基于TMS320F2808 DSP最小系统设计及应用

      TMS320F2808是德州仪器(TI)公司推出的C2000平台上的定点DSP芯片，具有低成本、低功耗和高性能处理能力，特别适用于大量数据处理的测控领域和复杂运算的电机控制领域。本文在介绍TMS320F2808的性能基础上设计了以TMS320F2808 DSP为核心的最小应用系统，并给出了各部分具体硬件电路的设计和典型扩展应用。

1 TMS320F2808特点
    TMS320F2808是美国TI公司推出的C2000平台上的32位定点DSP芯片，具有低成本、低功耗和高性能处理能力，外设功能增强且极具价格优势，采用100引脚封装，所有产品引脚兼容，具有高达64 kB的闪存和100MIPS的性能。片上集成了丰富而又先进的增强型外设，如16路PWM输出通道、6路HRPWM输出通道、4个eCAP输入接口、6个32位／16位定时器；串行外没模块，如4个SPI模块、2个SCI模块、2个CAN模块、1个I2C模块；12位16通道的A／D转换器；35个可独立编程复用的通用I／O引脚(GPIO)，其输入引脚具有窄脉冲限定器。使其具有强大的数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，非常适用于工业、汽车、医疗和消费类市场中的数字电机控制、数字电源和高级感应技术。

2 TMS320F2808最小系统结构
    DSP最小系统由DSP芯片及其基本的外围电路和接口组成，如果去掉其中的任何一部分，都无法成为一个独立的DSP系统工作。最小系统通常包括DSP芯片、电源变换电路、JTAG仿真接口、复位电路、引导模式电路等。

3 硬件电路设计
3．1 电源电路及复位电路
    TMS320F2808是一个低功耗芯片，内核电源电压为1．8 V，芯片与外部接口间采用3．3 V电源电压，考虑到硬件系统要求电源具有稳定功能和纹波小的特点，另外也考虑到硬件系统的功耗等特点，因此本设计中采用TI公司的的TPS70151电源芯片。TPS70151是一款双路LDO的集成电路稳压器，具有上电次序控制和上电复位功能，输出为500 mA／33 V和250 mA／1．8 V。芯片TPS70151能够产生复位信号，此复位信号可以直接提供给DSP使用，所以不用专门设置复位芯片。其电路连接如图1所示。

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    3．2 JTAG接口电路设计
    TMS320F2808采用符合IEEE 1149．1的JTAG仿真接口，仿真电缆和DSP芯片的JTAG仿真接口是通过一个14脚的双排插头／插座来连接的。扫描仿真消除了传统电路仿真存在的电缆过长引起的信号失真及仿真插头的可靠性差等问题。采用扫描仿真，使得在线仿真成为可能，给调试带来方便。考虑到JTAC下载口的抗干扰性，在与DSP连接的EMU0、EMU1端口必须通过4．7kΩ的上拉电阻连接至电源，／TRST引脚通过2．2 kΩ的下拉电阻接地，且分别在其引脚上添加0．1μF的旁路电容。JTAG接口电路连接如图2所示。

3．3 引导加载模式选择
    在进行硬件产品和系统设计时，用户程序通常保存在非遗失的存储器中。这些非遗失存储器的访问速度较慢，一般不能直接作为程序存储器来使用，需要在上电时引导到CPU的高速程序存储器中，这个过程称为BOOTLOADER。在TMS320F2808内部配置了一个引导ROOM(BootROOM)该ROOM内固化了一个引导加载程序、CPU向量表和一些数学表和函数。Boot ROOM大小为4 kB，占用地址空间为0x3F F000～0x3F FFFF。加载模式选择如表1。

    通过设置GPIO引脚的状态即可确定选用哪种引导模式。引导模式电路如图3所示。

3．4 通用扩展口设计
    为了便于连接实际应用电路，可将TMS2808的非空引脚引出，按照实际的功能需要将各引出脚重新排列，本设计采用2个双排36脚双排接插件引出。
3．5 抗干扰电路设计
    抗干扰设计主要针对电源系统的干扰，电源在向系统提供电能的同时也将其噪声加到供电的电源上，所以必须在电源芯片电路设计时对电源线进行退偶，这就需要在电源引脚连接旁路电容，一般选用10～100uF，滤掉低频噪声，另外接入一些小容量的高频电容，一般在0．01～0．1pF范围内都可以，分别滤掉不同频率的高频噪声；针对重要信号线的设计，时钟源的连线尽量短，尽量宽；JTAG接口放在主芯片引脚附近，保证连接线长度在6英寸之内，并附加一个100uF过滤电容去掉噪声。

4 典型扩展应用设计
    本设计的最小系统具有开放的扩展应用功能，可以从扩展插针引出所需要的TMS320F2808的应用端口来实现更为丰富的应用。比较典型的应用有通过SPI接口与MAX7219进行通信驱动数码管完成系统所需的显示电路。
    MAX7219是MAXIM公司的一款具有SPI通讯接口的共阴极数码管动态扫描显示驱动芯片，仅使用3线串行接口传送数据，而TMS320F2808具有丰富的串行外设模块其中就包括4个SPI模块，在本例巾可以使用3跟杜邦线从TMS320F2808最小系统板的扩展接口插针中的SPICLKB(CPIO26)、
SPISIMOB(GPIO24)和SPISTEB(GPIO27)引出与MAX7219的CLK、DIN和LOAD管脚相连，进而对8路数码管进行操作。应用电路如图4所示。

5 结束语
    本文设计的TMS320F2808 DSP最小应用系统经过实验证明硬件工作稳定，设计方案既可以满足基本实验要求，又可以通过对系统进一步扩展外围电路来进行工程设计，拥有良好的通用性，具有一定的实用价值。