摘要：Microchip公司推出的dsPIC30F系列單片機(jī)是一種集16位單片機(jī)控制特點(diǎn)和DSP功能于一身的新型芯片。文中介紹了dsPIC30F6010的基本特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)和指令特點(diǎn),分析了dsPIC30F6010在編程開發(fā)應(yīng)用上的技術(shù)特點(diǎn)，并給出了一段具體的編程示例。

     關(guān)鍵詞：DSP；dsPIC30F6010；PIC單片機(jī)

１ 前言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及集成電路規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)等各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诤诵男酒囊笤絹碓娇量�。因而，�?jì)算機(jī)芯片也朝著高速化、專業(yè)化、模塊化、功能化、低功耗、低電壓工作等方向不斷地發(fā)展、更新。

Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ＰＩＣ系列單片機(jī)以其內(nèi)置Ｆｌａｓｈ以及精簡指令集等技術(shù)特點(diǎn)成為中低檔８位單片機(jī)的主流產(chǎn)品，但是在一些復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用中，它仍存在一些缺陷和不足。為此，Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司新推出了ｄｓＰＩＣ３０Ｆ系列１６位單片機(jī)。它是一種具有單片機(jī)和ＤＳＰ綜合功能的１６位ＣＰＵ，不但保留了單片機(jī)的基本性能、豐富了外圍模塊，還兼具ＤＳＰ的高速運(yùn)算能力，是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳解決方案之一。由于集多種功能于單一芯片，從而大大節(jié)省了電路板空間。目前開發(fā)的ｄｓＰＩＣ３０Ｆ產(chǎn)品主要分為通用系列、電機(jī)控制和電源變換系列、傳感器系列等。其中ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０以其豐富的外圍模塊、Ｉ／Ｏ接口、可支持多種電機(jī)控制等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、開關(guān)電源控制等領(lǐng)域。該單片機(jī)在許多應(yīng)用中優(yōu)于３２位控制器。ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０的主要特點(diǎn)有：

●Ｆｌａｓｈ程序空間容量大，外圍部件豐富；

●強(qiáng)大的中斷能力，可靈活處理中斷；

●編程開發(fā)能力強(qiáng)大，可支持Ｃ編譯，并可方便地與ＰＩＣ系列單片機(jī)結(jié)合使用；

●強(qiáng)大的ＤＳＰ演算能力，與其它ＤＳＰ的指令集相比，ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０只有８４個(gè)基本指令且多為單周期指令，從而大大簡化了編程效率；

    ●內(nèi)嵌ＳＰＩ、ＵＡＲＴ、ＣＡＮ等多種通訊模塊，且具有適合于電機(jī)控制的８通道ＰＷＭ以及正交編碼接口器；

●內(nèi)含１０位高速Ａ／Ｄ和１６位深度結(jié)果緩沖區(qū)，有多種數(shù)據(jù)方式；可在睡眠方式下進(jìn)行轉(zhuǎn)換；同時(shí)具有多種時(shí)鐘模式；

●寬范圍工作電壓（２．５Ｖ～５．５Ｖ），大大優(yōu)于其它單片機(jī)的５Ｖ工作電壓和ＤＳＰ的３．３Ｖ工作電壓。

２ ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

２．１ ＣＰＵ結(jié)構(gòu)

ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０采用改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)，ＣＰＵ核具有２４位寬指令字。ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示。它的ＰＣ指針為２３位寬（最低位恒為“０”），可尋址４Ｍ×２４位程序存儲器空間。除了跳轉(zhuǎn)、表格等指令外，所有的指令均在一個(gè)周期內(nèi)完成。指令采用流水線操作方式，分為ＭＣＵ和ＭＡＣ等級指令，適合Ｃ編譯。ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０擁有１６個(gè)１６位工作寄存器（Ｗ０～Ｗ１５），可作為數(shù)據(jù)、地址或地址偏移量寄存器，其中Ｗ１５還可作為ＣＡＬＬ指令或中斷的軟件堆棧指針。ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０共有５４個(gè)中斷源和８個(gè)不可屏蔽陷阱，每個(gè)中斷源有７個(gè)中斷優(yōu)先級，可通過狀態(tài)寄存器進(jìn)行軟件編寫，故可靈活控制中斷，中斷控制器可支持５個(gè)外部中斷（ＩＮＴ０～ＩＮＴ４）請求。

ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０與ＰＩＣ單片機(jī)最大的區(qū)別在于其內(nèi)嵌一個(gè)ＤＳＰ高速引擎，從而提高了ＣＰＵ核的運(yùn)算能力。ＤＳＰ引擎包括一個(gè)１７×１７乘法器、一個(gè)４０位ＡＧＵ、兩個(gè)４０位飽和累加器、一個(gè)４０位雙向桶形移位器。ＤＳＰ引擎的引入可以方便單片機(jī)快速、高效地進(jìn)行一些數(shù)據(jù)處理，以提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

２．２ 數(shù)據(jù)ＲＡＭ結(jié)構(gòu)

ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１０的數(shù)據(jù)存儲器為１６位寬，共３２Ｋ字。圖２是整個(gè)數(shù)據(jù)存儲器映射圖，其中特殊功能寄存器共２ｋＢ，地址為０ｘ００００～０ｘ０７ＦＦ，主要包括ＣＰＵ和外圍設(shè)備的控制或狀態(tài)寄存器。ＲＡＭ地址從０ｘ８０００