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tms320f28035中文手冊

來源：

2025-05-08

類別：基礎知識

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TMS320F28035 微控制器概述

TMS320F28035是德州儀器（TI）公司推出的一款基于C2000系列的高性能32位微控制器。它采用了專為實時控制和信號處理應用而設計的架構。TMS320F28035具有強大的運算能力和豐富的外設接口，廣泛應用于汽車、工業自動化、消費電子等領域。它提供高效的數字信號處理（DSP）功能，支持復雜算法的實時計算。TMS320F28035采用先進的高性能處理器、低功耗設計，并集成了多個硬件加速模塊，是嵌入式系統中的理想選擇。

TMS320F28035基于TI的C28x內核，這使得其在高速計算和高精度控制方面具有顯著優勢。該微控制器的工作頻率可以達到60 MHz，具備足夠的處理能力來滿足對實時性要求較高的應用需求。同時，它支持多種通信協議，包括I2C、SPI、CAN等，方便與其他設備進行數據交互。

主要特點和規格

TMS320F28035微控制器集成了多個硬件模塊，以下是其主要特點和規格：

處理器核心：基于C28x內核，支持32位指令集，具有強大的計算能力。
工作頻率：最大工作頻率為60 MHz，能夠處理高頻率的信號和算法。
內存：

128KB的閃存用于存儲程序代碼。
12KB的片上SRAM（靜態隨機存取內存），用于存儲數據和堆棧信息。

外設接口：

ADC：具有12位的模數轉換器，支持多通道輸入，適用于精確的模擬信號采集。
PWM：集成多個PWM輸出，可以實現精確的控制，廣泛應用于電機控制和電力電子領域。
CAN總線接口：支持高效的CAN通信，適用于分布式控制系統和汽車網絡。
UART/I2C/SPI接口：提供豐富的串行通信接口，方便與外部設備通信。

低功耗設計：具備多種低功耗模式，可以大大減少系統在待機狀態下的能耗。
高速計數器/定時器：支持高速定時器，適用于精確控制和時序管理。

架構和處理能力

TMS320F28035采用的C28x內核是TI專為實時控制和信號處理應用優化的高效內核。C28x內核使用的是Harvard架構，具有分離的指令和數據總線，能夠同時進行指令和數據的訪問，提高了整體的執行效率。

C28x內核支持多達16個硬件乘法器和加法器，能夠在每個時鐘周期內執行多個乘法和加法運算，顯著提升了數值計算能力。這使得TMS320F28035非常適合執行數字信號處理（DSP）算法、復雜的濾波運算、控制算法等。

此外，C28x內核支持雙指令流水線，進一步提高了指令執行速度。這對于要求高實時性的嵌入式控制系統至關重要，特別是在需要處理復雜控制任務的應用場景中。

內存和存儲結構

TMS320F28035配備了足夠的內存資源，以確保其在高性能控制任務中的高效運行。它的內存體系結構包括：

閃存：該微控制器配備了128KB的閃存，用于存儲應用程序代碼。閃存具有較快的讀取速度和高耐用性，適合長時間存儲應用程序。
SRAM：內置12KB的靜態隨機存取內存，用于存儲程序運行時的臨時數據。這種內存具有較低的延遲，適用于實時數據處理。
配置寄存器：TMS320F28035還具有多個配置寄存器，用于控制系統的各個部分，如時鐘配置、電源管理等。

外設和接口

TMS320F28035微控制器提供了多種外設接口，滿足現代嵌入式控制系統的需求。主要接口包括：

ADC（模數轉換器）：

具有12位分辨率，可以進行多通道采樣，支持高速采樣模式。
適用于精確的模擬信號采集，如傳感器信號轉換。

PWM（脈寬調制）：

多個PWM輸出可以用于精確的電機控制、燈光調節等應用。
支持多種波形生成方式，能夠調節輸出頻率和占空比。

CAN總線：

TMS320F28035支持CAN 2.0B協議，適用于汽車、工業自動化等領域的通信需求。
支持多節點通信，可以實現靈活的分布式控制。

串口通信（UART/I2C/SPI）：

提供多個串行通信接口，支持UART、I2C和SPI協議，能夠與其他設備進行高速數據交換。
SPI接口特別適合與外部存儲設備、傳感器等進行數據交互。

定時器和計數器：

多個高速定時器，支持各種定時操作，如PWM生成、事件計時等。
定時器具有高分辨率和高精度，適合精確的時間控制任務。

應用領域

TMS320F28035廣泛應用于以下領域：

工業自動化：

由于其強大的實時控制能力和豐富的外設接口，TMS320F28035在工業自動化中扮演著重要角色。它可以控制電機、傳感器、執行器等設備，實現高效的自動化生產。

電動機控制：

TMS320F28035的PWM輸出和高速定時器使其成為電動機控制的理想選擇。無論是直流電機、步進電機還是無刷直流電機（BLDC），該微控制器都可以提供精確的控制。

汽車電子：

TMS320F28035的CAN總線接口和高精度控制能力，使其在汽車電子系統中得到廣泛應用。它可用于電池管理系統、車載電動機控制、自動駕駛輔助系統等領域。

消費電子：

在一些低功耗、高效率的消費電子產品中，TMS320F28035的低功耗模式和高速信號處理能力，使其成為一種理想的選擇。例如，在智能家居設備、物聯網設備中，該微控制器能提供高效的運算和通信功能。

信號處理和通信：

由于其強大的數字信號處理能力，TMS320F28035在信號處理和通信領域也有廣泛應用。它可以進行濾波、頻率分析、調制解調等信號處理任務。

開發工具和支持

為了充分發揮TMS320F28035的性能，TI公司為其提供了豐富的開發工具和軟件支持。主要開發工具包括：

Code Composer Studio：

TI提供的集成開發環境（IDE），支持C28x系列微控制器的開發。它包括編譯器、調試工具和圖形化界面，幫助開發者快速實現嵌入式應用。

實時調試器和仿真工具：

TI提供多種調試工具，如XDS系列調試器，用于調試和優化程序性能。這些工具能夠幫助開發者快速定位問題，優化代碼。

TI-RTOS：

TI為TMS320F28035提供了實時操作系統支持，使得開發者能夠更輕松地管理多任務和實時應用。TI-RTOS提供了豐富的API，簡化了系統開發過程。

電源管理與復位控制

TMS320F28035的電源管理功能為系統提供了靈活的供電選項和高可靠性的復位控制機制。芯片的工作電壓為3.3V，核心邏輯部分內部采用1.9V電壓，并通過片內LDO（低壓差穩壓器）進行供電。LDO不僅提供穩定的核心電壓，還支持軟啟動特性，有效減少上電瞬間的電流沖擊。

為了保證系統的安全和穩定運行，TMS320F28035集成了以下電源相關特性：

BOR（Brown-Out Reset）功能：當電源電壓低于設定閾值時，系統自動復位，以防止在電壓不足時執行錯誤指令。
POR（Power-On Reset）功能：確保設備在加電后進入穩定狀態之前不會開始執行程序。
看門狗定時器：確保系統在發生異常時能及時復位，防止死循環等故障發生。
低功耗待機模式：在不需要高性能時，可進入待機或空閑狀態，降低系統能耗，特別適用于便攜式設備和功耗敏感應用。

時鐘系統與PLL配置

TMS320F28035的時鐘系統高度靈活，支持多種時鐘源和倍頻機制。片內包含一個內部振蕩器（INTOSC）和一個外部晶振接口，允許使用10 MHz至30 MHz的晶振進行外部時鐘輸入。

PLL（鎖相環）模塊：通過配置PLL，系統主頻可以從外部晶振倍頻至60 MHz或更高（某些工作模式下可達80 MHz）。這讓芯片能兼顧高速計算和低速節能的不同需求。
時鐘分頻器：可對主時鐘進行分頻，分別為CPU、外設、PWM模塊等子系統提供所需頻率。
系統時鐘監控機制：當時鐘異常或失步時，系統可進入安全模式或復位狀態。

這種時鐘架構不僅提供了高速性能，還允許根據應用場景動態調整時鐘頻率，實現功耗優化。

安全特性與故障管理

在工業與汽車等高安全等級的應用領域，TMS320F28035通過一系列硬件安全特性保障系統的穩定性與可靠性。

代碼保護機制：程序閃存可配置為只讀或禁止外部讀取，防止程序被反編譯或復制。
引導保護（Boot ROM）鎖定：防止非法代碼從Boot區域啟動，提高系統啟動過程的安全性。
外設鎖定功能：特定外設如Flash控制器和時鐘系統可被鎖定配置，以避免運行期間被非法修改。
Trap和非法操作檢測機制：系統自動檢測非法訪問、中斷異常、堆棧溢出等運行時錯誤，并能進入安全處理流程。

此外，TMS320F28035還支持**ECC（錯誤檢測與糾正）**機制，用于SRAM中數據的實時錯誤校正，極大提升了系統在電磁干擾（EMI）環境下的魯棒性。

封裝形式與引腳配置

TMS320F28035提供多種封裝類型，方便用戶根據實際應用選擇合適的型號。這些封裝形式主要包括：

LQFP-48封裝（低引腳數、適用于小型控制系統）
QFN封裝（更小尺寸、更高集成度）
HTSSOP封裝（適用于高溫工作環境）

無論是哪種封裝，TMS320F28035都提供靈活的引腳復用功能（GPIO MUX），幾乎每個I/O引腳都可以配置為不同的外設信號輸出。這種設計使得在硬件設計中可以根據引腳數量最優化排布功能，大幅減少PCB面積和設計復雜度。

與其他C2000系列芯片對比

TMS320F28035是C2000 Piccolo系列的中低端產品，針對的是中等復雜度的控制應用。與其他C2000系列如F28335、F28377D等相比，其主要區別如下：

特性對比	TMS320F28035	TMS320F28335	TMS320F28377D
核心頻率	60 MHz	150 MHz	200 MHz
內核類型	C28x	C28x	雙C28x+CLA
閃存容量	128 KB	512 KB	1 MB
ADC精度	12 位	12 位	16 位
PWM通道數	多通道	多通道	高達24通道
CAN接口	1個	2個	3個
封裝形式	小型封裝	中型封裝	高密度封裝
應用領域	入門級控制、BLDC、PFC	高端控制、電機驅動	多軸電機、復雜控制系統

可以看出，TMS320F28035雖然不如高端產品強大，但其價格適中、功能全面，是中小型控制系統開發的理想選擇，尤其適合成本敏感的產品設計。

模擬子系統與片上比較器

除了ADC之外，TMS320F28035還集成了模擬比較器（Comparator）模塊，可以直接對模擬信號進行電平判斷，從而實現硬件級的過壓、欠壓檢測等功能，無需CPU參與，提高響應速度。

內置比較器特性：

可配置參考電壓
可通過軟件調整滯回值
輸出可連接至PWM模塊，實現快速保護機制（如電流過載關斷）

這種模擬子系統擴展了MCU在功率控制、模擬采集領域的應用能力，也使其在無附加模擬電路的情況下完成更多復雜的功能。

控制算法支持與專用控制外設

TMS320F28035 作為專為數字控制系統設計的微控制器，在硬件結構和內核架構上都充分考慮了實時控制算法的高效執行要求。除了高性能的 C28x 內核外，芯片在外圍模塊配置上也對高級控制算法提供了強有力的支持，尤其適用于電機控制、數字電源控制、精密電壓/電流環等應用場景。

具體而言，該芯片支持以下控制算法的實現：

SVPWM（空間矢量脈寬調制）：TMS320F28035 的高分辨率PWM（HRPWM）和定時器模塊為空間矢量調制提供精確脈寬控制，是實現無感 BLDC 或 PMSM 電機精細控制的關鍵技術基礎。
FOC（磁場定向控制）：通過芯片內高速乘法器、MAC 指令（乘加運算）、高采樣速率 ADC 以及靈活的中斷調度機制，可以高效實現電機轉子磁場的實時跟蹤與矢量分解，尤其適用于高性能伺服系統。
PID 控制器實現：在軟件層面提供了基于 TMS320 數學庫（TI IQmathLib）的整數運算版本和浮點模擬函數，加快了控制回路收斂速度。
PFC（功率因數校正）算法：該芯片的PWM相位同步機制、快速ADC采樣及零交叉檢測機制，使得升壓型PFC電路控制算法可實現較高精度的輸入電壓電流同步。

值得注意的是，TI 提供的 Digital Motor Control（DMC）Library 和 PowerSUITE 軟件框架可直接移植至 TMS320F28035，有效降低控制系統開發難度，提高部署效率。

軟件開發平臺與中間件支持

為了讓開發者更高效地部署控制系統，TI 針對 TMS320F28035 提供了完整的軟件棧和中間件支持，包括但不限于 Code Composer Studio（CCS）開發環境、ControlSuite、C2000Ware 資源庫、以及各類驅動和中間件庫。

以下是主要的軟件支持框架：

CCS（Code Composer Studio）：官方IDE，支持高級調試、JTAG仿真器連接、硬件中斷監視、變量在線觀察等功能。集成了TI編譯器、優化器及性能分析工具，適用于全流程開發。
C2000Ware：取代舊版 controlSUITE 的新一代平臺軟件資源庫，包含數百個參考項目、驅動庫（如ADC、ePWM、SCI、I2C等）、外設初始化模板、中間件組件（如Flash API、Math庫）。
IQmath Library：用于加速定點運算的數學函數庫，使16/32位定點數學計算具備類浮點精度，同時保留硬件執行效率。
FreeRTOS 和 TI-RTOS 支持：雖然TMS320F28035資源有限，但仍可在中小型實時任務場景中運行輕量級 RTOS，用于事件調度與任務管理。
Flash API Library：專為在運行時對片上 Flash 進行安全擦寫而設計，提供數據保護機制，并支持多扇區控制。

這一整套軟件工具和中間件體系極大地提升了產品開發速度，減少了底層調試和驗證的負擔。

Flash寫入保護機制與安全存儲

TMS320F28035 內部配備128KB Flash ROM，具備高達10萬次的擦寫耐久和20年以上的數據保持能力。為保障程序數據的安全性和穩定性，芯片還支持多種 Flash 寫入保護機制：

代碼段鎖定機制：通過設置 Flash 密鑰（Flash Password）保護引導扇區與用戶代碼區，防止非授權程序讀取或重寫關鍵代碼。
執行-寫入互斥機制：避免在執行代碼的同時對 Flash 進行寫操作，確保代碼不被意外修改或破壞。
運行時寫入保護：可通過軟件方式設置某些扇區為只讀狀態，保護關鍵常量或數據結構不被運行時意外修改。
Flash ECC（錯誤檢測與糾正）校驗功能：在部分配置下支持對 Flash 存儲內容的單比特錯誤檢測與自動更正功能，有效增強抗干擾能力。

此外，TMS320F28035還支持從Flash啟動或RAM啟動模式，并提供專門的Flash API函數庫供用戶在運行中進行擦除和寫入操作，非常適合用于在線升級和數據日志應用。

調試與編程接口支持

TMS320F28035 提供多種調試和編程方式，適用于原型驗證、量產燒錄以及現場升級等不同階段的應用需求。

JTAG調試接口：標準的5線或4線JTAG接口兼容TI仿真器（如XDS100、XDS200、XDS510等），支持單步調試、斷點設置、在線變量修改等功能。
SCI Boot加載：支持通過串口（SCI）進行固件引導和燒錄，適合無JTAG環境的在位升級（In-system programming）。
USB–JTAG橋接器支持：可通過TI開發板或第三方USB橋接器使用USB接口實現高速編程與調試。
GPIO引導模式：通過配置特定GPIO引腳的電平組合可控制芯片進入不同的Boot模式，如RAM模式、Flash模式或SCI模式。
量產燒錄工具支持：TI 提供如UniFlash等批量燒錄工具，方便將固件燒錄至批量芯片，支持批處理與校驗機制。

這些接口的支持使得TMS320F28035能夠廣泛適用于開發、測試、生產線燒錄、售后升級等多種實際應用流程中，極大提升了整體開發效率。