TMS320 для начинающих: Концепция программирования tms320. Обзор GPIO - моргаем светодиодами

Программирование контроллеров tms320 несколько отличается подходом от остальных.
Инженеры их Техаса подошли к задаче более креативно. Нам предлагают использовать структуры для регистров.
Например для GPIO:

struct GPIO_CTRL_REGS {
   union  GPACTRL_REG  GPACTRL;   // GPIO A Control Register (GPIO0 to 31)
   union  GPA1_REG     GPAQSEL1;  // GPIO A Qualifier Select 1 Register (GPIO0 to 15)
   union  GPA2_REG     GPAQSEL2;  // GPIO A Qualifier Select 2 Register (GPIO16 to 31)
   union  GPA1_REG     GPAMUX1;   // GPIO A Mux 1 Register (GPIO0 to 15)
   union  GPA2_REG     GPAMUX2;   // GPIO A Mux 2 Register (GPIO16 to 31)
   union  GPADAT_REG   GPADIR;    // GPIO A Direction Register (GPIO0 to 31)
   union  GPADAT_REG   GPAPUD;    // GPIO A Pull Up Disable Register (GPIO0 to 31)
   Uint32              rsvd1;     // reserved
   union  GPBCTRL_REG  GPBCTRL;   // GPIO B Control Register (GPIO32 to 38)
   union  GPB1_REG     GPBQSEL1;  // GPIO B Qualifier Select 1 Register (GPIO32 to 38)
   Uint32              rsvd2;     // reserved
   union  GPB1_REG     GPBMUX1;   // GPIO B Mux 1 Register (GPIO32 to 38)
   Uint32              rsvd3;     // reserved
   union  GPBDAT_REG   GPBDIR;    // GPIO B Direction Register (GPIO32 to 38)
   union  GPBDAT_REG   GPBPUD;    // GPIO B Pull Up Disable Register (GPIO32 to 38)
   Uint16              rsvd4[24]; // reserved
   union  AIO_REG      AIOMUX1;   // Analog IO Mux 1 Register (AIO0 to 15)
   Uint32              rsvd5;     // reserved
   union  AIODAT_REG   AIODIR;    // Analog IO Direction Register (AIO0 to 15)
   Uint16              rsvd6[5];  // reserved
};

При этом каждая структура при помощи определённых директив и скрипта компоновщика размещается в нужном месте памяти контроллера. Таким образом записывая бит в определенное поле структуры вы меняете значение в регистре.
Но это еще не все. Каждая структура регистра объявлена при помощи объединения union, что дает возможность объявить отдельные биты регистра. Вы можете записывать в регистр слово целиком (как мы привыкли это делать в AVR, STM), а можете устанавливать только определённый бит.

    GpioCtrlRegs.GPADIR.all = 0xFFFFFFFF;   // Все как выход
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO12 = 0; // вход

Также это дает огромные приимущества при отладке. Очень не удобно отслеживать один бит в регистре. А вот при описанной выше структуре можно добавить в watch window выражение типа

GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO12

и следить только за определённым битом.
Говорить о том, что так намного проще освоить данное семейство микроконтроллеров думаю много не стоит. По названию поля легко понять назначение бита.
При чем все это транслируется в одну команду:

Т.е Вы избавлены от цикла считывание-изменение-запись.
В общем данный подход это что-то сверхъестественное. Попробуйте и оно вам понравиться.

Рассмотрим структуру GPIO.
Ниже в статье я буду использовать сокращенные названия для групп регистров.
Например в tms320 есть регистры GPADIR, GPBDIR и GPCDIR. Отличаются они тем, что первый предназначен для выводов GPIO31-GPIO0, второй для GPIO63-GPIO32, третий - GPIO87-GPIO64.
Чтобы не перечислять каждый раз все регистры, буду писать просто GPxDIR. При этом если нужно будет указать еще номер, то буду добавлять букву n.

GPIO в tms320 довольно развита, хотя думаю это и из схемы понятно. Самой крутой плюшкой я считаю регистры для подавления дребезга. Представьте себе, Вам больше не нужно писать подавление дребезга! Нужно просто настроить порт.
Но давайте рассмотрим работу с портами ввода-вывода. Поморгаем светодиодами платы.
Для начала нужно включить тактирование соответствующего модуля.
Регистры защищены. Для того, чтобы изменить содержимое необходимо использовать специальные инструкции.

EALLOW;
SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.GPIOINENCLK = 1;    // GPIO
EDIS;

Теперь нужно настроить направление работы порта ввода-вывода. Для этого предназначены регистры GPxDIR

Тут 1 – выход, 0 – вход.
Каждая ножка контроллера может работать как порт ввода-вывода или вывод какого либо из блоков периферии. Для определения функции используется регистр GPxMUXn:

Каждое поле в данном регистре имеет размер 2 бита. И каждая комбинация определяет какая периферия будет подключена к данной ножке. В случае порта ввода-вывода менять ничего не нужно. Оставляем нули.
Теперь поговорим о пресловутом подавлении дребезга. Вот как выглядит схема данного модуля:

А вот как это работает:

Сигнал приходит на ножку и синхронизируется с частотой SYSCLKOUT. После чего выбирается несколько семплов сигнала. И если все хорошо (D) значение в регистре данных меняется. Если же изменение вызвано шумом (А), то изменений не будет.
Период выборки семплов настраивается при помощи квалификационного периода (битов QUALPRDn в регистре GPxCTRL) и количества семплов (GPAQSELn).
Значения битов QUALPRDn описаны на изображении ниже. Это своего рода делитель системной частоты. После деления данная частота используется для выборки семплов.

Количество семплов можно поменять в регистре GPxQSELn. Можно использовать 1 семпл, 3 семпла и шесть.

Например, при квалификационных битах равных нулю, частота семплирования будет равна системной частоте. Тогда если она равна 200МГц (например), т.е. семпл будет выбран с частотой 200МГц или 5нс.
Если же делитель максимален (GPxCTRL[QUALPRDn] = 0xFF), то частота семплирования
f(SYSCLKOUT) × 1 ÷ (2 × GPxCTRL[QUALPRDn])
Для системной частоты 200Мгц, частота семплирования будет 200МГц / (2 * 255) или каждые 2.55 мкс.

Итак, шум отфильтровали. Можно получать данные. Для этого предусмотрен регистр GPxDAT.

Тут можно считать данные со входов и записать на выход.
Кроме того можно установить уровень на ножке при помощи регистров GPASET, GPACLEAR, GPATOGGLE.

Каждый бит в которых устанавливает, убирает и переключает потенциал на соответствующем выводе соответственно.

О подтяжках. Все внутренние подтягивающие резисторы по умолчанию включены. Для выключения используется регистр GPxPUD.

Думаю теперь описывать еще программу было бы излишне. Вот проект с комментариями.
Скачать
Если что пишите там внизу.

Документация от TI по GPIO: https://www.dropbox.com/s/beaycayg28ozit5/tms320_gpio.pdf

Просмотров:   11863

Комментарии

вт, 08/05/2014 - 14:47
Кот

Спасибо. Я как раз что то подобное искал

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
CAPTCHA
Введи эти символы. Ато роботы одолели!