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基于TMS320F2812的GPIO总线在多路多位开关中的应用


基于 TMS320F2812 的 GPIO 总线在多路多位开关中的应用 【摘要】本文介绍了使用 DSP 芯片 TMS320F2812 的 GPIO 总线,实现对多 路多位开关状态的监测, 并结合工程实际应用, 进行了硬件电路设计和软件编程。 该方法的使用大大节约了芯片的硬件资源,提高了 DSP 芯片的使用效率。 【关键词】TMS320F2812;GPIO 总线;I/O 引脚;矩阵连接;多路多位开 关 1.引言 对于复杂多路多位旋转或按键开关,传统上使用微控制器( MCU)的 I/O 引脚对开关状态进行监测,这种方法需要占用 MCU 大量的 I/O 引脚,浪费了 MCU 有限的硬件资源,同时也给软件编程带来了诸多不便。 TMS320F2812 是 TI 公司的一款用于工业控制和数据处理的高性能、低功耗、具有较高性价比的 DSP 芯片。与传统的 MCU 比较,TMS320F2812 具有更快的速度、更高的效率 和更强大的数据处理能力。它可在 150MHz 主频下工作,提供 56 个通用 GPIO 引脚。本文结合工程应用实际,使用矩阵电路连接形式,结合软件编程,实现了 TMS320F2812 的 GPIO 总线对多路多位开关的动态监测,减少了硬件资源的浪 费,降低了软件开销。 2.硬件电路设计 TMS320F2812 具有 6 组通用目的 GPIO 总线的数字量 I/O 引脚, 它们大部分 是多功能复用引脚,即这些 I/O 引脚既可以作为通用数字 I/O 口,也可以作为特 殊功能口(如 SCI、SPI、CAN 等) ,可以根据设计需要,通过 GPxMUX 寄存器 将各 I/O 引脚配置为数字 I/O 模式或者其他模式。 如果引脚工作在数字 I/O 模式, 还可以通过 GPxDIR 寄存器配置这些数字 I/O 引脚的方向, 即是是输入引脚还是 输出引脚。本文介绍对多路多位旋转开关的动态监测,需要将 GPIOB 总线的引 脚配置为数字 I/O 模式,引脚方向根据实际接线关系配置为输入 或输出。 TMS320F2812 采用低电压供电,所有 I/O 引脚电压为 3.3V,它的输入电平均为 TTL 电平,输出电平均为 3.3V 的 CMOS 电平,输入端不允许 5V 电压输入。所 以在电路设计时,数字 I/O 引脚的上拉电阻电压需要选择 3.3V。 一般开关硬件电路的搭建,需要根据监测的开关状态个数以及可利用的 I/O 引脚,确定其电路连接形式,如直接连接,还是矩阵连接方式。对于普通的单路 多位旋转开关,通常采取如图 1 所示的连接方式进行直接扫描监测。 图 1 直接连接 图 1 中用 GPIOB0~GPIOB9 监测旋转开关 S1 的 10 个状态位,此种连接方 式只需将所用到的 I/O 引脚配置为数字输入口,读取 I/O 引脚电平,开关选通的 那个状态位将接地为低电平,由此判断出开关的状态。该方式一个 I/O 引脚只能 判断开关的一种状态, 但当需要实现对多个旋转开关监测时,其效率将显得非常 低,可能出现 I/O 引脚不够用的情况。 为了提高 I/O 引脚的利用率,减少硬件资源浪费。实现对多路多位的旋转开 关监测,电路中可以将 I/O 引脚复用,并采取矩阵连接的方式。即用 N 条引脚构 成行线, M 条引脚构成列线, 行、 列的交叉便构成了 N× M 的矩阵, 能够监测 N× M 个状态位,其所需的 I/O 引脚仅为 N+M 个。基于以上分析,本文结合工程应用 实际,设计实现 6 路旋转开关共计 45 个(即:1 路 10 位,1 路 9 位,2 路

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