【DSP开发环境搭建】：TMS320F28335编程配置与高级中断处理


# 摘要
本论文详细介绍了基于TMS320F28335的DSP开发流程和高级中断处理技术。首先概述了DSP开发的基础知识和TMS320F28335的特点。随后，详细讲解了开发环境的搭建，包括硬件连接、软件环境配置和交叉编译工具链的配置。第三章深入探讨了TMS320F28335的编程基础，如编程语言选择、内存与寄存器操作以及调试和性能分析方法。在高级中断处理方面，介绍了中断系统的结构、编程实践和优化技巧。最后，通过一个实例项目演练了整个开发过程，从项目介绍到功能模块开发，再到系统集成与测试，全面展示了TMS320F28335在实际应用中的效果和性能。

# 关键字
DSP开发；TMS320F28335；环境搭建；编程基础；高级中断处理；项目实战演练

参考资源链接：[TMS320F28335 DSP控制器中文手册：高性能32位浮点运算](https://wenku.csdn.net/doc/6412b4d6be7fbd1778d40fe8?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. DSP开发概述与TMS320F28335简介

数字信号处理器（DSP）因其高速处理能力和专为数字信号处理优化的架构，在现代技术领域中扮演着至关重要的角色。德州仪器（Texas Instruments，简称TI）的TMS320F28335系列DSP芯片是一颗专为控制应用设计的高性能处理器，广泛应用于工业控制系统、电力电子、电机驱动等领域。它集成了许多用于实时控制功能的外设，如增强型脉宽调制器（ePWM）、模数转换器（ADC）等，为开发者提供了一套完整的控制解决方案。

本章将带领读者入门TMS320F28335 DSP芯片的基本概念和架构特点。通过理解DSP开发流程和TMS320F28335的基本介绍，我们将为后续的开发环境搭建和编程实践打下坚实的基础。

## 1.1 DSP开发简介

DSP开发是一项将算法转化为可以在硬件平台上运行的代码的过程，其核心目的是实现高速的数学计算与信号处理。DSP芯片，例如TMS320F28335，具备专用的指令集和硬件优化，专门用于执行复杂的数学运算。这使得它们在需要快速实时响应的应用中非常有用，例如在自动控制系统中，信号必须被快速、准确地处理，以便及时作出决策。

## 1.2 TMS320F28335特点

TMS320F28335是TI C2000系列中的一个成员，它的核心是一个32位的CPU，频率可达150MHz，能够执行单周期指令。它还包含了多种片上外设，如：

- ADC：具有多达16个模拟输入通道，支持高达12位的分辨率。
- ePWM：用于精确控制电机速度和位置。
- CAN通信模块：用于实时控制网络通信。

除了丰富的外设资源，TMS320F28335还支持浮点运算，这极大地简化了控制算法的编程工作。

## 1.3 TMS320F28335的应用领域

由于其高性能的处理能力以及丰富的外设支持，TMS320F28335被广泛应用于多个领域，包括：

- 工业自动化：如PLC控制器、变频器等。
- 电机控制：用于精确控制电机速度、位置和扭矩。
- 能源系统：如太阳能逆变器、电池管理系统。
- 测量设备：用于数据分析和数据采集。

通过了解TMS320F28335的应用领域，开发者可以更好地理解其硬件特性和软件编程需求，为后续开发工作奠定基础。

# 2. TMS320F28335开发环境搭建

### 2.1 硬件准备与连接
#### 2.1.1 需要准备的开发板和工具

在开始TMS320F28335开发环境搭建之前，开发者需要准备以下硬件和工具：

- **TMS320F28335开发板**：该开发板通常包含TMS320F28335 DSP芯片和基本外围电路，如电源电路、时钟电路、JTAG接口等。某些开发板还包含额外的接口，例如GPIO、ADC、DAC等，这可以方便开发者进行各种应用测试。

- **USB JTAG调试器**：用于与开发板上的JTAG接口连接，以便对DSP进行编程和调试。常用的调试器品牌包括Code Composer Studio（CCS）或第三方工具。

- **电源适配器**：为开发板提供稳定的电源。

- **连接线**：用于连接JTAG调试器和开发板的线材，通常包括20针的JTAG连接线。

- **PC计算机**：用于安装开发环境软件和运行IDE的计算机。建议使用性能较好的计算机，以提升开发和编译效率。

准备上述硬件和工具后，才能确保开发环境搭建过程的顺利进行。

#### 2.1.2 开发板的连接与配置

正确连接开发板和相关工具是开发环境搭建的重要步骤。以下是连接和配置开发板的一般步骤：

1. **电源连接**：将开发板的电源适配器连接到PC的电源插座，并确保与开发板的电源接口正确连接。通常开发板的电源接口是直流12V。

2. **JTAG连接**：使用JTAG线将USB JTAG调试器连接到开发板上的JTAG接口。

3. **测试连接**：打开开发板上的电源开关，然后通过JTAG调试器软件（如Code Composer Studio）检查与DSP的通信是否正常。初次连接时，可能需要安装或更新驱动程序。

完成这些基本步骤后，就可以确认开发板与PC之间的物理连接和电气通信是否正常。接下来，可以进行软件环境的配置。

### 2.2 软件环境配置
#### 2.2.1 安装Code Composer Studio

Code Composer Studio（CCS）是德州仪器（Texas Instruments，简称TI）提供的官方集成开发环境（IDE），是进行TMS320F28335开发的首选工具。以下是安装CCS的基本步骤：

1. **下载安装包**：从TI官方网站或授权合作伙伴网站下载与操作系统兼容的最新版CCS安装包。

2. **运行安装向导**：双击下载的安装包文件，遵循安装向导的指示进行安装。

3. **安装组件**：安装向导会提示用户选择要安装的组件，建议选择默认设置，以便安装所有必需的驱动程序和软件。

4. **完成安装**：安装向导完成所有步骤后，点击"完成"按钮，重启计算机以应用更改。

安装完成后，启动CCS并进行初步配置。

#### 2.2.2 配置TMS320F28335的SDK

SDK（Software Development Kit）是开发特定应用软件包，它提供了必要的工具和库文件，使得开发者能够开发特定平台的应用软件。配置TMS320F28335的SDK包括以下步骤：

1. **安装SDK**：在CCS安装过程中，选择安装TMS320F28335的SDK，或者在CCS启动后，通过"Help"菜单下的"Install New Software"选项进行安装。

2. **配置目标设备**：在CCS中，创建一个新的项目，并在配置目标设备时选择TMS320F28335作为目标微控制器。

3. **设置路径变量**：确保CCS能够找到SDK路径，这通常在CCS的首选项设置中配置。

4. **加载示例代码**：从SDK中加载示例项目进行测试，确保SDK安装正确且配置无误。

5. **编译与调试**：编译示例项目，若无错误，可以进行下一步的调试。

完成上述配置后，软件开发环境就基本搭建完成，可以进行程序的编写、编译和调试了。

### 2.3 配置交叉编译工具链
#### 2.3.1 了解交叉编译工具链的重要性

交叉编译工具链是一套在一种平台上编译代码，而生成在另一种平台上运行的二进制代码的工具集合。由于TMS320F28335 DSP无法直接在个人电脑上运行，因此必须使用交叉编译工具链在PC上编译生成适用于DSP的程序。交叉编译工具有以下重要性：

- **平台兼容性**：允许开发者使用常用PC平台进行DSP程序的开发。

- **性能优化**：能够针对特定的DSP平台优化程序性能，利用DSP的指令集优势。

- **资源利用**：可以利用PC的强大资源进行编译，加快编译过程，提升开发效率。

#### 2.3.2 安装和配置GNU工具链

GNU工具链是一个开源的交叉编译工具链集合，支持TMS320F28335 DSP的开发。以下是安装和配置GNU工具链的步骤：

1. **下载工具链**：从GNU官方网站或其他可信源下载适用于TMS320F28335的GNU工具链。

2. **解压缩安装**：将下载的工具链软件包解压缩到合适的目录。

3. **设置环境变量**：通过设置系统的环境变量，使得CCS和命令行都可识别交叉编译工具链。具体来说，需要设置`PATH`环