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TMS320C2000架构与工作原理
1.引言
TMS320C2000系列是德州仪器（TI）推出的一款高性能、低功耗的数字信号控制器（DSC）。该系列控制器集成了数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）的特点，适用于实时控制和数据处理应用。本节将详细介绍TMS320C2000系列的架构和工作原理，帮助读者理解其内部结构和功能。
2.系统架构
2.1CPU内核
TMS320C2000系列采用了多种CPU内核，其中最常见的是C28x内核。C28x内核是一个32位定点DSP内核，具有以下特点：
高性能：支持高达150MHz的工作频率。
低功耗：优化的低功耗设计，适用于电池供电的设备。
丰富的指令集：包括定点运算、逻辑运算、位操作等，支持高效的数据处理。
多级流水线：采用多级流水线设计，提高指令执行效率。
2.1.1指令流水线
C28x内核采用五级流水线设计，包括取指（Fetch）、译码（Decode）、执行（Execute）、存储（Memory）、写回（WriteBack）。这种设计可以显著提高指令执行效率，减少处理器的空闲时间。
2.2存储器系统
TMS320C2000系列的存储器系统包括多种类型的存储器，以满足不同应用的需求：
片上RAM：提供高速访问，通常用于存储程序和数据。
片上Flash：用于存储固件和常量数据，支持多次编程。
外部存储器接口（EMIF）：支持外部存储器的扩展，提高存储容量。
2.2.1存储器映射
存储器映射是TMS320C2000系列的一个重要概念，它定义了存储器的地址空间及其访问方式。常见的存储器映射包括：
程序存储器映射：用于存储程序代码。
数据存储器映射：用于存储变量和数据。
外设寄存器映射：用于控制外设的寄存器。
2.3外设模块
TMS320C2000系列集成了丰富的外设模块，以支持各种实时控制和数据处理应用。常见的外设模块包括：
定时器：用于生成定时中断和控制延时。
脉宽调制（PWM）：用于控制电机、灯等设备的输出。
模数转换器（ADC）：用于将模拟信号转换为数字信号。
数字输入输出（GPIO）：用于控制外部设备的输入输出。
串行通信接口（SCI、SPI、I2C）：用于与其他设备进行数据通信。
2.3.1定时器模块
定时器模块是TMS320C2000系列中常用的外设之一，用于生成定时中断和控制延时。定时器模块的主要功能包括：
定时中断：在指定的时间间隔内生成中断。
计数器：用于计数外部事件。
PWM生成：生成脉宽调制信号。
2.3.1.1定时器配置示例
以下是一个使用C28x内核配置定时器的示例代码：
//定时器配置示例
#includedevice.h//包含设备头文件
voidTimer_Config(void){
//初始化定时器
EALLOW;//允许写入保护寄存器
SysCtlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=1;//同步定时器时钟
EDIS;//禁止写入保护寄存器
//配置定时器周期
CpuTimer0Regs.PRD.all=100000;//设置定时器周期为100000个时钟周期
//配置定时器模式
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS=0;//启动定时器
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRS=0;//定时器模式
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE=1;//使能定时器中断
//清除定时器计数值
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSF=1;//设置定时器中断标志
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSF=0;//清除定时器中断标志
//启动定时器
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS=0;//启动定时器
}
//定时器中断服务程序
interruptvoidCpuTimer0_ISR(void){
//清除定时器中断标志
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSF=1;//设置定时器中断标志
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSF=0;//清除定时器中断标志
//中断处理代码
//例如：每100ms执行一次任务
//Task_Function();
}
2.4中断系统
中断系统是TMS320C2000系