DSP原理及应用实例（TMS320F28335）

DSP(数字信号处理器)是一种特别适合进行数字信号处理运算的微
处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理。作为规模较
大的DSP供应生产商,TI生产的TMS320系列以强大的控制、处理信号
能力和高性价比的优势以及相对易开发的特点,具有极高的市场占有率。
TMS320F28335是TMS320系列中一款用于控制的高性能、多功能、高
性价比的32位浮点DSP。它整合了DSP和微控制器的较佳特性,片内
集成了A/D 转换模块、SCI通信接口、SPI外设接口、eCAN 总线通信模
块、看门狗电路、通用数字I/O 接口、多通道缓冲串口、外部中断接口等多
种功能模块,为用户采用单芯片实现高性能控制系统的设计提供了解决
方案。目前,TMS320F28335越来越多地应用于电动机控制、多轴运动控
制、机器人控制、数字电源、汽车电子及通信设备中。
本书是在严格参考TI数据手册的基础上,结合作者近几年从事DSP
教学和科研工作的实践经验,以及自身学习过程中曾经遇到的问题编写
而成。本书以TMS320F28335 DSP的应用为主线,详细介绍了DSP芯
片的硬件结构、外设模块的工作原理,在介绍各个外设功能模块的同时,
提供了相应的应用实例和详细的C语言程序,以便读者更好地理解外设
模块的工作原理,并快速掌握其应用方法。本书注重培养读者解决实际
问题的能力。
本书未局限于特定的目标开发板,目前市场上F28335开发板虽然种
类繁多,但都有典型的接口,本书的应用实例均基于典型的接口。
本书由苗敬利担任主编,耿华、王艳芬、王书强担任副主编。
由于编者水平有限,虽然尽力完善,书中仍难免存在不足之处,恳请
大家批评、指正。
编 者
2019年8月

现有的关于TMS320F28335DSP的学习资料大多是对数据手册的翻译，不便于读者学习使用TMS320F28335DSP，为了更好地帮助读者理解和应用DSP，作者在长期DSP开发和教学实践的基础上编写了此书。本书综合介绍了TMS320F28335DSP芯片的功能特点、工作原理，重点介绍了寄存器配置和片内外设的应用等内容，并配有典型案例。

苗敬利，女，1967年生，博士，教授，硕士生导师。2010年1月北京科技大学控制理论与控制工程专业博士研究生毕业。发表多篇相关期刊及重要学术会议论文。主要研究方向为电机控制，主要讲授的课程为电机原理及拖动，DSP原理及应用等。

第1章 绪论 1
1.1 DSP芯片简介 1
1.1.1 DSP的功能和特点 1
1.1.2 TI公司典型DSP产品 2
1.1.3 TMS320F28x系列概述 3
1.2 TMS320F2833x简介  3
1.2.1 芯片的封装  3
1.2.2 芯片的引脚功能  4
1.3 DSP在运动控制系统中的应用 15
1.3.1 运动控制技术 15
1.3.2 电动机运动控制系统的实现 16
习题及思考题 17
第2章 DSP的结构原理  18
2.1 TMS320F2833x DSP的内部结构  18
2.1.1 CPU  19
2.1.2 系统控制模块 19
2.1.3 片上存储器  19
2.1.4 片上外设 21
2.2 时钟和系统控制 22
2.2.1 振荡器和锁相环  22
2.2.2 系统控制与外设时钟  24
2.2.3 看门狗模块  25
2.3 时钟控制相关寄存器 28
2.4 CPU定时器 32
2.4.1 定时器的结构 33
2.4.2 定时时间定量计算 33
习题及思考题 36
Ⅳ DSP原理及应用实例(TMS320F28335)
第3章 中断系统及应用 37
3.1 中断系统的三级中断机制  38
3.1.1 外设级38
3.1.2 PIE级 39
3.1.3 CPU级  41
3.2 CPU中断 42
3.2.1 CPU中断向量表  42
3.2.2 CPU中断寄存器  43
3.2.3 可屏蔽中断的响应过程 44
3.3 PIE中断 45
3.3.1 PIE中断向量表 45
3.3.2 PIE中断寄存器 49
3.4 CPU定时器0中断及应用  53
3.4.1 定时器中断途径53
3.4.2 定时器相关寄存器 53
3.4.3 CPU定时器0中断应用实例 55
习题及思考题 57
第4章 GPIO通用输入/输出寄存器 58
4.1 GPIO工作原理  58
4.2 GPIO的输入限制 59
4.3 GPIO寄存器及功能  60
4.4 GPIO应用实例  68
习题及思考题 70
第5章 增强型脉宽调制模块 71
5.1 增强型脉宽调制模块概述  71
5.2 ePWM 模块结构  73
5.2.1 时基子模块TB 73
5.2.2 计数比较子模块CC 78
5.2.3 动作子模块AQ78
5.2.4 死区子模块DB 82
5.2.5 斩波子模块PC 84
5.2.6 错误控制子模块TZ 84
5.2.7 事件触发子模块ET 85
5.3 ePWM 模块相关寄存器 85
5.4 ePWM 模块应用实例  96
目 录Ⅴ
习题及思考题 97
第6章 捕获模块98
6.1 增强型eCAP模块 _n_e_w_ _N98
6.1.1 捕获模式 99
6.1.2 APWM 工作模式 101
6.2 eCAP模块寄存器 102
6.3 eCAP模块应用实例  112
6.4 eQEP模块  115
6.4.1 eQEP模块结构  116
6.4.2 eQEP模块看门狗 119
6.4.3 eQEP模块寄存器 119
6.4.4 eQEP模块实例  122
习题及思考题 124
第7章 ADC转换模块 125
7.1 F2833x的 ADC模块 125
7.1.1 ADC模块的特点  126
7.1.2 ADC的时钟频率和采样频率 127
7.2 ADC模块的工作方式 127
7.2.1 ADC模块的排序方式  128
7.2.2 ADC模块的采样方式  130
7.3 ADC模块的中断 136
7.4 ADC模块电气特性  138
7.5 ADC模块寄存器 139
7.6 ADC模块应用实例  145
习题及思考题 147
第8章 增强型CAN控制器 148
8.1 eCAN模块概述  148
8.2 eCAN网络与功能模块 148
8.2.1 CAN总线数据格式148
8.2.2 eCAN控制器 149
8.2.3 消息邮箱 150
8.3 eCAN模块寄存器 151
8.4 eCAN模块的应用 162
8.4.1 CAN网络接口__________162
8.4.2 寄存器的配置 163
Ⅵ DSP原理及应用实例(TMS320F28335)
8.5 eCAN模块应用实例  164
习题及思考题 171
第9章 无刷直流电动机控制  172
9.1 无刷直流电动机系统的基本结构172
9.1.1 无刷直流电动机本体  172
9.1.2 位置传感器  173
9.1.3 电子开关电路 174
9.2 无刷直流电动机的基本原理174
9.3 控制方法176
9.4 无刷直流电动机调速系统 177
9.4.1 PWM 信号的产生 178
9.4.2 驱动芯片 178
9.4.3 逆变器  179
9.4.4 检测电路 180
9.5 软件结构设计181
9.6 无刷直流电动机控制系统实例 182
习题及思考题 187
参考文献 188

现有的关于TMS320F28335DSP的学习资料大多是对数据手册的翻译，不便于读者学习使用TMS320F28335DSP，为了更好地帮助读者理解和应用DSP，作者在长期DSP开发和教学实践的基础上编写了此书。本书综合介绍了TMS320F28335DSP芯片的功能特点、工作原理，重点介绍了寄存器配置和片内外设的应用等内容，并配有典型案例。

苗敬利，女，1967年生，博士，教授，硕士生导师。2010年1月北京科技大学控制理论与控制工程专业博士研究生毕业。发表多篇相关期刊及重要学术会议论文。主要研究方向为电机控制，主要讲授的课程为电机原理及拖动，DSP原理及应用等。