【TMS320F28335外设接口使用指南】：精通GPIO、ADC和PWM操作


参考资源链接：[TMS320F28335中文数据手册：DSP开发速查](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac00cce7214c316ea451?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. TMS320F28335微控制器概述

微控制器作为嵌入式系统的核心，在自动化和智能控制领域中扮演着至关重要的角色。TI（德州仪器）生产的TMS320F28335微控制器，以其高性能、高精度的特性，成为工业控制领域的首选。本章节旨在为读者提供TMS320F28335微控制器的基础知识概览，涵盖其核心特性、工作原理以及在现代控制系统中的应用。

## 1.1 TMS320F28335的核心特性

TMS320F28335基于高性能的32位浮点处理器，拥有高达150MHz的CPU频率和丰富的外设接口。它具备两个事件管理器模块（EV），提供了多个PWM输出，这对于电机控制和电源管理等应用来说至关重要。此外，F28335还集成了12位的模数转换器（ADC），能够在复杂的工业环境中提供精确的数据采集。这些特性使得F28335在实时数据处理和复杂算法的实现上拥有极大的优势。

## 1.2 TMS320F28335的典型应用场景

TMS320F28335广泛应用于各种工业控制领域，包括但不限于：

- 电机和电源控制
- 数字信号处理
- 过程控制
- 自动化测试设备

这些应用场景要求微控制器具备快速处理能力、高精度测量以及丰富的接口，TMS320F28335正好满足了这些需求。随着物联网和智能制造业的迅速发展，F28335的应用将越来越广泛。

在后续章节中，我们将深入探讨如何利用TMS320F28335的强大功能进行GPIO操作、ADC数据采集和PWM信号生成。这些操作是实现复杂控制逻辑的基础，对于任何希望深入学习F28335的读者来说都是不可或缺的知识。

# 2. TMS320F28335的GPIO操作基础

## 2.1 GPIO端口概述及配置
### 2.1.1 端口结构和引脚分配
TMS320F28335微控制器拥有多个GPIO（通用输入/输出）端口，每个端口都可支持多种模式，以适应不同应用需求。这些端口通常由8位组成，并被分组为GPIOA、GPIOB、...、GPIOE。每个端口的引脚既可以配置为数字输入或输出，也可以配置为特定的外设功能引脚。

每个端口的引脚在功能上可由两个寄存器进行控制：数据方向寄存器（例如GpioCtrlReg）和数据寄存器（例如GpioDataReg）。数据方向寄存器用于配置引脚是作为输入（1）还是输出（0）。数据寄存器用于实际的输入输出操作。

GPIO的引脚在物理上可以复用，意味着它们能被配置为不同的功能。例如，一个GPIO引脚可以用于ADC的输入，同时也可以作为PWM的输出。这样的设计提高了芯片的灵活性，但同时也要求开发者仔细规划和配置每个引脚的功能。

### 2.1.2 GPIO模式和配置步骤
GPIO端口的配置通常遵循以下步骤：

1. 初始化相关的GPIO模块。
2. 设置GPIO引脚的工作模式（数字I/O、外设功能等）。
3. 配置I/O行为（上拉、下拉、驱动强度等）。

在设置GPIO时，例如要将GPIO23作为数字输出，可以使用以下代码片段：

// 使能GPIO23的外设时钟
GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO23 = 0;  // 配置为GPIO功能
GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO23 = 1;    // 配置为输出模式

// 输出操作
GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO23 = 1;  // 写入0至GPIO23

在上面的示例中，首先通过设置GPAMUX2寄存器的GPIO23位来配置端口A的第23个引脚为GPIO功能。然后通过修改GPADIR寄存器的GPIO23位，将该引脚配置为输出模式。最后通过写入GPACLEAR寄存器的相应位，将GPIO23引脚输出低电平。

配置完成后，GPIO端口就可以根据其设置进行相应的输入输出操作。需要注意的是，配置步骤和代码实现可能因具体的应用场景而异，开发者应根据实际需求调整。

## 2.2 GPIO的输入输出操作
### 2.2.1 输入操作原理和示例代码
GPIO引脚作为输入时，微控制器可以读取连接到该引脚的外部信号状态（高电平或低电平）。输入操作通常需要确保引脚配置为输入模式，并对可能的信号抖动进行处理。

在TMS320F28335中，可以通过读取相应的数据寄存器来获取输入状态。例如，要读取GPIO12的输入状态，可以使用以下代码：

// 使能GPIO12的外设时钟
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO12 = 0;  // 配置为GPIO功能
GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO12 = 0;    // 配置为输入模式

// 读取GPIO12的输入状态
uint32_t inputStatus = GpioDataRegs.GPABIT12.bit.GPIO12;

### 2.2.2 输出操作原理和示例代码
当GPIO引脚配置为输出模式时，可以向其写入高电平或低电平来驱动外部电路。在输出操作中，开发者需要通过写入数据寄存器来控制输出信号。

以GPIO15为例，以下代码展示了如何配置GPIO15为输出并写入高电平：

// 使能GPIO15的外设时钟
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO15 = 0;  // 配置为GPIO功能
GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO15 = 1;    // 配置为输出模式

// 输出高电平至GPIO15
GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO15 = 1;

在这段代码中，通过设置GPAMUX1寄存器的GPIO15位来确保该引脚工作在GPIO模式。GPADIR寄存器的设置使得GPIO15为输出引脚。最后，通过向GPASET寄存器写入1，将GPIO15设置为高电平输出。

## 2.3 GPIO高级应用技巧
### 2.3.1 中断驱动的GPIO操作
为了响应外部事件，TMS320F28335支持中断驱动的GPIO操作。当中断事件发生时（如外部信号的上升沿或下降沿），CPU暂停当前任务，跳转到中断服务例程（ISR）执行特定任务。

为了实现这一功能，需要先配置GPIO的中断功能，并确保中断向量和ISR已经正确设置。以下是一个配置GPIO为中断输入的示例代码：

// 使能GPIO21的外设时钟，并配置为中断输入
GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO21 = 0;  // 配置为GPIO功能
GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO21 = 0;    // 禁用上拉/下拉电阻
GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO21 = 0;    // 配置为输入模式

// 配置中断边缘
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx4 = 1;     // 启用GPIO21中断
GpioIntRegs.GPAMUX2.bit.GPIO21 = 1;   // 将GPIO21设置为边沿触发模式

// 中断服务例程
__interrupt void my_gpio_isr(void) {
    // 处理GPIO21的中断事件
}

### 2.3.2 GPIO与外设接口的综合应用
GPIO端口可以与多种外设接口集成，如定时器、ADC、PWM等。在综合应用中，GPIO往往用于触发特定外设的操作。例如，可以使用外部中断来启动一个定时器，或用一个GPIO引脚的电平变化来控制PWM输出的开关。

通过这种方式，GPIO不再仅仅是一个简单的输入输出端口，而是成为了一个协调各种外设工作的重要接口。开发者需要仔细规划外设的时序和工作流程，以保证系统的可靠性和效率。

在设计系统时，可以创建一张表格来列出各个GPIO端口与外设接口之间的关系，以及它们所承担的具体功能。表格形式如下：

| GPIO端口 | 外设接口 | 功能描述 |
|----------|---------