### 10. DSP数字信号处理器模块

#### 模块描述
DSP（数字信号处理器）是专为高速数值运算优化的处理器，TMS320F28335是TI公司的32位浮点DSP，主频150MHz。具有哈佛结构、硬件乘法器、专用指令集，特别擅长FFT、滤波、PID控制等算法。片上集成12位ADC、PWM、CAN等外设，广泛应用于电机控制、电源变换、信号处理等电赛题目，是高性能运算的理想选择。

#### 工作原理
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[外部电源] → [TPS54331降压] → [3.3V系统] → [LDO] → [1.8V核心]
                                  ↓
[30MHz晶振] → [PLL×5] → [150MHz CPU时钟] → [TMS320F28335]
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                                    [C28x CPU核心]
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                        ┌─────────────────────┴──────────────┐
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                  [浮点运算单元]  [硬件乘法器]  [DMA]   [事件管理器]
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                  [FFT/滤波]    [快速MAC]    [数据搬运]  [PWM×18]
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#### 技术指标
- **处理器**: C28x 32位浮点核心
- **主频**: 150MHz
- **性能**: 150 MIPS, 75 MFLOPS
- **Flash**: 256KB (L0-L3)
- **SRAM**: 34KB (L0-L3, M0-M1)
- **ADC**: 2×12位SAR ADC, 16通道, 12.5MSPS
- **PWM**: 18路ePWM (增强型PWM)
- **定时器**: 3个32位CPU定时器
- **通信**: 2×CAN, 3×SPI, 2×SCI, 1×I2C, 1×McBSP
- **GPIO**: 88个
- **工作电压**: 3.3V I/O, 1.8V核心
- **工作温度**: -40°C至105°C

#### 接口管脚定义
| 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 |
|------|------|------|------|
| 1-88 | GPIO0-GPIO87 | 通用I/O | 复用功能 |
| 40-41 | X1/X2 | 主晶振 | 30MHz |
| 44 | XRS | 复位 | 低电平复位 |
| 3-18 | ADCINA0-7 | ADC A通道 | 单端/差分 |
| 19-34 | ADCINB0-7 | ADC B通道 | 单端/差分 |
| 89-100 | PWM1-12 | ePWM输出 | 互补PWM |
| 25 | VDDIO | I/O电源 | 3.3V |
| 26 | VDD | 核心电源 | 1.8V |

#### 板上设置和信号指示
- **双电源**: 3.3V I/O + 1.8V核心独立供电
- **晶振**: 30MHz无源晶振
- **JTAG接口**: 14针标准JTAG调试接口
- **ADC参考**: 外部3.3V或内部参考
- **PWM输出**: 通过排针引出18路PWM
- **CAN接口**: 板载CAN收发器SN65HVD230
- **LED指示**: GPIO连接状态LED
- **按键**: 复位按键+用户按键

#### 电气指标
- **核心电压**: 1.8V±5%, 电流约300mA
- **I/O电压**: 3.3V±10%
- **GPIO电流**: 4-8mA驱动能力
- **ADC输入**: 0-3V (单端), ±1.5V (差分)
- **ADC精度**: 12位, ±2LSB
- **ADC速率**: 单通道12.5MSPS, 双通道25MSPS
- **PWM频率**: 最高75MHz/2=37.5MHz (分频后常用10-100kHz)
- **PWM分辨率**: 150MHz时钟源，最高150M计数

#### 使用说明
1. **开发环境**: Code Composer Studio (CCS)
2. **编程语言**: C/C++或汇编
3. **仿真器**: XDS100v2/XDS510 JTAG仿真器
4. **时钟配置**: 配置PLL将30MHz倍频至150MHz
5. **ADC配置**: 选择通道、触发源（定时器/ePWM）
6. **PWM配置**: 设置周期、占空比、死区、互补模式
7. **中断向量**: 配置PIE中断向量表
8. **优化编译**: 启用-O2/-O3优化，使用内联汇编

#### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题
- **2021年C题**: 三相AC-DC变换电路（三相PFC）
- **2019年A题**: 电动小车动态无线充电（电源控制）
- **2017年A题**: 微电网模拟系统（逆变器控制）
- **2015年A题**: 风力摆控制系统（电机FOC）
- **2013年A题**: 单相AC-DC变换电路（功率因数校正）
- **2011年A题**: 开关稳压电源（数字电源）
- **2009年A题**: 光伏并网发电模拟装置（MPPT+逆变）

#### 应用技术要点总结
1. **电机FOC控制**: 使用ePWM生成SVPWM，ADC同步采样电流
2. **数字电源**: ADC采样→PID运算→PWM输出闭环控制
3. **FFT算法**: 使用DSP库实现高速FFT运算
4. **定点/浮点**: F28335支持浮点，简化算法开发
5. **ADC触发**: ePWM触发ADC实现精确同步采样
6. **死区控制**: ePWM内置死区发生器，防止桥臂直通
7. **CAN通信**: 配置CAN总线实现多机通信
8. **DMA使用**: 使用DMA搬运ADC数据，减少CPU占用

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