基于Matlab的TMS320LF2407程序快速设计
基于matlab的tms320lf2407程序快速设计
tms320lf2407是ti公司主推的一种高性能、低价格dsp处理器，其处理速度达到30 mips，片内处理集成ram、flash及定时器外，还集成了a/d转换器、pwm控制器及can总线控制器等模块，特别适合于电机、电源变换等实时要求高的控制系统。但是通常设计dsp程序的方法是，在dsp的集成开发环境ccs中用c语言设计，需要花费大量的时间用来编写和输入程序代码。在matlab中用图形化的方式设计dsp的程序，能够缩短产品的开发时间。
1 embedded target for t1 c2000 dsp介绍
目前，新版本的matlab软件(matlab7.o)已经集成了ti公司c2000、c5000、c6000系列dsp的开发工具包，可在matlab/simulink环境中用图形化的方式进行dsp的设计及仿真验证。并能将设计的图形文件(．mdl)直接转换成c语言程序。其中c2000系列的开发工具是embeddedtarget for ti c2000 dsp。该工具包
是ti公司与math—works公司共同开发的产品，在matlab/simulink中嵌入了expressdsp工具箱，支持c24x及c28x系列的dsp处理器。在c24x系列dsp工具箱中，包含dsp处理器中的模/数转换(adc)、can发送及接收、pwm控制等模块。用户可以在matlab中调用这些图形化的功能模块及simulik中的其他模块建立数字信号处理的模型，并可以对模型进行仿真验证，然后生成tms320c2000的c语言代码及ccs的工程项目文件，在ccs中经修改、编译后就可以下载到dsp目标板中运行。
2 adc转换及fir滤波处理程序的设计
以下是用embedded target for ti c2000工具包设计adc转换及fir滤波的步骤。
步骤1，在新建的simulink文件(.mdl)中，放入c2000 target preferences中的lf2407 ezdsp功能块，用于参数的初始化设置。对话框设置如图1所示。其中dsp定时器的时钟比例因子(timer clock prescaler)，可以选择i～128，则相应的定时器采样时间为：
点击看原图
式中timer period是dsp的最大时钟计数周期，lf2407是16位定点处理器，所以timer period数是216-1。图1中设定的timer clock prescaler数值是2，当lf2407的工作频率(cpu clock speed)为40mhz时，由上式计算出的定数器的采样时间是0.003 2 s。由于数据处理需要占用一定的运行时间，所以要通过试验选择适当的定时器采样时间。
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实现a/d转换的功能块是c24x adc，其参数设置如图2所示。a/d转换通道可以选择模块a、b中的任一个通道，也可以选择多个通道，a/d转换的采样时间设置为64/80 000。
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步骤2，设计fir滤波器。在simulink的信号处理工具箱(signal processing bloekset)中，将滤波器设计专用工具(fdatoo1)放入文件中，双击图符，弹出图3所示的滤波器设计对话框。
在图3中，选择滤波器类型为fir低通滤波器，采样频率为6khz，低通频率为1khz，截至频率为2 khz。先点击对话框中的design filter，然后再点击图3中实现模型(realize model)图标进入模型实现对话框，选择over-write generated“filter”block，则在设计框图中生成一个名称为“filter”的fir滤波器的功能框图，再将原先放入的fdatool图标删除，将filter连接到图中，完成的设计如图4所示。
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图4中添加的增益模块(gain)是为了实现数据类型的转换。由于adc转换输出的是16位整型数据，而滤波器的输入需要双精度浮点数据，因此gain的数据类型参数(signal datatypes)设为float(“double”)。gainl是将浮点数转换为整型数，因此数据类型参数设为uint(16)。图4中添加寄存器(c24x to memory)模块是为了使设计完整。在生成的c程序中，增益模块gainl的输出是rth-gainl，可被其他应用程序调用。
步骤3，将图形文件生成c程序。在图4中，运行simulation菜单下的configuration parameters项，弹出配置对话框，选择其中的real-time workshop项，点击build按钮，则将图4的框图转化为ti c2000dsp的c语言代码，并自动调用ccs2软件编译运行该程序。生成的c语言程序包括：中断向量文件vectors．asm、中断服务程序mw_c24xx_csl．c、adc转换控制testadc．c、主程序testadc_main．c等。
3 修改及完善程序
由matlab直接生成的程序能够实现adc转换及数字滤波功能，但是由于程序中使用了许多缺省设置，在运行过程中还存在一些问题。用上述方法生成的程序中，中断处理程序中只对定时器中断进行处理。当由于干扰信号引起其他中断时，会造成dsp停机，因此要在中断向量定义无效中断(_nothing)，并在中断响应程序中添加中断服务程序。修改后的程序中，斜体部分是修改的代码。修改程序如下：
中断向量文件vectors．asm：
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在adc转换处理程序中，每次adc转换结束后没有复位dsp的排序器指针。虽然程序中设定的是只进行一个通道的a/d转换，但结果却是16个通道的循环转换，造成数字滤波器的输人数据不正确，因此程序要作修改，在testadc_c中添加：
testadc_b.c24xadc=mmregs[result0]>>6；/*a/d转换结果右移6位*/
mmregs[arn2trl2]=mmregs[adctrl2]l0x4242；/*复位排序器指针并清除a/d中断标志*/
如果需要通过t/o端口输出结果，则可以在testadc_c中定义一个i/o(portl00)，然后将fir滤波后的数据rtb-gainl输出，程序如下：
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4 试验结果及结论
由上述方法设计的程序在tms3201lf2407a处理器上能正常运行。试验结果证明，采用fir滤波后，adc转换的抗干扰能力有了明显的提高。用matlab快速建立ti dsp模型及直接生成c语言程序的方法，简化了dsp软件的开发。在embedded target for ti c2000工具箱中还包含其他工具，如pwm控制、can总线控制及通用i/o控制等。利用这些工具与simulink中的其他工具相结合，能够完成复杂功能的dsp程序设计，并且只需进行少量的修改，就可以实现功能正确的c语言程序的设计，节省程序的编写及输入时间。
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