TMS320F28027实验指导书初稿2003版本 - 图文

目录

第一章 实验平台介绍 ............................................................................ 2 一、TMS320F28027硬件资源简介 ........................................................ 2 二、TMS320F28027引脚图 .............................................................. 3 三、实验学习板简介 ........................................................................ 4 第二章 实验编译环境介绍 .................................................................... 5 一、仿真器简介 ............................................................................... 5 二、CCS简介 .................................................................................... 5 第三章 实验 ........................................................................................... 6 实验一、通用输入输出口（GPIO） ................................................ 6 实验二、定时器（Timer0）的应用 ................................................. 7 实验三、LED数码管及键盘应用 ..................................................... 9 实验四、点阵显示 .......................................................................... 11 实验五、模数转换与LCD液晶屏应用 .......................................... 13 实验六、基于串口通信的数模转换及其应用 ............................... 15 实验七、SCI数字回送测试程序 .................................................... 17 实验八、光电断续器测试程序 ...................................................... 19 实验九、步进电机实验 .................................................................. 20

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第一章 实验平台介绍

一、TMS320F28027硬件资源简介

1、 高效率 32 位 CPU(TMS320F2802X) ? 60MHZ 时钟频率

? 16*16 和 32*32 乘法运算 ? 16*16 双乘法器 ? 哈佛总线结构 ? 原子操作

? 快速中断响应和处理 ? 统一的存储器编程模式 ? 高代码效率(C/C++和汇编) 2、 低设备和系统成本

? 单一 3.3V 供电、无电源排序要求 ? 上电复位和掉电复位 ? 低功耗 3、 时钟系统

? 2 路内部零管脚锁相环

? 片上晶体振荡器/外部时钟输入 ? 时钟丢失检测电路

4、 22 个可编程，带输入滤波的多路复用 GPIO 引脚

5、 外设中断扩展 PIE 模块，支持所有外设中断

6、 3 个 32 位 CPU 定时器

7、 片上存储器

? Flash，SARAM，OTP，BOOTROM 8、 128 位安全密钥

? 保护存储器模块的安全 ? 防止固件的逆向操作 9、 通信接口

? 一路 UART 模块 ? 一路 SPI 模块 ? 一路 IIC 模块

10、 增强的控制外设

? 增强型脉宽调制器(ePWM) ? 高精度 PWM(HRPWM) ? 增强型捕获模块(ECAP) ? 模拟数字转换器

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? 比较器

二、TMS320F28027引脚图

图 ×为 48 引脚 PT 四方塑料扁平封装（PQFP）。

图 × PQFP 封装引脚图

关于28027更详细的资料，请参考“28027/TMS320F28027相关资料”中的相关文件。

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三、实验学习板简介

实验室使用的学习板实物图如图×所示

图× 学习板实物图

学习板主要由两块电路板组成，分别为DSP28027_MB和DSP28027_DB。图×中红色小方框部分为DSP28027_MB主控板，包含有TMS320F28027控制芯片的外围电路，DSP28027_DB为外围底板，分为若干个模块。两板之间通过主板插槽连接。另外，实验平台还配置步进电机（图×中红色长框部分）

下面将主要对外围底板DSP28027_DB作进一步介绍。DSP28027_DB的原理图如图×所示，请参考“28027/实验平台相关资料”中的PDF文件“DSP28027_DB原理图”，对各部分作更详细的了解。

图× DSP28027_DB原理图

该学习板大致分为17个基本模块，主要有LED流水灯、数码管、键盘、点阵、模数转换、数模转换、液晶显示、光电开关、步进电机驱动、霍尔计数和继电器等，每个模块都能够独立完成一定功能。实验室提供了相关代码，同学们可

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通过这些代码对各个模块进行学习。

第二章 实验编译环境介绍

一、仿真器简介

实验室使用的仿真器为XDS100，其产品使用说明书请参参考“28027/实验平台相关资料”中的PDF文件“XDS100产品说明书”。

二、CCS简介

CCS(Code Composer Studio)是由美国TI公司提供的DSP集成开发环境。本指导书以CCStudio v3.3版本为例，简单介绍如何使用CCS开启一个项目。

1、 打开CCS调试环境

第一次使用CCS时，先双击Setup CCStudio v3.3图标，开始配置CCS硬件平台。配置完成后点击“Save & Quit”，这时会弹出一个窗口询问“Restart Code Composer Studio on exit?”，点击“是”，系统自动打开CCStudio v3.3。配置好CCS的硬件平台后，下一次使用时可直接打开CCStudio v3.3。

打开CCStudio v3.3之后，给实验平台上电，打开【Debug】菜单，选择【Connect】命令连接实验平台。如果连接不成功，可选择【Debug】菜单下的【Reset Emulator】复位仿真器，再重新选择【Connect】。

2、 打开项目主文件

（1） 打开【Project】菜单，选择【Open】命令。找到对应的目录，打开

项目文件（*.pjt）。

（2） 在CCS应用程序窗口左边的【File View】视窗中，单击项目文件

（*.pjt）前边的加号，可展开该项目的文件类型组成图。

（3） 在一个简单的项目中，一般包括头文件（在【Include】文件夹中）、

库文件（在【Libraries】文件夹中）、源文件（在【Source】文件夹中）和链接命令文件（*.cmd文件）。头文件和库文件可通过设置编译的搜索路径自动添加，源文件和链接命令文件需要通过【Project】中的【Add Files to Project】命令添加。

（4） 单击【Source】文件夹前面的加号，找到主源文件（*.c）双击该文

件。

3、 加载程序

点击编译按钮，或打开【Project】中的【Build】命令，在编译完成并生成*.out文件后，自动出现【Loading Program】对话框，对目标板加载二进制程序代码。

4、 运行程序与停止运行程序

单击窗口左边运行程序的快捷键，或打开【Debug】中的【Run】命令，即可运行程序，在实验平台观察程序运行结果。单击停止运行的快捷键，或者打开【Debug】中的【Halt】命令，即可终止程序。

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图× 直流电机驱动模块实物图及硬件原理图

图× 光敏控制模块实物图及硬件原理图

2、 SPI（Serial Peripheral Interface）是一个同步串行I/O端口，它在

F28027与其他外围设备之间通过移位寄存器方式传送一个可变长度和速率的串行位流。在数据传送过程中，一个SPI设备必须配置成主机，所有其他的设备配置成从机。主机通过总线为所有从机提供时钟信号。 3、 SPI最简单的通信方式是一个可编程的移位寄存器。数据通过SPIDAT寄

存器（SPI串行数据寄存器）移入和移出。要传送的数据通过SPITXBUF（SPI串行输出缓存寄存器）写入SPIDAT寄存器，接收的数据锁存在SPIRXBUF寄存器以便CPU读取。

4、 DAC8811是一个单通道，低功耗，低噪声，16位分辨率，电流输出型数

模转换芯片MDAC，该芯片具有快速串行接口及达到10 MHz的宽范围带宽。

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MDAC的通信端口可接收16位串行输入数据，能够使用本文采用的SPI协议连接到F28027微控制器。在本实验中DAC8811作为外设，已与F28027的SPI端口连接好，因此通过串口给DAC传送数据即可进行DA转换。 注：此部分为DAC点亮发光二极管的连接图。由于实验装置上没有配置光敏元件，因此图中的运放及光敏元件反馈部分在实验箱上是没有的。DAC仅用于开环点亮发光二极管。

三、实验步骤

1、 若要使DAC用于驱动直流电机，则连接跳线J29与J30（实物图中红框

部分），J6与J7，断开其他所有跳线；

2、 若要使DAC用于点亮发光二极管，则连接跳线J11与J13（实物图中红

框部分），J6与J7，断开其他所有跳线，；

3、 连接好实验平台的电源线及仿真器，打开电源开关；

4、 联机，用CCS打开zSpi_Dac目录下的工程文件，编译下载并运行； 5、 运行程序（Debug->Run），观察直流电机的转速变化情况或者发光二

极管的亮度变化情况，以表征DAC转换结果。

四、实践题

1、 改变SPI传送的数据值，观察直流电机转速或者发光二极管的亮度有什

么变化。

2、 联系实验四的模数转换，思考如果加入了直流电机转速负反馈或者将发

光二极管的光照到光敏元件上并对其进行AD转换，是否能够将AD与DA同时应用并达到更良好的闭环控制效果。

实验七、SCI数字回送测试程序

一、实验目的

1、 理解SCI串口通讯接口的原理；

2、 掌握SCI数据传输中波特率计算，校验位设置等所要求的寄存器操作； 3、 学会应用串口读写数据。

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二、实验原理

1、 实物图及硬件原理图如图×所示：

图× LED点阵屏实物图及硬件原理图

2、 SCI（Serial Communication Interface， 串口通信接口）是一个两线

异步串口，可以看做是通用异步接收器和发送器（UART）。本次试验应用到了28027的SCI通信功能，实现了28027与PC机之间的串口通信。 3、 当波特率等参数设置一致时，SSCOM可以通过相应串口号读出由28027

发送来的串口数据。

4、 在本次试验中，我们只应用到了SCI的单向数据传输功能，将数据由

28027发送到PC机。

三、实验步骤

1、 将RS232串口线与仿真器连接到板子上。

2、 断开除J6与J7之外的所有跳线，打开电源开关；

3、 联机，用CCS打开zSci_SendPc目录下的工程文件，编译下载并运行； 4、 启动SSCOM，将波特率等参数设置正确，读相应的串口； 5、 在SSCOM窗口中看到字符：“夫君子之行，静以修身俭以养德，非澹泊无

以明志，非宁静无以致远。<<诸葛亮 诫子书>>”不断出现，这表明28027在通过SCI向串口不断发送数据。 6、 断开连接。

四、实践题

1、 思考如何应用SCI来进行28027的数据接收，并将其所接收到的数据显

示在数码管、点阵甚至液晶屏上。

2、 进一步思考结合所接收到的数据进行数模转换来进行电机控制。

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实验八、光电断续器测试程序

一、实验目的

1、 深入熟悉GPIO的工作原理；

2、 了解光断续器的工作原理，为实验8步进电机的实验打下基础。

二、实验原理

1、 光电断续器实物图及硬件原理图如图×所示

图× 光电断续器实物图及硬件原理图

2、 通过对F28027引脚配置，使GPIO-18输出数据，GPIO-19输入数据。

GPIO18 输出数据，控制LED指示灯的亮暗， 当光电断续器中间有遮挡物时，led指示灯发光。GPIO19监测光电断续器的状态。

3、 软件部分初始设置GPIO18 输出高电平，控制LED指示灯的保持熄灭的

状态。由于LED为共阳极，故输出为1时，LED不亮，输出0时LED发光。当光电断续器中间无遮光物时，GPIO19输入为0，有遮光物时，GPIO19输入为1。

三、实验步骤

1、 连接跳线J41与J42（实物图中红框部分），J6与J7，断开其他所有跳

线，打开电源开关； 2、 联机，用CCS打开zGpio_PhotoInterrupter目录下的工程文件，编译下

载并运行；

3、 在光断续器间放入硬币等遮挡物体（注意：遮挡物体应厚一点，最好为

金属），观察LED指示灯的亮暗变化。

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四、实践题

1、 结合给出的硬件原理图和电路知识，思考光电断续器的工作原理。 2、 此例程是通过查询方式完成任务的，能否改由利用中断的方式重新完成

实验？

实验九、步进电机实验

一、实验目的

1、 理解步进电机的控制方式；

2、 了解光电断续器控制步进电机的方式。

二、实验原理

1、 步进电机驱动模块实物图及硬件原理图如图×所示

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图× 步进电机驱动模块实物图及硬件原理图

2、 通过对F28027引脚配置，使GPIO-00至GPIO-03输出4位数据控制步进

电机，实现步进电机的四相8拍工作方式。同时设置GPIO-18和GPIO-19输入数据，实现对光电断续器的感应。

3、 当步进电机收到相应光电断续器的感应信号时，步进电机将向相反的方

向行进。

4、 四相步进电机，四相8拍工作方式，每拍 3.75 度，12 拍为 45 度，一

转需 96 拍。 A -> AB -> B -> BC -> C -> CD -> D -> DA 将相应数值传递给GPIO0-GPIO3，可以控制步进电机逆时针旋转

三、实验步骤

1、 连接跳线？？？（实物图中红框部分），J6与J7，断开其他所有跳线，

打开电源开关；

2、 联机，用CCS打开zGpio_StepMotor目录下的工程文件，编译下载并运

行；

3、 用跳线帽连接步进电机开关（注意，由于制作印刷版错误，应连接开关

的off，而不是on），观察步进电机的运行。

注意 ：由于步进电机的功率较大，运行时图中用红色圈圈出的电阻会发热，请注意将步进电机的运行控制在两个来回之内，不可长时间运行。

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四、实践题

1、 思考怎么改变步进电机的行进速度，并在程序上加以实现。 2、 思考能否使得步进电机停在指定的位置，并在程序上加以实现。

3、 改变步进电机的控制方式，比如改为4拍控制，然后令步进电机行进到

指定位置，与8拍控制方式比较，有什么不同，能否明显的看出控制精度的变化？ 4、

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