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Ren_DSP2812核心板参考手册

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 Ren_DSP2812核心板参考手册

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Ren-DSPF2812核心板用户手册 南 京 仁 欧 科 技 有 限 公司   公司网站:www.dspbar.com VER :2.0 Ren-DSPF2812核心板用户手册 目录 1.产品特点 ................................................................................................................................................................ 2 2.产品说明 ................................................................................................................................................................ 2 3.产品清单 ................................................................................................................................................................ 2 4.程序清单 ................................................................................................................................................................ 3 5.接口说明 ................................................................................................................................................................ 3 5.1 CON1 :JTAG仿真器接口...................................................................................................................... 3 5.2 J1:+5V电源输入接口............................................................................................................................ 4 5.3 J2、J3:AD校正电路跳线接口 ............................................................................................................... 4 5.4 J4、J5:TMS320F2812 引脚引出接口................................................................................................. 5 5.5 S1:复位开关............................................................................................................................................ 5 6.AD校正功能 .......................................................................................................................................................... 7 6.1 AD校正原理分析....................................................................................................................................... 7 6.2 硬件接法.................................................................................................................................................... 8 6.3 软件算法.................................................................................................................................................... 9 6.4 实验结果.................................................................................................................................................. 10 7.机械尺寸 .............................................................................................................................................................. 11 8.历史版本 .............................................................................................................................................................. 11 9.质保声明 .............................................................................................................................................................. 11 10.技术支持............................................................................................................................................................ 12 Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 1 Ren-DSPF2812核心板用户手册 1.产品特点  4 层板设计,关注 EMC,信号稳定可靠  可选择的 AD 校正功能,精度平均可达 0.2%  高性能的 32 位中央处理器 TMS320F2812  时钟频率 150MHz,时钟周期 6.67ns  低功耗设计,核心电压 1.8V,I/O 口电压 3.3V  片内:RAM 18K,Flash 128K  外扩:RAM 256K,Flash 256K  +5V 电源接口  2*80 引脚接口,便于二次开发 图 图一 : 产品实体 2.产品说明 非常感谢您选择 Ren--D- SP2812 核心板产品,此款产品是针对高校、研究所和中小企业小批量设计的需求 而研发的。在听取广大 DSP 工程师意见的基础上,以保证 DSP 能稳定独立运行、外设资源充分扩展为原则, 优化结构设计,注重 EMC 处理,无论在设计还是在工艺上,均用心完成。 Ren--D- SP2812 为您提供了丰富 的二次开发接口,能够为您基于 TMS320F2812 的设计节约了成本,也节省了时间。 为了解决 TMS320F2812 内部 AD 采样精度比较低的问题, Ren-DSP2812 设计了具有可选择性的 AD 采样校 正模块,并且提供了相应的算法程序。在前端信号未作处理的情况下,实验结果表明,经采样校正之后, AD 转换的精度平均能够达到 0.2%,较好的情况下误差能够低于 0.1%。当然,AD 采样最后的精度还和您所 提供的信号质量、采用的校正算法等因素有关。 Ren--DSP2812的存储空间不仅拥有其内部的 18K Ram 和 128K Flash 资源,而且还扩展了 256K 的 Ram 和 256K 的 Flash,为您可能设计的大容量程序提供了足够的存储空间。随产品还为您提供了访问外部 Ram 和 外部 Flash 的例程。 请您仔细阅读本手册。如果有任何疑问,请您及时和 RenAll 工程师联系。 3.产品清单 Ren-DSP2812 整套产品清单如下,请收货是仔细查验: 序号 项目 数量 1 Ren-DSP2812板卡 1块 2 +5V2A 直流电源 1个 3 电源转换接口 1根 5 产品资料光盘 1张 说明 2*80 引脚 50Hz~60Hz 用于将 2 线接口转换成普通电源接口 产品例程代码、相关软件 2 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved Ren-DSPF2812核心板用户手册 4.程序清单 核心板配有以下例程: 表 2 程序清单 实验 1 LED 灯闪烁实验 实验 2 AD 校正算法 实验 3 访问外部 RAM 实验 实验 4 访问外部 FLASH 实验 5.接口说明 图 2- Ren-F2812mINI 正面结构图 核心板的正面接口布局如图 2 所示,板子尺寸为 86mm×66mm,共有 4 个连接器接口、 2 个跳针接口和 1 个复位开关,如下表所示: 表2: 接口列表 接口号 CON1 J1 J2 J3 J4 J5 S1 引脚数 13 2 2 2 80 80 2 接口功能 JTAG 仿真器接口 +5V 电源输入插座 AD 校正电路跳线接口 1 AD 校正电路跳线接口 2 TMS320F2812 引脚引出接口 TMS320F2812 引脚引出接口 复位开关 引脚间距 2.54mm 2mm 2mm 2mm 2mm 2mm 5.1 CON1 :JTAG 仿真器接口 核心板有一个 13 针、间距为 100mil 的双排插针 CON1,它是一个 JTAG 仿真器的标准 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 3 Ren-DSPF2812核心板用户手册 接口,可以和各个厂家的 JTAG 仿真器相兼容。使用时,通过此接口对 TMS320F2812 进行硬件仿真调试, 其具体定义如图 3 所示。 图 3- JTAG 接口引脚定义 从图 3 可以看到, Ren-DSP2812 的 JTAG 口采用了防插反设计,第 6 脚已经为空,这样防止您在将其 和仿真器的 JTAG 口相连接时方向插反。因为一旦插反,很有可能会烧坏仿真器或者 DSP。当然,防插反设 计同样需要仿真器的 JTAG 口来进行配合,一般情况下,仿真器 JTAG 口的第 6 脚需要填针,所以在使用仿 真器时,请检查其 JTAG 口的第 6 脚是否已填针,如果没有,得仔细确定插入方向。 Ren-DSP2812 仿真 器的 JTAG 口在出厂前均已填针,但为了安全起见,在使用前也需要检查一下,以防填针掉落。 5.2 J1:+5V 电源输入接口 +5V 的电源输入接口 J1 采用 2 芯 2mm 单排插座,其引脚具体定义如图 4 所示: +5V 2 AGND 1 接口引脚间距为2mm 图 4- 电源输入接口引脚定义 5.3 J2、J3:AD 校正电路跳线接口 Ren-DSP2812 核心板具有可选择的 AD 校正电路,其可选择的功能正是通过 J2 和 J3 跳线所实现的, 如图 5 所示。 图 5- AD 校正电路跳线接口 如果以跳线接口被短接的状态设定为 1,跳线接口未被短接的状态设定为 0,则 AD 校正电路的使能关 系如表 4 所示。 4 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved Ren-DSPF2812核心板用户手册 表 4 AD 校正电路使能关系 J1 0 0 1 1 J2 AD 校正电路是否被使能 0 否 1 否 0 否 1 是 从表 4 我们可以看到,只有当 J2 被短接,J3 被短接的时候,AD 校正电路才被使能,这时候,加上 AD 校正算法,可以对 TMS320F2812 内部其余的 14 路通道进行校正,从而提供 AD 采样精度。正如图 5 所示, 当 J2 口被短接时,参考电压 Verf1 加到了 ADCINA0 通道 ;当 J3 口被短接时,参考电压 Verf2 加到了 ADCINB0 通道。  当 J2 和 J3 均被短接时,AD 校正功能被使能。一路参考电压连接 ADCINA0,另一路参考电压连接 ADCINB0, 其余 14 路通道可通过程序自由配置。  当 J2 和 J3 均未被短接时,AD 校正功能被禁止,TMS320F2812 内部的 16 路采样通道可以通过程序自 由配置。 5.4 J4、J5:TMS320F2812 引脚引出接口 Ren-DSP2812 具有 2×80 个引脚,间距为 2mm 的扩展接口,将 TMS320F2812 的外设功能引脚和扩 展总线全部引出,方便了用户进行二次开发。J4、J5 接口引脚的具体定义如图 6 所示。 5.5 S1:复位开关 Ren-DSP2812 核心板上提供复位按钮 S1,方便调试。 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 5 Ren-DSPF2812核心板用户手册 D01 D03 D05 D07 D09 D11 D13 D15 D17 D19 D21 D23 D25 D27 D29 D31 DGND DVD3.3 J4引脚具体定义 A01 A03 A05 A07 A09 A11 A13 A15 A17 A19 A21 A23 DGND XZCS2 XHOLD XRD XRD/W RESET NC XF VDD5.0 DGND 21 43 65 87 10 9 12 11 14 13 16 15 18 17 20 19 22 21 24 23 26 25 28 27 30 29 32 31 34 33 36 35 38 37 40 39 42 41 44 43 46 45 48 47 50 49 52 51 54 53 56 55 58 57 60 59 62 61 64 63 66 65 68 67 70 69 72 71 74 73 76 75 78 77 80 79 D00 PWM2 D02 PWM4 D04 PWM6 D06 T2PWM D08 CAP2_QEP2 D10 TDIRA D12 C1TRIP D14 C3TRIP D16 PWM8 D18 PWM10 D20 PWM12 D22 T4PWM D24 CAP5_QEP4 D26 TDIRB D28 C4TRIP D30 C6TRIP DGND ADCLO DVD3.3 ADCINA1 A00 ADCINA3 A02 ADCINA5 A04 ADCINA7 A06 AGND A08 ADCINB1 A10 ADCINB3 A12 ADCINB5 A14 ADCINB7 A16 AGND A18 SPISOMIA A20 SPISTEA A22 SCIRXDA DGND CANRXA XZCS0AND1 SCIRXDB XZCS6AND7 MCLKXA XHOLDA MDXA XWE MFSXA XREADY INT1 NC NMI XCLKOUT TOUT2 VDD5.0 TOUT4 DGND DGND 21 43 65 87 10 9 12 11 14 13 16 15 18 17 20 19 22 21 24 23 26 25 28 27 30 29 32 31 34 33 36 35 38 37 40 39 42 41 44 43 46 45 48 47 50 49 52 51 54 53 56 55 58 57 60 59 62 61 64 63 66 65 68 67 70 69 72 71 74 73 76 75 78 77 80 79 PWM1 PWM3 PWM5 T1PWM CAP1_QEP1 CAP3_QEP11 TCLKINA C2TRIP PWM7 PWM9 PWM11 T3PWM CAP4_QEP3 CAP6_QEP12 TCLKINB C5TRIP ADCLO ADCINA0 ADCINA2 ADCINA4 J5引脚具体定义 ADCINA6 AGND ADCINB0 ADCINB2 ADCINB4 ADCINB6 AGND SPISIMOA SPICLKA SCITXDA CANTXA SCITXDB MCLKRA MDRA MFSRA NC INT2 TOUT1 TOUT3 DGND 图 6 - J4 和 J5 接口引脚的具体定义 6 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved Ren-DSPF2812核心板用户手册 6.AD 校正功能 TMS320F2812 内部具有 12 位的 ADC 模块,但在实际的应用过程中,AD 模块的精度往往不尽如人意,采样 值和实际值之间的相对误差有时候最大甚至会超过 15%,这给实际的应用带来了很大的困扰。根据工程应 用经验,一般 AD 的采样精度正常都会比理论上的少 3 位,也就是说 2812 内部 12 位的 ADC 模块,采样精 度在最好的情况下能够达到 9 位,也就是相对误差不超过 1/512,约为 0.2%。 Ren-DSP2812 具有 AD 校正功能,通过硬件电路和软件算法的配合,可有效提高 AD 采样的精度。实验证 明,其校正后的采样值和实际值之间的相对误差可不超过 0.3%,精度平均能够达到 0.2%,甚至更高,具 体情况和软件算法有关。 6.1 AD 校正原理分析 TMS320F2812 的 ADC 转换精度较差的主要原因是采样过程中存在增益误差和偏移误差,要提高转换精度就 必须对这两种误差进行补偿,AD 转换曲线如图 7 所示: 图 7- AD 转换曲线 从图上可以看到,理想的 12 位 ADC 转换应该是没有增益误差和偏移误差的,因此模拟量输入 X 和数字量 输出 Y 之间的关系应该是: Y = mi * X (1) 这根理想的转换曲线上有一个点式固定的也是明确的,就是(3.0,4095),因此我们可以得到理想增益: = mi 4= 095 1365 3.0 (2) 但是,实际上 2812 内部的 AD 转换是存在增益误差和偏移误差的,如图 7 所示,假设实际增益为 ma,实际 偏移量为 b,则模拟量输入与数字量输出 Y 之间的关系为: =Y ma * X + b (3) 在这个式子里,很明显,ma 和 b 是个未知量。假如我们知道了 ma 和 b,那么通过采样结果显示的数据 Y, 我们就能够知道实际输入的电压 X。也就是说关键是如何来求出 ma 和 b。对于二元一次方程,如果有两条 方程组成了二元一次方程组的话,且其中(X1,Y1)和(X2,Y2)已知,ma 和 b 就可以求解得到。 =  Y1 ma * X1+ b = Y 2 ma * X 2 + b (4) 在实际应用中可以通过两路精准电源,提供给 ADC 的任意两个输入通道,例如 ADCINA0 和 ADCINB0,精准 电源的输入电压是很容易确定的,也就是 X1 和 X2,我们可以通过读取 ADCINA0 和 ADCINB0 的转换结果来 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 7 Ren-DSPF2812核心板用户手册 获得 Y1 和 Y2。这样 ,根据 式 4,就可以得到转换过程中的实际增益 ma 和实际的偏移量 b 了,如式 5 所示:    b ma = Y 2 − Y1 X 2− X1 = Y1X 2 −Y 2X1 X 2− X1 (5) 此时,只要知道数字量转换结果 Y,就可以得到实际的输入量 X 了。 X = Y −b ma (6) 6.2 硬件接法 参考电压1 Input0 Input1 Input2 Input3 Input4 Input5 Input6 Input7 参考电压2 Input8 Input9 Input10 Input11 Input12 Input13 Input14 Input15 输入电压 J2 J3 转换后电压 ADCINA0 ADCINA1 ADCINA2 ADCINA3 ADCINA4 ADCINA5 ADCINA6 ADCINA7 TMS320F2812 ADC ADCINB0 ADCINB1 ADCINB2 ADCINB3 ADCINB4 ADCINB5 ADCINB6 ADCINB7 ADCLO Output0 Output1 Output2 Output3 Output4 Output5 Output6 Output7 Output8 Output9 Output10 Output11 Output12 Output13 Output14 Output15 图 8- Ren-DSP2812 AD 电路连接示意图 Ren-DSP2812 AD电路连接示意图如图 8 所示。 当跳线 J2 和 J3 被短接时,AD 校正功能使能,参考电压 1 通过 J2 提供给 ADCINA0 通道,参考电压 2 通过 J3 提供给 ADCINB0 通道,ADCINA1-ADCINA7 和 ADCINB1-ADCINB7 共 14 个通道可通过程序自由配置。 当跳线 J2 和 J3 未被短接时,AD 校正功能被禁止,ADCINA0-ADCINA7 和 ADCINB0-ADCINB7 共 16 个通道可 通过程序自由配置。参考电压 ADCLO 已经接地。 由于 Ren-DSP2812 每块产品具体情况会有所不同,参考电压 1 和参考电压 2 具体的值请通过万用表测量 取得。 8 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved Ren-DSPF2812核心板用户手册 6.3 软件算法 由前面所述的 AD 校正原理可以知道,通过 Ren-DSP2812 提供的参考电压 1 和参考电压 2 就可以计算出 AD 转换时产生的增益误差和偏移误差,然后由这两个参数和其他通道经过 AD 转换后得到的结果便可得到 较为精确的输入电压的值。 AD 校正例程中以 ADCINA0、ADCINA1、ADCINB0 和 ADCINB1 四个通道的采样为例,其余通道采样后的处理 方法可参考 ADCINA1 和 ADCINB1。每个通道采样 N 次,对 N 次采样的结果进行排序,然后采用中值滤波 算法,将这 N 个结果中的偏小或者偏大的 M 个数据去掉(M=10? YES 对采样结果排序 中值滤波算法 由ADCINA0和ADCINB0 的结果计算CalGain 和CalOffset 校正处理求得 实际输入值 SampleCount清零 图 9- AD 校正软件算法流程 AD 校正算法例程在随产品所附的光盘中,文件名为:ADsample.pjt,具体的代码详见程序。AD 校正算法的 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 9 Ren-DSPF2812核心板用户手册 代码在 DSP28_DefaultISR.C 文件中的 ADCINT_ISR 函数中。 说明:由 6.1 节中的式 6 可以得到: X = Y − b= 1 *Y − b = CalGain *Y − CalOffset ma ma ma (7) 因此:   CalGa= in = 1 X 2 − X1 ma Y 2 − Y1  CalOffs= et = b ma X1*Y 2 − X 2*Y1 Y 2 −Y1 (8) CalGain 和 CalOffset 为用于方便计算的增益和偏移。 6.4 实验结果 实验情况说明:将 Ren-DSP2812的 J2 和 J3 短接,参考电压 1 通过 J2 提供给 ADCINA0,参考电压 2 通过 J3 提供给 ADCINB0。经万用表测量得到,参考电压 1 的值为 0.420V,参考电压 2 的值为 1.653V。给 ADCINA1 通道加电压为 2.062V,然后打开 ADsample.pjt,将 ADsample.out 下载进 DSP。设置断点,在 watchwindows 窗口观察变量的值,可得到采样结果,如表 5 所示,所有结果均为真实数据。 表 5 AD 采样结果 采样次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 校正后采样结果 绝对误差 相对误差 第 1 组数据 2.10989 2.104762 2.108425 2.111355 2.11282 2.113553 2.113553 2.108425 2.115018 2.117216 2.05987 0.00213 0.103% 输入电压:2.062V 第 2 组数据 2.110623 2.115018 2.112088 2.117216 2.105494 2.109157 2.114286 2.108425 2.117216 2.105494 2.06024 0.00176 0.085% 第 3 组数据 1.706633 2.106227 2.107692 2.110623 2.110623 2.111355 2.111355 2.113553 2.113553 2.115018 2.061717 0.000283 0.014% 第 4 组数据 2.115018 2.10696 2.108425 2.108425 2.110623 2.112088 2.112088 2.115018 2.115751 2.116483 2.058155 0.003845 0.186% 当然,根据校正时处理的技巧不同,结果也会有所不同。更多处理技巧可咨询工程师。 10 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved Ren-DSPF2812核心板用户手册 7.机械尺寸 如果需要设计功能电路和 Ren-DSP2812 相配套,请参看下图所示的机械尺寸。 图 16- Ren-DSP2812 机械尺寸 8.历史版本 表 2 历史版本说明表格 日期 2010-9-16 版本号 V2.0 修改 初始版本 9.质保声明 仁欧科技 推出的所有产品均享受以下的质保服务: 1. 免费质保 1 年,只限产品本身质量问题,由于用户操作不当等人为因素造成的损坏不在免费质保范围 内,这种情况请参看质保声明第 3 条。 2. 自购买之日起 1 个月之内如果觉得有产品质量问题,经沟通可免费换货。 3. 自购买之日起 1 年之后产品如出现问题,或者保修期内用户操作不当引起产品的损坏,可发回公司进 行维修,无需支付人工费用,用户只需支付相应的材料费用,公司会向客户提供详细的更换器件清单。 1 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved 1 Ren-DSPF2812核心板用户手册 10.技术支持 为客户提供完善的技术支持服务。无论是使用产品本身有疑问或是在开发 DSP 过程中遇到一些 问题,您都可以联系 技术工程师,我们将尽力为您答疑解惑,帮助您解决问题。如需更多帮助, 请关注下面的联系方式: 网址:http://www.dspab r.com 服务电话:+86-25-87702652 q q q 服务传真:+86-25-87702652 服务电邮:1779407984@qq.com 1 2 . Copyright 2010 © RenAll Technical CorP . All rights reserved

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