第4章-TMS320F2812系统控制及中断.ppt
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1、华东交通大学电气学院第4章 TMS320F2812系统控制及中断学习重点学习重点如何时能各种外设时钟。如何时能各种外设时钟。产生中断的流程。产生中断的流程。看门狗复位与看门狗中断的区别。看门狗复位与看门狗中断的区别。定时器寄存器配置及定时器中断程序设计。定时器寄存器配置及定时器中断程序设计。GPIO定时器配置及相关程序设计。定时器配置及相关程序设计。1精选精选华东交通大学电气学院课程内容4.1 存储空间;存储空间;4.2 时钟及系统控制;时钟及系统控制;4.3 振荡器及锁相环模块;振荡器及锁相环模块;4.4 功耗模式;功耗模式;4.5 F2812的外设结构;的外设结构;4.6 F2812外设中
2、断扩展模块;外设中断扩展模块;4.7 看门狗模块看门狗模块4.8 32位位CPU定时器模块。定时器模块。2精选精选华东交通大学电气学院4.1 存储空间FLASH存储器:存储器:F2812具有具有128K的的FLASH存存储器,即可作为数据存储空间,也可作为程序储器,即可作为数据存储空间,也可作为程序存储空间。存储空间。OTP存储器:一次性编程存储器,存储器:一次性编程存储器,F2812有有1K的的OTP存储器,可存放数据或程序。存储器,可存放数据或程序。3精选精选华东交通大学电气学院4.2 时钟及系统控制4精选精选华东交通大学电气学院4.3 振荡器及锁相环模块2812 基于基于 PLL 的时钟
3、模块可以采用两种模式,一种是的时钟模块可以采用两种模式,一种是 PLL 未被禁止的情况下(旁路未被禁止的情况下(旁路或使能),或使能),使用外部晶振给使用外部晶振给 2812 提供时钟信号,使用提供时钟信号,使用 X1/CLKIN 引脚和引脚和 X2 引脚;另外引脚;另外一种一种 PLL 被禁止的情况下,旁被禁止的情况下,旁 路片内振荡器,由外部时钟源提供时钟信号,即将外部振路片内振荡器,由外部时钟源提供时钟信号,即将外部振荡器的信号输入到荡器的信号输入到 X1/XCLKN 引脚,此时引脚,此时 X2 引脚引脚 不使用。通常情况下,我们都是采用不使用。通常情况下,我们都是采用前面的方式,由外部
4、晶振通过片内前面的方式,由外部晶振通过片内 OSC 来产生时钟信号。来产生时钟信号。5精选精选华东交通大学电气学院各种 PLL 的配置模式 PLL 模式模式说明说明CLKINPLL 禁止禁止上电复位时通过将上电复位时通过将 XPLLDSIS(低电平有效)(低电平有效)引脚置低来进入该模式,引脚置低来进入该模式,PLL 模块完全不使能。模块完全不使能。此时,输入此时,输入 CPU 的时钟是由外部振荡器直接的时钟是由外部振荡器直接通通 过过 X1/XCLKIN 引脚输入的信号。引脚输入的信号。XCLKINPLL 旁路旁路如果如果 PLL 未处于不使能的状态,上电默认的未处于不使能的状态,上电默认的
5、 PLL 配置(配置(PLLCR 的值为的值为 0)。)。PLL 自身被自身被旁路,从旁路,从 X1/XCLKIN 引脚输入的时钟信号先引脚输入的时钟信号先被被/2,然后再,然后再 送去送去 CPU。XCLKIN/2PLL 使能使能通过给通过给 PLLCR 寄存器写一个不为寄存器写一个不为 0 的值来实的值来实现现 PLL 的使能,时钟信号需要进入的使能,时钟信号需要进入 PLL 模块模块进行进行 n 倍频,然后再被倍频,然后再被/2,最后送至,最后送至 CPU。(XCLKIN*n)/26精选精选华东交通大学电气学院我们平常使用的是第我们平常使用的是第 3 种方式,即种方式,即 PLL 使能,
6、从使能,从图图 中中 我们可以看到,通常采用我们可以看到,通常采用 30M 的晶振来给的晶振来给 2812提供时基。当提供时基。当 PLLCR 的的 DIV 位被设置成最位被设置成最大值,即大值,即 1010 的时候,的时候,CPU 的时钟将达到的时钟将达到 150MHZ,是,是 2812 所能支持的最大时钟频率。所能支持的最大时钟频率。时钟频率具体的计算如下面所示。时钟频率具体的计算如下面所示。晶振为晶振为 30M,PLLCR 的的 DIV 位被设置成位被设置成 1010 时的时钟频率时的时钟频率CLKIN=(OSCLKIN*10)/2=(XCLKIN*10)/2=(30M*10)/2=15
7、0M Hz7精选精选华东交通大学电气学院外设时钟的使能我们在使用我们在使用 2812 开发的时候,通常会用到一些外设,开发的时候,通常会用到一些外设,例如例如 SCI,EV,AD 等,要使得这些外设工作,首要的就等,要使得这些外设工作,首要的就是向其提供时钟信号,因此,我们在系统初始化的时是向其提供时钟信号,因此,我们在系统初始化的时候,就需要对使用到的各个外设的时钟进行使候,就需要对使用到的各个外设的时钟进行使 能,例能,例如项目里用到了如项目里用到了 EVA,SCIA 和和 AD 这这 3 个外设,那么个外设,那么我们就需要按照下面的程序对这个我们就需要按照下面的程序对这个 3 个外设个外
8、设进行时钟的使能。和时钟使能相关的寄存器是外设时进行时钟的使能。和时钟使能相关的寄存器是外设时钟控制寄存器钟控制寄存器 PCLKCR。使能外设时钟使能外设时钟SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIENCLKA=1;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=1;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ADCENCLK=1;8精选精选华东交通大学电气学院外设时钟频率的计算LSPCLK 计算公式计算公式LOSPCP=0,LSPCLK=SYSCLKOUT LOSPCP=17,LSPCLK=SYSCLKOUT/(2*LOSPCP)注:注:LOSPCP 表示的是表
9、示的是 LOSPCP 寄存器中位寄存器中位 2-0 的值的值HSPCLK 计算公式计算公式HISPCP=0,HSPCLK=SYSCLKOUT HISPCP=17,HSPCLK=SYSCLKOUT/(2*HISPCP)注:注:HISPCP 表示的是表示的是 HISPCP 寄存器中位寄存器中位 2-0 的值的值9精选精选华东交通大学电气学院4.4 F2812的功耗模式IDLE模式:处理器可以通过被使能的中断或模式:处理器可以通过被使能的中断或NMI中断退出中断退出IDLE模式。模式。STANDBY模式:所有信号都能将模式:所有信号都能将CPU唤醒。唤醒。HALT模式:只有复位模式:只有复位XRS和
10、和XNMI_XINT13外部中断信号能唤醒外部中断信号能唤醒CPU工作。工作。10精选精选华东交通大学电气学院4.5 F2812的外设结构11精选精选华东交通大学电气学院外设结构外设结构0:映射部分外设控制寄存器:映射部分外设控制寄存器,16位;位;外设结构外设结构1:eCAN专用控制寄存器,专用控制寄存器,32位;位;外设结构外设结构2:映射部分外设控制寄存器,:映射部分外设控制寄存器,16位;位;受受EALLOW保护的寄存器:保护的寄存器:此类寄存器必须在此类寄存器必须在EALLOW状态下才能被修改,修状态下才能被修改,修改后执行改后执行EDIS重新将受保护的寄存器保护起来,此时重新将受保
11、护的寄存器保护起来,此时CPU不能对其进行修改,但通过不能对其进行修改,但通过JTAG接口可以进行接口可以进行修改。修改。12精选精选华东交通大学电气学院4.6 F2812外设中断扩展模块1.什么是中断?什么是中断?中断(中断(Interrupt)是硬件和软件驱动事件,它使得)是硬件和软件驱动事件,它使得 CPU 暂停当前的暂停当前的主程序,并转而去执行一个中断服务程序。主程序,并转而去执行一个中断服务程序。PIE 可以支持可以支持 96 个不同的中断,这些中断分成了个不同的中断,这些中断分成了 12 个组,个组,每个组有每个组有 8 个中断,而且每个组都被反馈到个中断,而且每个组都被反馈到
12、CPU 内核的内核的 12 条中断线中的某一条上(条中断线中的某一条上(INT1-INT12),我们平时用到的),我们平时用到的所有的外设中断都被归入了这所有的外设中断都被归入了这 96 个中断中,被分布在不同个中断中,被分布在不同的组里,使用多路复用的原理。的组里,使用多路复用的原理。PIE 目前只使用目前只使用 了了 96 个中个中断中的断中的 45 个,其他的等待将来的功能扩展。个,其他的等待将来的功能扩展。13精选精选华东交通大学电气学院F2812 所能支持的中断 14精选精选华东交通大学电气学院 F2812 的 PIE 内部的中断分布图 15精选精选华东交通大学电气学院 F2812
13、的中断是 3 级中断机制,分别是外设级,PIE 级以及 CPU 级,对于某一个具体的外 设中断请求,任意一级的不许可,CPU 最终都不会执行该外设中断。就像一个文件需要三级领导批示一样,任意一级领导的不同意,都不能被送至上一级领导,更不可能得到最终的批准,中断机制的原理也是如此。16精选精选华东交通大学电气学院外设中断请求流程17精选精选华东交通大学电气学院(1).外设级中断假如在程序的执行过程中,某一个外设产生了一个中假如在程序的执行过程中,某一个外设产生了一个中断事件,那么在这个外设的某个寄存器中与该中断事断事件,那么在这个外设的某个寄存器中与该中断事件相关的中断标志位(件相关的中断标志位
14、(IF=Interrupt Flag)被置为)被置为 1。此时,如果该中断相应的中断使能位(此时,如果该中断相应的中断使能位(IE=Interrupt Flag)已经被置位,也就是为)已经被置位,也就是为 1,外设就会向,外设就会向 PIE 控控制器发出一个中断请求。相反的,如果虽然中断事件制器发出一个中断请求。相反的,如果虽然中断事件产生了,相应的中断标志位也被置产生了,相应的中断标志位也被置 1 了,但是该中断了,但是该中断没有被使能(相应的使能位为没有被使能(相应的使能位为 0),那),那 么外设就不会么外设就不会向向 PIE 发出中断请求,但是相应的中断标志位会一直发出中断请求,但是相
15、应的中断标志位会一直保持置位状态,直到用保持置位状态,直到用 程序清除它为止。当然,在中程序清除它为止。当然,在中断标志位保持在断标志位保持在 1 的时候,一旦该中断被使能了,那的时候,一旦该中断被使能了,那么外设立马会向么外设立马会向 PIE 发发 出中断申请。出中断申请。18精选精选华东交通大学电气学院以以 T1PINT为例:当定时器为例:当定时器 T1 的计寄存器的计寄存器 T1CNT 计数到和计数到和 T1 周期周期寄存器寄存器 T1PINT 的值匹配时(相等时),就产生了一个的值匹配时(相等时),就产生了一个 T1PINT 事件,事件,即即 T1 的周期中断。这时候,事件管理器的周期
16、中断。这时候,事件管理器 EVA 的中断标志寄存器的中断标志寄存器 A(EVAIFRA)中的第)中的第 7 位位 T1PINT FLAG 被置为被置为 1,这时候如果,这时候如果 EVA 的中断屏蔽寄存的中断屏蔽寄存 器器 A(EVAIMRA)中的第)中的第 7 位位 T1PINT 的使的使能位是能位是 1,则,则 EVA 就会向就会向 PIE 发出中断请求,当然,如果该位的发出中断请求,当然,如果该位的 值值是是 0,也就是该中断未被使能(被屏蔽),则,也就是该中断未被使能(被屏蔽),则 EVA 不会向不会向 PIE 发出发出中断请求,而且中断请求,而且 EVAIFRA 中中 T1PINT
17、FLAG位将一直保持为位将一直保持为 1,除,除非通过程序将其清除。需要注意的是,不管在什么情况下,外设寄存非通过程序将其清除。需要注意的是,不管在什么情况下,外设寄存器中的中断标志位都必须手工清除。器中的中断标志位都必须手工清除。清除清除 T1PINT 标志位的语句标志位的语句EvaRegs.EVAIFRA.bit.T1PINT=1;(1)外设级中断举例:19精选精选华东交通大学电气学院(2)PIE 级 中断当外设把中断请求提交给当外设把中断请求提交给 PIE 模块。模块。PIE 控制器中的每组都有一个中断标志寄存器控制器中的每组都有一个中断标志寄存器 PIEIFRx 和中断使能寄存器和中断
18、使能寄存器 PIEIERx。每个寄存器的低。每个寄存器的低 8 位对应于位对应于 8 个外设中断,高个外设中断,高 8 位保留。例如位保留。例如 T1PINT对应于对应于PIEIFR2 的第的第 4 位和位和 PIEIER2 的第的第 4 位。位。因为因为 PIE 模块是多路复用的,那么每一组同一时间应该只能是一个中断被响应,模块是多路复用的,那么每一组同一时间应该只能是一个中断被响应,PIE 是怎么做到的呢?是怎么做到的呢?PIE 除了每组具有除了每组具有 刚才的刚才的 PIEIERx,PIEIFRx 寄存器之寄存器之外,还有一个外,还有一个 PIEACK 寄存器,它的低寄存器,它的低 12
19、 位分别对应着位分别对应着 12 个组,即个组,即 INT1-INT12,高位保留。假如,高位保留。假如 T1 的周期中断被响应了,则的周期中断被响应了,则 PIEACK 寄存器的第寄存器的第 2 位(对应于位(对应于 INT2)就会被置位,并且一直保持直到手动清除这个标志位。当)就会被置位,并且一直保持直到手动清除这个标志位。当 CPU 在响应在响应 T1PNT 的时候,的时候,PIEACK 的第的第 2 位一直是位一直是 1,这时候如果这时候如果 PIE2 组内发生其他的外设中断,则暂时不会被组内发生其他的外设中断,则暂时不会被 PIE 响应送给响应送给 CPU,必须等到,必须等到 PIE
20、ACK 的第的第 2 位被复位之后,如果该中断请求还存在,那么立马由位被复位之后,如果该中断请求还存在,那么立马由 PIE 控制控制块将中断请求送至块将中断请求送至 CPU。所以,每个外设中断被响应之后,一定要对。所以,每个外设中断被响应之后,一定要对 PIEACK 的相关位进行手动服务,否则同组内的其他中断都不会被响应。的相关位进行手动服务,否则同组内的其他中断都不会被响应。清除清除 PIE 中与中与 T1PINT 相关的应答位的语句相关的应答位的语句PieCtrl.PIEACK.bit.ACK2=1;20精选精选华东交通大学电气学院PIE中断需注意的问题将将 PIE 级的中断和外设级的中断
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