一个外部存储器。E2PROM是一个电信号可擦除的可编程的ROM，在本设计当中选取型号为AT24C64，其具有以下性能：
(1)采用低功耗CMOS技术，工作电流为1mA；
(2)单电源供电，电压范围为2.5～5.5V；
(3)每页储存的典型时间为2mS；
(4)可用硬件写保护；
(5)可以作为一个串行ROM进行操作；
(6)分为8个8kb的储存模块；
其硬件接线如图6所示。
4单片机外设模块设计
单片机主要控制按键显示电路和DA输出模块，DSP将数字量传输给单片机再由DA输出。
4.1DAC模块电路
DAC的性能主要体现在速度与精度两个方面，一般并行的DAC要比串行DAC的转换速度要快，但是并行DAC需要的控制引脚较多，在本论文中选取TI公司的DAC8532作为DSP的外接DA控制，其引脚接线见图7。
4.2按键与液晶显示电路
(1)显示电路设计
显示模块作为一种直观的输出设备，是设计中必不可少的模块。液晶显示器选择长沙太阳人公司的SMC1602A的液晶显示器其引脚接线如图8所示。
(2)按键电路设计
按键电路作为本电气试验平台的输入设备，也是必不可少的。在电气设备试验当中需要的按键并不多，因此在本实验平台只设计了5个按键，分别为分别是上(Up)、下(Down)、左(Left)、右(Right)、确定(Ent)。其接线图如图9所示。
5结束语
本文介绍了基于TMS320F2812的电气平台的开发设计，及DSP与单片机的通信设计，并分别的介绍了DSP的外围接口模块和基于单片机的按键显示电路。
参考文献
[1]孙丽明.TMS320F2812原理及其C语言程序开发.北京:
清华大学出版社2008，413
[2]吴雄英，秦开宇，谢兴红.DSP与单片机之间串行通信的
设计与实现.计算机工程与科学2009，
1-3
电子器件及应用