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基于ADSP-BF561的控制信号处理系统

   日期:2007-06-06     来源:中国测控网    作者:管理员    
    在某控制信号处理系统中,选用ADSP-BF561作为主控机,外接键盘,LCD显示屏,标准RS232接口,实时时钟等,通过DSP编程来实现对各个功能模块的控制,同时产生多路的数字IO信号。该控制系统还包括电源、时钟、CPLD、FLASH,JTAG调试器、复位电路等基本组成部分,系统框图如图1所示。

                  图1 基于ADSP-BF561的控制信号处理系统框图

    系统电源模块选用TPS54350来实现,外围电路不同的RC值,可以构成不同的输出电压,这里需要产生的是5V、3.3V、1.25V三种电压。时钟电路由48MHz的晶振电路来实现,其输出作为DSP的外围时钟和CPLD的时钟。FLASH用于存储用户的应用程序,JTAG调试口在DSP电路设计中也是必不可少的。后面对各个部分一一介绍,特别是对复位电路,数字IO信号的产生,以及RS232接口进行详细的介绍。

1. 键盘

    键盘选用的是4×4的扫描键盘,如图1所示,由Blackfin的GPIO接口PF5~PF12来实现。其中,KEY_GP3~KEY_GP0为行线输入端,初始化为带上拉电阻的输入口,中断使能(下降沿触发);KEY_GP7~KEY_GP4为列线输出端,初始化为输出低电平。键盘扫描方法同常规的扫描键盘方法相同。

          
                         图 1   扫描键盘结构图

2. LCD显示屏

    LCD显示屏采用320x240的LCD液晶模块。320x240液晶模块配用sed1335驱动接口板,sed1335驱动接口板上配用32K的RAM。LCD除了读写信号线由Blackfin的读写信号来控制以外, 8位数据线由Blackfin的低8位数据线锁存输出,以及其使能信号由Blackfin的AMS3控制,LCD地址分配为0x2C000000。电路连接如图2所示。在对LCD进行控制时,除了要建立在LCD上显示的汉字和英文的字库以外,还要编写对sed1335的底层驱动程序。这可以在LCD自带的驱动程序的基础上,进行代码移植,把它改写成适合BF561的DSP程序。  

              
                           图 2  LCD连接示意图 

3.实时时钟

    控制系统的实时时钟选用了芯片DS1337来实现。DS1337是一个低功耗的串行实时时钟芯片,它有24h/12h制两种模式,它可以输出年、月、日、分、时、秒的形式。它采用I2C协议,Blackfin的PF0和PF1作为I2C的CLK和DATA,而PF3作为实时时钟的中断FLAG,其电路连接示意图如图3所示。

         
                     图3  实时时钟电路连接示意图

4.复位电路

    为了保证DSP在上电或按下复位键时能可靠的复位,一般加一个复位延时电路,选用MAX708S来完成,如图4所示。 

 
                

                               图4 复位电路

    在上电过程中,RESET信号会在VCC达到稳定电压后的一段时间内(约200ms)保持为高,然后再变低。 信号为RESET的“NOT”,即 会相对VCC延时一段时间后再变高,如图5所示。这样,在DSP的各电源电压已稳定的情况下,DSP的复位信号仍为低有效,就可以保证DSP的正常复位。
           
                        图5 上电过程中的 信号

    在上电以后,如果手动按下开关,使得MR上的信号由高→低→高,产生一个低脉冲,这时, 管脚上也会输出一个低脉冲,只是其低电平持续的时间比MR上低电平的持续时间长200ms左右,以保证DSP的复位可靠完成,如图6所示。

          
                       图6 手动复位时的 信号

5.   数字IO信号的产生

    在该控制系统中,要求产生8路数字IO信号。如果把这8路数字IO信号看成一个8bit的数,则需产生一个有限长度的非方波的编码信号,如下图所示。在T0时刻需要产生的数字IO信号为STAT0,比如说10010101;在在T1时刻需要产生STAT1,…,在Tn时刻需要产生STATn,而且T0可能不等于T1或Tn,STAT的状态也各不相同。


                              图7 数字IO信号的状态

    这里选用BF561的看门狗定时器(Watchdog Timer)来实现。在看门狗定时器的操作中,先将计数值写入寄存器WDOG_CNT中,然后看门狗定时器自动将WDOG_CNT的值写入寄存器WDOG_STAT。接着通过寄存器WDOG_CTL使能Watchdog Timer,看门狗定时器开始计数,逐次减小WDOG_STAT的值,直至为0,这时预先编写的程序事件就会发生。要想输出一个8bit的数据,只需往某地址单元写数,对应的数据线就会写出该数据。为了把该数据保持一段时间(Tx的长度),还需使用锁存器将该数据锁住。所以在BF561的DSP程序中先定义了数字IO信号对应的中断事件,且中断优先级较高,这是为了保证定时的精确度,防止别的事件干扰。

            register_handler(ik_ivg9, DIO_WDOGA_ISR);

       然后在中断事件里,把当前要写入的数据写到某地址单元上,然后使能Watchdog Timer,再将定时器的值写入WDOG_CNT中。定时器的计数是以sclk为基准的,程序代码如下:

*pDIO_Data_Port  = codes;

         *pWDOGA_CTL  =DISABLE_WDOG; 

            *pWDOGA_CTL  |=WDOG_EXPIRED_BIT;       

            *pWDOGA_CNT  =times;  

            *pWDOGA_CTL  = ENABLE_GPI;   

        codes和times就是当前要产生的数字IO的编码和长度。由于是一系列编码,可以用数组索引的形式,将当前的值写入。而我们事先定义DIO_Data_Port的地址为0x24000000,这对应BF561的AMS1的地址空间,所以用AMS1作为锁存器的使能信号,将数据线上的数据通过锁存器以后再输出,如下图所示 

       
                                       图8   数字IO的锁存器

6.标准RS232接口

    为了让控制系统与计算机之间可以进行数据的相互传递,系统采用MAX3232芯片来实现,如图9所示:

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