TMS320F280049C 学习笔记4 Led_ex1_blinky 初始化函数及系统时钟

前言

承接上一篇学习笔记，这次开始实际运行例程。每学习一个新的DSP都是从点灯开始，这次也不例外。TI的官方帮助文档[1]可以在C:\ti\c2000\C2000Ware_2_01_00_00\device_support\f28004x\docs\F28004x_DEV_USER_GUIDE.pdf找到。里面为新人提供了step by step的入门指南以及所有例程的说明。TI提供了两套例程，其中寄存器编程的例程在C:\ti\c2000\C2000Ware_2_01_00_00\device_support\f28004x，库函数编程的例程在C:\ti\c2000\C2000Ware_2_01_00_00\driverlib\f28004x\examples。本次实验参考的例程是Led_ex1_blinky。未来学习其他型号的DSP也可以按此步骤开始。

关于条件编译

在文献[1]中有这样的描述
在CCS9.3中对应的设置为：
这个设置的目的是为了匹配不同的硬件。对于两款处理器28379D和280049C，TI分别发布了ControlCARD和LaunchPad，他们的晶振和引脚配置等各不相同。例程是针对ControlCARD开发的，如果想将其应用到LaunchPad上，自然需要更改引脚映射。具体的代码可以在devices.h中找到，部分截图如下：
需要说明的是，如果完全自己从零开始定义引脚，开发程序，并不需要理会这部分条件编译指令。

例程

这小节给出来自官方文件夹的Led闪烁实验的两份例程，第一份是库函数编程版本的，第二份是寄存器编程的。可以看出在初始化函数的调用部分有显著差别。
280049C LaunchPad的Led部分电路图如下：

库函数版：

#include "driverlib.h"
#include "device.h"

# define LOOP_COUNT 10

void main(void)
{
    // 初始化时钟和外设 Initialize device clock and peripherals
    Device_init();

    // 初始化GPIO并设置为推挽输出 Initialize GPIO and configure the GPIO pin as a push-pull output
    Device_initGPIO();
    GPIO_setPadConfig(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_PIN_TYPE_STD);  // Push-pull output or floating input
    GPIO_setDirectionMode(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_DIR_MODE_OUT);

    // 初始化PIE并清空PIE寄存器，关闭CPU中断
    // Initialize PIE and clear PIE registers. Disables CPU interrupts. 
    Interrupt_initModule();

    // 初始化PIE向量表
    // Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt
    // Service Routines (ISR).
    Interrupt_initVectorTable();

    // Enable Global Interrupt (INTM) and realtime interrupt (DBGM)
    EINT;
    ERTM;

    // Loop Forever
    for(;;)
    {
        // Turn on LED
        // 硬件电路设计是GPIO输出低电平时LED亮
        GPIO_writePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 0);

        // 延迟0.5s Delay for a bit.
        DEVICE_DELAY_US(500000);

        // Turn off LED
        GPIO_writePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 1);

        // Delay for a bit.
        DEVICE_DELAY_US(500000);
    }
}

寄存器版：

#include "F28x_Project.h"

#define DEVICE_GPIO_PIN_LED1    31


void main(void)
{
    // Initialize device clock and peripherals
    InitSysCtrl();

    // Initialize GPIO and configure the GPIO pin as a push-pull output
    InitGpio();
    GPIO_SetupPinMux(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_MUX_CPU1, 0);
    GPIO_SetupPinOptions(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_OUTPUT, GPIO_PUSHPULL);

    // Initialize PIE and clear PIE registers. Disables CPU interrupts. 
    DINT;
    InitPieCtrl();
    IER = 0x0000;
    IFR = 0x0000;

    // Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt
    // Service Routines (ISR).
    InitPieVectTable();

    // Enable Global Interrupt (INTM) and realtime interrupt (DBGM)
    EINT;
    ERTM;

    // Loop Forever
    for(;;)
    {
        // Turn on LED
        GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 0);

        // Delay for a bit.
        DELAY_US(500000);

        // Turn off LED
        GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 1);

        // Delay for a bit.
        DELAY_US(500000);
    }
}

初始化函数 InitSysCtrl()

讨论寄存器编程的文章比较多，这里参考[4]进行总结。
第二份代码主函数后第一条语句就是InitSysCtrl()，对芯片进行初始化，该函数的声明在f28004x_sysctrl.c中。

看门狗

芯片在上电或复位后会自动使能看门狗，所以初始化函数的第一句是将其关闭，具体代码如下：

void DisableDog(void)
{
    volatile Uint16 temp;
    EALLOW;

    //
    // Grab the clock config so we don't clobber it
    //
    temp = WdRegs.WDCR.all & 0x0007;
    WdRegs.WDCR.all = 0x0068 | temp;
    EDIS;
}

这个代码写的比过去的版本好很多，没有直接赋值，而是采用或的方式，避免了破坏其他时钟设置。
在[5]的3.1节有对EALLOW进行讨论。
在3.14.23.4节有对寄存器的每一位给出详细的解释

根据手册，关闭看门狗对应的二进制是0000 0000 0110 1000，也就是十六进制的0068

其他

剩下的部分就是初始化Flash。以目前的水平看这部分代码还比较困难，暂时跳过。
在这部分，280049C会涉及到一个叫DCC的名词，全称是Dual-Clock Comparator，主要是为了增强时钟信号的可靠性的，在[5]的第6章有论述。

系统时钟

[5]的3.7节对系统时钟做了较详细的介绍，如果阅读有困难可以先参考[7]的相关章节。

280049C的时钟需要从下列时钟源选择

• 主内置振荡器 INTOSC2 ，这是10MHz的内置的默认时钟，在系统上电时会自动调用。这个时钟也可以作为系统的主时钟，也即280049C可以不外接晶振。使用此时钟时GPIO18(X2)可以作为GPIO使用，但特性与其他GPIO稍有不同，使用时需注意。另外此时钟的精度不高，不能满足CAN通信的需求。
• 后备内置振荡器 INTOSC1。与主时钟特性相同，通常用于看门狗和时钟丢失检测。也可以配置为主时钟。
• 外部振荡器 XTAL。这个与传统的做法差不多，此时GPIO18是不能当做GPIO的，详见手册。

之后就是配置锁相环了，结构如图所示：

LaunchPad和ControlCARD的晶振是20MHz，默认100MHz主频的软件配置是：

    //
    // PLLSYSCLK = (XTAL_OSC) * (IMULT + FMULT) / (PLLSYSCLKDIV)
    // 100MHz=20MHz*（10+0）/2
    InitSysPll(XTAL_OSC,IMULT_10,FMULT_0,PLLCLK_BY_2);

280049C的锁相环配置十分自由。这里的时钟配置可以玩儿很多花样，比如把时钟超频到240MHz……
另外似乎没有高速时钟的概念了，仅保留了低速时钟。

参考文献

1. F28004x Firmware Development Package USER’S GUIDE
2. F28377D学习系列（一）
3. EINT DINT ERTM DRTM EALLOW EDIS ESTOP0的理解
4. TMS320F28069 学习--------InitSysCtrl();
5. TMS320F28004x Microcontrollers Technical Reference Manual
6. 2，TMS320F28069 学习--------GPIO输出 流水灯
7. 《手把手教你学DSP基于MS320F28335》