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C2000硬件设计基础
1.C2000系列概述
C2000系列数字信号控制器（DSC）是TexasInstruments公司推出的一款专为实时控制应用设计的高性能微控制器。这些控制器结合了数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）的优点，能够在实时控制系统中提供高效的计算能力和丰富的外设功能。C2000系列主要应用于电机控制、电源转换、工业自动化等领域。
1.1C2000系列的主要特点
高性能CPU：C2000系列通常配备有32位CPU，具有高速运算能力和低功耗特性。
丰富的外设：包括ADC、PWM、CAP、QEP等多种外设，适用于各种实时控制应用。
实时控制功能：具有快速中断响应和低延迟特性，适合对实时性要求高的应用。
多种通信接口：支持CAN、SPI、I2C、UART等多种通信协议，便于与其他设备进行数据交换。
低功耗设计：适用于需要长时间运行且功耗要求严格的系统。
易于开发：提供丰富的开发工具和资源，如CCS（CodeComposerStudio）和各种评估板。
1.2C2000系列的主要应用领域
电机控制：支持多种电机控制算法，如矢量控制、直接转矩控制等。
电源转换：适用于开关电源、逆变器等电力电子设备。
工业自动化：用于各种工业控制系统，如PLC、运动控制器等。
汽车电子：在汽车电子系统中，如电动助力转向系统、电池管理系统等应用广泛。
2.C2000系列的硬件架构
C2000系列的硬件架构是其高性能实时控制功能的基础。本节将详细介绍C2000系列的主要硬件组件及其功能。
2.1CPU架构
C2000系列的CPU架构基于C28x内核，具有以下特点：
32位定点运算：支持32位定点运算，适用于大多数实时控制应用。
增强型指令集：包含丰富的指令集，支持高效的浮点运算和复杂算法。
高速缓存：具有多级缓存，提高指令执行效率。
DMA控制器：支持直接内存访问，减少CPU负担，提高数据传输速度。
2.1.1C28x内核的工作原理
C28x内核通过优化的指令集和高速缓存设计，能够高效地处理复杂的实时控制任务。以下是C28x内核的一些关键特性：
流水线设计：C28x内核采用多级流水线设计，能够在一个时钟周期内执行多个指令，提高运算速度。
并行处理：支持并行处理多个任务，提高系统的整体性能。
硬件乘法器：内置硬件乘法器，支持快速的乘法运算，适用于控制算法中的大量计算。
2.2存储器架构
C2000系列的存储器架构包括片内存储器和外扩存储器，能够满足不同应用需求。
片内存储器：包括Flash、RAM和OTP（One-TimeProgrammable）存储器，用于存储程序代码和数据。
外扩存储器：通过外部存储器接口（EMIF）支持外扩存储器，如SRAM、DRAM等。
2.2.1片内存储器
片内存储器是C2000系列的重要组成部分，具有以下特点：
Flash存储器：用于存储程序代码，具有较高的擦写次数和较长的使用寿命。
RAM存储器：用于存储运行时数据，速度快，功耗低。
OTP存储器：用于存储一次性编程的数据，如校准参数等。
2.3外设模块
C2000系列的外设模块丰富多样，能够满足各种实时控制应用的需求。
ADC模块：用于模拟信号的采集和转换，支持多通道输入。
PWM模块：用于生成脉宽调制信号，适用于电机驱动和电源控制。
CAP模块：用于捕获外部事件，如电机位置检测。
QEP模块：用于解析脉冲编码器信号，适用于电机位置和速度检测。
通信接口：支持多种通信协议，如CAN、SPI、I2C、UART等。
2.3.1ADC模块
ADC模块是C2000系列中的重要外设，用于将模拟信号转换为数字信号。以下是ADC模块的主要功能和配置方法：
多通道输入：支持多个模拟输入通道，可以同时采集多个信号。
高精度转换：提供12位或16位的高精度转换。
可配置采样率：支持多种采样率配置，满足不同应用需求。
配置ADC模块
//配置ADC模块
voidsetup_ADC(void){
//使能ADC模块
EALLOW;
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK=1;
EDIS;
//配置ADC时钟
AdcSetMode(ADC0_BASE,ADC_DATAFORMAT_SIGNED,ADC_RESOLUTION_12BIT);
//配置ADC通道
AdcChanSetChop(ADC0_BASE,ADC_CH0,ADC_CHOP_ADCA1);
AdcChanSetPriority(ADC0_BASE,ADC_CH0,0);//设置优先级