TMS320F206的结构特点和中断技术 - 全文

作者：周日贵;叶水生;胡景春;何玉珠

以信息高速公路为标志的信息化，已成为社会发展的大趋势，并在逐步成为现实。信息化是数字化为背景的，而数字信号处理技术则是数字化最重要的基本技术之一。在过去短短的十几年里，各种集成化的单片数字信号处理器（DSP）的性能得到了很大的改善，软件开发工具越来越多，也越来越好;而价格却大幅度下降，从而使得数字信号处理器件及技术更容易使用，价格也能够为广大用户接受。从市场上各种DSP产品来看，德州仪器公司产品占据半壁江山，特别是TMS320系列，本文讨论的TMS320F206就是这个系列中的定点数字信号处理芯片。

1 TMS320F206的结构特点

TI公司的TMS320F206芯片是采用静态CMOS集成电路工艺制造的。结构设计建立在TMS320C20X芯片的基础上，只需5V的低电压就可运行。它的先进的哈佛结构、片内外设、片上内存以及丰富的命令集使它的速度和可靠性大大提高。

TMS320F206的主要特点有：

（1）32K×16字的FLASH EEPROM大大降低了开发成本;

（2）采用了100线TQFP的封装技术;

（3）64K字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间，通过三条并行总线（PBA、DRAB、DWAB）独立操作。所以可以同时访问程序空间和数据空间，在一个指定机器周期内，可央算术逻辑单元可执行多达三次的并行存储器操作;

（4）片上4.5K的RAM使得芯片可以实现快速的DSP计算，并使大部分运算能够在一个指令周期内完成;

（5）丰富的指令集和灵活的寻址方式;

（6）有四条流水线操作和九级可断，并且大多数可断用户可以屏蔽，可以通过软件的方式灵活控制。［page］

2 TMS320F206的可断

在TMS320F206的程序空间可，可断向量占据了00～3fh的位置，并且中断的优先级也是固定的，所以在编程开发时先要编好一个中断向量表，对于没有用到的中断也应该编上，并让它返回到一个空位置，以免发生意外情况。TMS320F206的中断有许多特殊的地方，如HOLD和INT1共用一个中断向量，INT2与INT3也共用一个中断向量。如果在实际应用中用到的中断比较多时，那么控制中断就是一件比较难的事，此时就要对它的三个中断寄存器灵活运用。下面就来介绍这三个寄存器。

（1）16位的中断标志寄存器（IFR），地址为0006h，各位情况如图1所示。当有一个可并蔽中断到达CPU时，IFR的相应标志位就置1，这表明相应中断正在被挂起或正在等待响应。将1写入到相应的标志位，可清除相应的位并清除其中断请求。

在图1中，0表示一般情况下读的数为0，R表示读，W1C表示写1时把这位清为0。-0表示复位后这位为0。

（2）16位的中断屏蔽寄存器（IMR），地址为0004h，各位情况如图2所示。它用来屏蔽外部和内部硬件中断（NMI和RS除外）。当要屏蔽某硬件中断时，就把相应位清0当要开放某硬件中断时，就把相应位置1，并且它的每一位不受硬件复位的影响。

在图2中，0表示一般情况下读的数为0，R表示读，W表示写，-0表示复位后这位为0。2位是定时器中断，该位为1表示开放定时器中断。

（3）16位的中断控制寄存器（ICR），地址为0FFECh，各位情况如图3所示。主要用来控制HOLD/INT1和INT2/INT3。

在图3中，0位为0时表示屏蔽中断2（INT2），0位为1时表示开放中断2;1位为0时表示屏蔽中断3（INT3），1位为1时表示开放中断3;2、3位分别为INT2、INT3的标志位，当其为1时表示对应的中断有中断请求;4位1时表示单边沿触发模式，INT1引脚下降沿到来时，向CPU发出中断请求，用于INT1中断。4位为0时表示双边沿触发模式，这种模式适用于HOLD操作。

此外，TMS320F206还有两个不能由这三种寄存器来操作和控制的中断，即：

（1）RS（Reset），RS上一旦有请求，将中止程序的流程，使程序执行重新从程序存储器地址为0000h处开始执行。

（2）NMI，当NMI引脚激活时，程序将强行转移到中断向量在24h的位置，并且其它可屏蔽中断都将禁止。所以当NMI引脚不用时，通常应把它到高电平，发免发生意外情况。

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3 TMS320F206的中断实现

在应用实际中，让INT2引脚测交流电压频率和相位而交流电流相位则由INT3引脚来测量，并计算电压、电流间的相位差。在本实例中，中断信号均采用过零信号，定时器的中断向量为timer，INT2/INT3的中断向量为intp2（中断向量表略）。

主程序流程图中图4所示。

主程序如下：

start:nop

setc intm ;禁止所有中断

splk #0ffffh，ifr ;清中断标志

splk #2h，imr ;清中断标志

splk #2h，imr ;清INT2，INT3的屏蔽位

splk #1h，60h

out 60h，0ffech ;仅开INT2

splk #0h，61h

splk #0f9fh，62h ;设置定时器

out 61h，0fffah

out 62h，0fff9h

clrc intm ;开中断

wait:idle

b wait1 ;等待中断［page］

中断INT2/3服务程序（intp2）流程图如图5所示。

中断INT2/3服务程序（intp2）如下：

Intp2： setc intm ;进入INT2，INT3中断服务程序。

…… ;根据控制字判断是进入频率测试子程序还是进入相位测试子程序

bond intp23，tc

b intp 21

intp23： in 60h，0fffech ;读控制字ICR

bit 60h，13

sst #1h，62h

bit 62h，4 ;判断是INT2还是INT3

b intp31

intp22:splk #0002h，60h ;INT2服务程序

out 60h，0ffech ;开INT3中断

splk #0c29h，63h

out 63h，0fff8h ;启动定时器

splk #0002h，ifr ;清INT2/INT3的标志位

clrc intm ;开中断

ret

intp31:setc intm ;INT3服务程序

splk #0412h，64h

out 64h，0fff8h ;停止定时器

splk #0002h，ifr ;清INT2/INT3的标志位

clrc intm

ret

in 65h，0fffah ;读定时器的时间

…… ;计算相位

intp21:setc intm ;判断中断次数，第一次开

…… ;定时器，第二次关定时器

bchd stoptimerl，ntc

out 63h，0fff8h ;启动定时器

splk #0002h，ifr ;清除INT2/3标志

clrc intm ;开中断

ret

stoptimer1：splk #0412h，64h

out 64h，0fff8h ;关定时器

…… ;计算频率

b $ ;等待

定时器中断服务程序（timer）流程图如图6所示。

timer： lacl 73h ;定时器中断服务程序

…… ;据控制字判断是进入频率测试子程序还是进入相位测试子程序。

cmpr 0

bcnd timer2，tc

b timer1

timer1:lacl 69h ;频率定时器服务子程序

add #1h

sacl 69h

splk #4h，ifr ;清除定时器标志

clrc intm

ret

timer2:lacl 69h ;相位定时器服务子程序

add #1h

sacl 69h

splk #4h，ifr ;清定时器的标志位

clrc intm

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