TMS320F206中断技术及其实现

liyf · 发表于 2012-1-16 17:01:30

摘要：TMS320F206是德州仪器公司定点DSP芯片中具有代表性的一种，在介绍其特点和中断技术的基础上，重点阐述了该芯片在软件开发过程中中断技术是如何实现的。
关键词：TMS320F206　DSP　中断
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以信息高速公路为标志的信息化，已成为社会发展的大趋势，并在逐步成为现实。信息化是以数字化为背景的，而数字信号处理技术则是数字化最重要的基本技术之一。在过去短短的十几年里，各种集成化的单片数字信号处理器(DSP)的性能得到了很大的改善，软件开发工具越来越多，也越来越好；而价格却大幅度下降，从而使得数字信号处理器件及技术更容易使用，价格也能够为广大用户接受。从市场上各种DSP产品来看，德州仪器公司产品占据半壁江山，特别是TMS320系列，本文讨论的TMS320F206就是这个系列中的定点数字信号处理芯片。
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1 TMS320F206的结构特点
TI公司的TMS320F206芯片是采用静态CMOS集成电路工艺制造的。结构设计建立在TMS320C20X芯片的基础上，只需5V的低电压就可运行。它的先进的哈佛结构、片内外设、片上内存以及丰富的命令集使它的速度和可靠性大大提高。
TMS320F206的主要特点有
(1)32K×16字的FLASH EEPROM大大降低了开发成本；
(2)采用了100线TQFP的封装技术；
(3)64K字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间，通过三条并行总线(PBA、DRAB、DWAB)独立操作。所以可以同时访问程序空间和数据空间，在一个指定机器周期内，中央算术逻辑单元可执行多达三次的并行存储器操作；
(4)片上4.5K的RAM 使得芯片可以实现快速的DSP计算，并使大部分运算能够在一个指令周期内完成；
(5)丰富的指令集和灵活的寻址方式；
(5)有四条流水线操作和九级中断，并且大多数中断用户可以屏蔽，可以通过软件的方式灵活控制。
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2 TMS320F206的中断
在TMS320F206的程序空间中，中断向量占据了00"3fh的位置，并且中断的优先级也是固定的，所以在编程开发时先要编好一个中断向量表，对于没有用到的中断也应该编上，并让它返回到一个空位置，以免发生意外情况。TMS320F206的中断有许多特殊的地方，如HOLD和INT1共用一个中断向量，INT2与INT3也共用一个中断向量。如果在实际应用中用到的中断比较多时，那么控制中断就是一件比较难的事，此时就要对它的三个中断寄存器灵活运用。下面就来介绍这三个寄存器。
(1) 16位的中断标志寄存器(IFR)，地址为0006h，各位情况如图1所示。当有一个可屏蔽中断到达CPU时，IFR的相应标志位就置1，这表明相应的中断正在被挂起或正在等待响应。将1写入到相应的标志位，可清除相应的位并清除其中断请求。
在图1中，0表示一般情况下读的数为0，Ｒ表示读，W1C表示写1时把这位清为0。-0表示复位后这位为0。

(2) 16位的中断屏蔽寄存器(IMR)，地址为0004h，各位情况如图2所示。它用来屏蔽外部和内部硬件中断(NMI和RS除外)。当要屏蔽某硬件中断时，就把相应位清0当要开放某硬件中断时，就把相应位置1，并且它的每一位不受硬件复位的影响。
在图2中，0表示一般情况下读的数为0，Ｒ表示读，W表示写，-0表示复位后这位为0.2位是定时器中断，该位为1表示开放定时器中断。

(3)16位的中断控制寄存器(ICR)，地址为0FFECh，各位情况如图3所示。主要用来控制HOLD/INT1和INT2/INT3。

在图3中，0位为0时表示屏蔽中断2(INT2),0位为1时表示开放中断2；1位为0时表示屏蔽中断3(INT3)，1位为1时表示开放中断3；2、3位分别为INT2、INT3的标志位，当其为1时表示对应的中断有中断请求；4位1时表示单边沿触发模式,INT1引脚下降沿到来时,向CPU发出中断请求,用于INT1中断。4位为0时表示双边沿触发模式,这种模式适用于HOLD操作。
此外,TMS320F206还有两个不能由这三种寄存器来操作和控制的中断，即：
(1)RS(Reset),RS上一旦有请求,将中止程序的流程使程序执行重新从程序存储器地址为0000h处开始执行。
(2)NMI,当NMI引脚激活时,程序将强行转移到中断向量在24h的位置,并且其它可屏蔽中断都将禁止。所以当NMI引脚不用时,通常应把它接到高电平,以免发生意外情况。
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3 TMS320F206的中断实现
在应用实际中,让INT2引脚测交流电压频率和相位而交流电流相位则由INT3引脚来测量，并计算电压、电流间的相位差。在本实例中，中断信号均采用过零信号,定时器的中断向量为timer,INT2/INT3的中断向量为intp2(中断向量表略)。
主程序流程图如图4所示。

主程序如下：
STart:nop
setc intm ;禁止所有中断
splk #0ffffh,ifr ;清中断标志
splk #2h,imr ;清INT2,INT3的屏蔽位
splk #1h,60h
out 60h,0ffech ;仅开INT2
splk #0h,61h
splk #0f9fh,62h ;设置定时器
out 61h,0fffah
out 62h,0fff9h
clrc intm ;开中断
waitl idle
b waitl ;等待中断
中断INT2/3服务程序(intp2)流程图如图5所示。

中断INT2/3服务程序(intp2)如下：
Intp2 setc intm ;进入INT2,INT3中断服务程序。
…… ；根据控制字判断是进入频率
测试子程序还是进入相位测试
子程序
bond intp23,tc
b intp21
intp23: in 60h,0fffech ;读控制字ICR
bit 60h,13
sst #1h,62h
bit 62h,4 ;判断是INT2还是INT3
bcnd intp22,tc 中断
b intp31
intp22: splk #0002h,60h ;INT2服务程序
out 60h,0ffech ;开INT3中断
splk #0c29h,63h
out 63h,0fff8h ;启动定时器
splk #0002h,ifr ;清INT2/INT3的标志位
clrc intm ;开中断
ret
intp31: setc intm ;INT3服务程序
splk #0412h,64h
out 64h,0fff8h ;停止定时器
splk #0002h,ifr ;清INT2/INT3的标志位
clrc intm
ret
in 65h,0fffah ;读定时器的时间
…… ;计算相位
intp21: setc intm ;判断中断次数，第一次开
…… ;定时器，第二次关定时器
bcnd stoptimerl,ntc
out 63h,0fff8h ;启动定时器
splk #0002h,ifr ;清除INT2/3标志
clrc intm ;开中断
ret
stoptimer1: splk #0412h,64h
out 64h,0fff8h ;关定时器
…… ;计算频率
b $ ;等待
定时器中断服务程序(timer)流程图如图6所示。

Timer: lacl 73h ;定时器中断服务程序
…… ;据控制字判断是进入频率测试子程序还是进入相位测试子程序。
Cmpr 0
Bcnd timer2,tc
b timer1
timer1: lacl 69h ;频率定时器服务子程序
add #1h
sacl 69h
splk #4h,ifr ;清除定时器标志
clrc intm
ret
timer2: lacl 69h ;相位定时器服务子程序
add #1h
sacl 69h
splk #4h,ifr ;清定时器的标志位
clrc intm
ret ;中断返回
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参考文献
1 TMS320c1x/c2x/c2xx/c5x Assembly Language Tools User's Guide. TEXAS INStrUMENTS,1999.7
2 TMS320c2xx User's Guide.teXAS INStrUMENTS,1999.7
3 彭启棕，李玉柏．ＤＳＰ技术．成都：电子科技大学出版社,1997
4 张雄伟,曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用(第二版)．北京：电子工业出版社，2000
5 王念旭．DSP基础与应用系统设计．北京北京航空航天大学出版社,2000
6 TMS320F/C240 DSP Controllers Reference Guide System And Peripherals. TEXAS INStrUMENTS,1999.7

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