高性能数字信号处理器TMS320LF2407A及应用

2.5 片内集成外设

TMS320LF2407A片内集成了丰富的外设，大大减少了系统设计的元器件数量。

　　① 串行通信口。TMS320LF2407A设有一个异步串行外设通信口（SCI）和一个同步串行外设通讯口（SPI），用于与上位机、外设及多处理器之间的通信。SCI即通用异步收发器（UART）支持 RS－232和RS－485的工业标准全双工通信模式，用来与上位机的通信；SPI可用于同步数据通信，典型应用包括TMS320LF2407A之间构成多机系统和外部I/O扩展，如显示驱动。

　　② A/D转换模块。包括两个带采样/保持的各8路10位A/D转换器，具有自动排序能力，一次可执行最多16个通道的自动转换，可工作在8个自动转换的双排序器工作方式或一组16个自动转换通道的单排序器工作方式。A/D转换模块的启动可以有事件管理器模块中的事件源启动、外部信号启动、软件立即启动等三种方式。

　　③ 控制器区域网（CAN）。是现场总线的一种，主要用于各种设备的监测及控制。TMS320LF2407A片上CAN控制器模块是一个16位的外设模块，该模块完全支持CAN2.0B协议，6个邮箱(其中0、1用于接收；4、5用于发送；2、3可配置为接收或发送)每次可以传送0~8个字节的数据，具有可编程的局部接收屏蔽、位传输速率、中断方案和总线唤醒事件、超强的错误诊断、自动错误重发和远程请求回应、支持自测试模式等功能。

　　CAN总线通信可靠性高，节点数有110个，传输速度高达1Mb/s（此时距离最长为40m），直接通信距离可达10km（速率5kb/s以下），采用双绞线差动方式进行通信，有很强的抗干扰能力。

　　④ 锁相环电路（PLL）和等待状态发生器。前者用于实现时钟选项；后者可通过软件编程产生用于用户需要的等待周期，以配合外围低速器件的使用。

　　⑤ 看门狗定时器与实时中断定时器。均为8位增量计数器，前者用于监控系统软件和硬件工作，在CPU出错时产生复位信号；后者用于产生周期性的中断请求。

　　⑥ 外部存储器接口。可扩展为192K字×16位的最大可寻址存储器空间（64K字程序存储器、 64K字数据存储器、64K字I/O空间）。

　　⑦ 数字I/O。TMS320LF2407A有40个通用、双向的数字I/O引脚，其中大多数都是基本功能和一般I/O复用引脚。

　　⑧ JTAG接口。由于TMS320LF2407A结构复杂、工作速度快、外部引脚多、封装面积小、引脚排列密集等原因，传统的并行仿真方式已不适合于TMS320LF2407A的开发应用。TMS320LF2407A 具有符合IEEE1149.1规范的5线JTAG（边界扫描逻辑）串行仿真接口，能够极其方便地提供硬件系统的在线仿真和测试。

　　⑨ 外部中断。有五个外部中断（功率驱动保护、复位、不可屏蔽中断NMI及两个可屏蔽中断）。

3 主要应用

　　TMS320LF2407A为高性能的控制提供先进、可靠、高效的信号处理与控制的平台，它将数字信号处理的运算能力与面向高性能控制的能力集于一体，可以实现用软件取代模拟器件，可方便地修改控制策略，修正控制参数，兼具故障监测、自诊断和上位机管理与通信等功能，将成为控制系统开发的主流处理器[3]，可广泛应用于：工业电机驱动；能量交换器如UPS、通信电源；自动化系统如电力控制、抗锁死制动；磁盘/光盘伺服控制和大容量存储产品；打印机、复印机和其他办公产品；仪器、仪表；机器人控制。

　　TMS320LF2407A被广泛用于数字化控制中，一个基于DSP的逆变电源控制系统原理框图见图2。系统主要由DSP（TMS320LF2407A）、电压电流反馈、PWM驱动放大电路、键盘显示及上位机组成。当DSP接受主机发出的参考输入后，将其转换为PWM输出，经过驱动放大送给逆变主电路，产生输出。逆变电路输出的电压、电流反馈信号送入A/D转换器引脚。通过光电编码器检测电机的转动方向及转角，反馈回DSP的正交编码脉冲电路（QEP），形成闭环控制，实时有效地控制交流电机。键盘和显示由SPI同步串行口实现，用于读取键盘输入和写输出到显示器。DSP与上位机之间的通信由SCI异步串行口实现。JTAG接口用于系统的在线仿真和测试。

4 结束语

　　随着工业控制性能要求的提高，控制方案的选择变得越来越关键，逐步形成了由数字控制代替模拟控制的局面。TMS320LF2407A为数字控制应用提供了理想的解决方案。