Введение.
Рассматриваются микроконтроллеры с ядром DSP TMS320F2801 TMS320F2802 TMS320F28015 TMS320F28016 TMS320F2806 TMS320F2808 TMS320F2809.
В данном курсе планирую ясным и простым языком, без лишней воды, объяснить, что это за микроконтроллеры, что в них особенного, с чего начать работу с ними, ну и выложить всю массу полезной информации, скопившейся у меня, которая будет полезна при их применении. Для прочтения материала потребуются некоторые начальные знания, если Вам их не хватает, то всё можно приобрести, читая Интернет. Обязательно ходите по приводимым ссылкам, набивать или копировать то, что буквально "валяется под ногами" - свободно лежит в Инете у меня просто нет времени. Совсем не обязательно, правда, иметь опыт применения других микроконтроллеров. Описывать я буду только то, что изучил и применяю сам, основной упор будет сделан на то, как быстро, недорого и просто в любительских условиях "вдохнуть жизнь" в эти процессоры и начать их эффективное использование. Материал находится в стадии разработки и дополнения. приведённые данные не претендуют на абсолютную точность, автор не несёт ответственности за последствия, вызванные применением материала. Перепечатка и размещение материалов в других местах - запрещена, копирование - бесполезно, поскольку материал будет постоянно дополняться и корректироваться.
1. Что это за микроконтроллеры и для чего они нужны.
В настоящее время имеется большая номенклатура микроконтроллеров. Основное назначение у них - управлять чем-либо. В основном все они имеют небольшую производительность, разраяность 8 бит, чего в большинстве случаев промышленного и бытового их применения - достаточно. Однако, иногда возникают задачи, требующие повышенной производительности и разрядности. Например, когда нужна высокая точность (например, управления моторами) или скорость обработки (например, какие то действия над оцифрованным звуком, изображениями, видео итд). Для этого применения на настоящий момент придумали два вида процессоров (кроме, разумеется, настольных ПК - поскольку их процессоры энергетически прожорливы, требуют сложного "обвеса" и не применимы в портативных и автономных устройствах).
Соответственно, это микроконтроллеры ARM и DSP - цифровой сигнальный процессор.
Почему именно процессоры от Texas Instruments? Когда передо мной возникла задача выбора процессора для цифровой обработки сигналов, были рассмотрены DSP практически всех производителей - Freescale, Analog Devices. Однако, Stas633, это его сайт, более опытный в области применения микроконтроллеров, подсказал процессоры серии tms320fxxxx. За что ему огромное спасибо.
Чем они лучше? Несомненными преимуществами DSP микроконтроллеров от Texas Instruments tms320f24xx, tms320f28xx являются наличие флеш-памяти, обеспечивающую автономность и простоту их применения, доступность в России, паябельный в любительских условиях корпус и низкая цена (от ~6$). Остальное - программные средства разработки с возможностью бесплатного использования, документация и средства разработки - такие же (хотя, скорее, лучше), как и у конкуррентов. При этом следует отметить что под процессоры Freescale придётся писать на ассемблере, что, по-моему сложнее. Так же Texas Instruments превосходит конкурентов по богатству линейки высокопроизводительных процессоров.
С сайта производителя можно получить всю необходимую документацию - она в открытом доступе, правда, несмотря на то что часть сайта русифицирована, вся техническая информация - на английском языке. И второе "но" - чтобы получить некоторую информацию, а так же семплы (бесплатные образцы продукции фирмы) нужно будет зарегистрироваться, указав e-mail, причём не @mail.ru а какой нибудь корпоративный. Особенно если хотите получать семплы, правда, в этом случае Вы должны быть предприятием (фирмой) и за них, скорее вего, придётся отчитываться.
Корпуса. Здесь хочется отметить один момент, - все микроконтроллеры серии, а именно TMS320F2801 TMS320F2802 TMS320F28015 TMS320F28016 TMS320F2806 TMS320F2808 TMS320F2809 имеют одинаковое расположение выводов, это значит, что например TMS320F2801 можно заменить на TMS320F2802 без каких - либо изменений схемы, лишь бы микроконтроллеры были в одинаковых корпусах. Различия между микроконтроллерами состоят в объёмах памяти, тактовых частотах и периферийных устройствах.
Частоты. Микроконтроллеры, в зависимости от типа, имеют максимальные рабочие частоты 60 и 100 мГц. Производителем рекомендуется работа микроконтроллеров на частотах от 2 МГц до максимальной. Микроконтроллеры имеют в своём составе узел опорного кварцевого генератора и блок умножения его частоты. Частота может умножаться на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10.
2. Самые первые шаги.
Итак, с чего начать?
Давайте первым делом на время забудем, что этот микроконтроллер- DSP и попробуем его хоть куда-то применить. Вспомнить об этом никогда не поздно.
Далее, нужно зайти на эту страницу, и скачать даташит на это семейство микроконтроллеров. В даташите содержатся ссылки на все описания встроенных блоков микроконтроллера, (пункт 5.2 стр. 88) примеры его программирования и всю остальную техническую информацию от производителя. Так что если нужно что - то найти, то начинать поиск нужно с даташита.
Микроконтроллеры состоят из вычислительного ядра, встроенной памяти, и устройств ввода - вывода.
Вычислительное ядро считывает данные и команды из памяти, выполняет команды, производит вычисления, записывает результаты вычислений и данные в память. На ядре останавливаться пока не буду - подробное изучений его возможностей понадобится тогда,когда нужно будет оптимизировать программный код, чтобы использовать потенциал процессора на полную. Сами Texas Instruments рекомендуют начинать изучение возможностей процессора с работы с периферийными устройствами, работа с ядром упрощается благодаря поддержке средствами разработки (Code Composer Studio IDE) простого и понятного языка Си, компилятор которого, специфичный именно для данного типа процессоров, входящий в состав Code Composer Studio и выбираемый при создании проекта, автоматически генерирует программный код с учётом всех особенностей данного семейства микроконтроллеров.
Продолжение следует...