TMS320F28034芯片引脚图与功能详解

一、芯片概述

TMS320F28034是德州仪器（TI）推出的C2000™系列数字信号控制器（DSC），专为实时控制和数字信号处理应用设计。该芯片基于32位C28x™ CPU内核，最高主频可达60MHz（部分型号如TMS320F28034PNT可达100MHz），集成了丰富的模拟和数字外设，包括12位ADC、增强型PWM（ePWM）、高分辨率捕捉（eCAP）、正交编码器脉冲（eQEP）、通信接口（SCI、SPI、I2C、CAN）等。其核心优势在于高集成度、低功耗和实时控制能力，广泛应用于工业电机驱动、光伏逆变器、数字电源、电动汽车等领域。

二、引脚图与封装类型

TMS320F28034提供多种封装选项，以满足不同应用场景的需求：

1. 56引脚RSH VQFN（无引线）：适用于空间受限的紧凑型设计，引脚间距小，适合高密度PCB布局。

2. 64引脚PAG TQFP（薄型四方扁平封装）：标准TQFP封装，引脚数量适中，兼顾功能扩展与PCB布局便利性。

3. 80引脚PN LQFP（低剖面四方扁平封装）：引脚数量最多，适合需要大量外设接口的复杂系统设计。

引脚功能分类

TMS320F28034的引脚功能可分为以下几类：

1. 电源与复位引脚：

• VCC/VDD：主电源输入，典型工作电压为3.3V（部分型号支持1.71V~1.995V）。

• VREGENZ：内部稳压器使能引脚，用于控制片上稳压器的开关。

• XRS：复位引脚，通过外部电阻上拉至VCC，电容接地实现低电平复位。

2. 时钟引脚：

• X1/X2：无源晶振输入/输出引脚，用于连接外部晶振（如10MHz、12MHz），也可通过XCLKIN引脚输入外部时钟信号。

• XCLKIN：外部时钟输入引脚，支持直接驱动内部PLL以生成系统时钟。

3. GPIO引脚：

• 输入模式下需确保信号电平不超过3.3V，且电平持续时间足够长以避免误判。

• 输出模式下需注意驱动能力，避免高负载导致信号失真。

• TMS320F28034提供多达45个可编程GPIO引脚，支持输入、输出、上拉/下拉配置，部分引脚复用为外设功能（如PWM、ADC、通信接口等）。

• GPIO配置注意事项：

4. ADC输入引脚：

• ADCINxx：12位ADC的模拟输入引脚，支持0V~3.3V电压范围，部分引脚可复用为比较器输入。

• VREFHI/VREFLO：ADC参考电压引脚，用于设置ADC的满量程范围。

5. PWM输出引脚：

• EPWMxA/EPWMxB：增强型PWM输出引脚，每组PWM包含A、B两个通道，支持双边沿控制（调频）。

• 死区模块（DB）：同一组PWMxA和PWMxB输出可通过寄存器配置死区时间，避免上下管直通。

6. 通信接口引脚：

• SCI（UART）：串行通信接口，支持异步收发，常用于调试或与外部设备通信。

• SPI：串行外设接口，支持高速数据传输，常用于连接EEPROM、ADC等外设。

• I2C：两线式串行总线，支持多主多从通信，适用于连接传感器或EEPROM。

• CAN：控制器局域网接口，支持高速工业通信，适用于汽车电子或工业自动化。

7. 故障保护引脚（TZ）：

• TZ1~TZ6：故障保护输入引脚，低电平有效，用于检测过流、过压等异常信号，并快速关闭PWM输出以保护系统。

8. JTAG调试引脚：

• TMS/TCK/TDI/TDO：JTAG调试接口引脚，用于程序烧写、在线仿真和调试。

三、引脚图详解（以64引脚TQFP封装为例）

以下是TMS320F28034PAGT（64引脚TQFP封装）的完整引脚图功能说明，涵盖引脚编号1至56的关键信息：

补充说明

1. GPIO复用功能

• 多数GPIO引脚支持PWM（EPWMx）、比较器输出（COMPxOUT）、SPI、SCI、CAN、ECAP、EQEP等外设功能。例如，GPIO0可配置为EPWM1A，GPIO1可配置为EPWM1B或COMP1OUT。

• 引脚23的GPIO3与引脚4的GPIO3功能独立，前者复用为SPICANRXA，后者复用为EPWM2B/SPISOMIA/COMP2OUT。

2. ADC输入通道

• ADCINB1至ADCINB7为模拟输入通道，支持0V至3.3V的电压输入。部分通道（如ADCINB1、ADCINB2、ADCINB4）可复用为比较器输入（COMPxB）或模拟输入输出（AIOx）。

• 注意ADCINB6与ADCINB4共享COMP3B/AIO14复用功能，需避免功能冲突。

3. 特殊功能引脚

• TEST（引脚27）：用于芯片测试，通常不连接至用户电路。

• VREGENZ（引脚53）：内部稳压器使能引脚，需接高电平（3.3V）以启用内部稳压器。

• VSS（引脚25）：接地引脚，需连接至系统地。

4. 应用建议

• 根据系统需求选择引脚功能，避免同一引脚同时启用多个复用功能。

• 对于高速信号（如PWM、CAN），需注意信号完整性和阻抗匹配。

• ADC输入通道需远离噪声源，并合理配置抗混叠滤波器。

示例配置

• 电机控制：使用GPIO0-GPIO11配置为PWM输出（EPWM1A-EPWM6B），驱动三相电机。

• 模拟信号采集：使用ADCINB1-ADCINB7采集电压、电流等模拟信号。

• 通信接口：使用GPIO29（SCITXDA）和GPIO28（SCIRXDASDATZ）配置为SCI接口，实现串行通信。

通过合理配置这些引脚，TMS320F28034PAGT可广泛应用于工业控制、电机驱动、数字电源等领域。

关键引脚说明

1. GPIO0~GPIO5：

• 默认功能为PWM输出（EPWM1A~EPWM3B），可通过寄存器配置为GPIO或其他外设功能。

2. ADCINB1~ADCINB7：

• 支持12位ADC采样，输入电压范围0V~3.3V，需注意避免超过参考电压VREFHI。

3. VREGENZ：

• 上电时需通过外部电路控制（如通过电阻上拉至VCC），以启用片上稳压器。

4. TZ1~TZ3：

• 故障保护输入引脚，低电平有效，需通过外部电路（如比较器）检测异常信号。

四、引脚配置与应用示例

1. GPIO配置示例

以下是一个基于TMS320F28034的GPIO配置示例，用于控制LED指示灯：

#include "F2803x_Device.h"  
#include "F2803x_Examples.h"  

void main(void) {
InitSysCtrl();  // 系统初始化  
DINT;           // 关闭全局中断  
InitPieCtrl();  // 初始化PIE控制器  
IER = 0x0000;   // 关闭所有CPU中断  
IFR = 0x0000;   // 清除所有CPU中断标志  

// 配置GPIO34为输出模式  
EALLOW;
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO34 = 0;  // 设置为GPIO功能  
GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO34 = 1;   // 设置为输出  
EDIS;

while(1) {
GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO34 = 1;  // LED亮  
DELAY_US(1000000);                   // 延时1秒  
GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO34 = 1; // LED灭  
DELAY_US(1000000);                   // 延时1秒  
}
}

2. PWM输出配置示例

以下是一个基于TMS320F28034的PWM输出配置示例，用于驱动电机：

#include "F2803x_Device.h"  
#include "F2803x_Examples.h"  

void main(void) {
InitSysCtrl();
DINT;
InitPieCtrl();
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;

// 配置EPWM1A为PWM输出  
EALLOW;
GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0 = 1;  // 设置为EPWM1A功能  
EDIS;

// 初始化EPWM1模块  
EPwm1Regs.TBPRD = 1000;              // 设置周期寄存器  
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 2;      // 增减计数模式  
EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 500;       // 设置比较值  
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = 1;         // 计数器等于CMPA时置高  
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = 2;         // 计数器等于周期时置低  

while(1) {
// 主循环  
}
}

3. ADC采样配置示例

以下是一个基于TMS320F28034的ADC采样配置示例，用于读取模拟电压：

#include "F2803x_Device.h"  
#include "F2803x_Examples.h"  

void main(void) {
InitSysCtrl();
DINT;
InitPieCtrl();
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;

// 配置ADCINB1为ADC输入  
EALLOW;
AdcRegs.ADCCTL1.bit.ADCBGPWD = 1;     // 启用ADC基准电源  
AdcRegs.ADCCTL1.bit.ADCPWDN = 1;      // 启用ADC  
DELAY_US(1000);                       // 延时等待ADC稳定  
EDIS;

while(1) {
AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.CHSEL = 1;  // 选择ADCINB1通道  
AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.TRIGSEL = 5; // 软件触发  
AdcRegs.ADCSOC0CTL.bit.ACQPS = 6;   // 设置采样窗口  
AdcRegs.ADCINTSOCSEL1.bit.SOC0 = 1; // 启用SOC0中断  

// 启动转换  
AdcRegs.ADCSOCFRC1.bit.SOC0 = 1;

// 等待转换完成  
while(AdcRegs.ADCINTFLG.bit.ADCINT1 == 0);
AdcRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT1 = 1;

// 读取结果  
Uint16 result = AdcRegs.ADCRESULT0;
}
}

五、引脚设计注意事项

1. 电源与接地：

• 确保VCC/VDD引脚去耦电容（如0.1μF陶瓷电容）靠近引脚放置，以减少电源噪声。

• 避免将数字地（DGND）与模拟地（AGND）混接，建议通过磁珠或电感隔离。

2. 信号完整性：

• 高速信号（如PWM、CAN）需注意阻抗匹配，避免反射和串扰。

• 敏感信号（如ADC输入）需远离噪声源（如开关电源），并增加屏蔽措施。

3. 复用功能冲突：

• 同一引脚可能复用为多种功能（如GPIO、PWM、ADC），需通过寄存器配置避免冲突。

• 例如，ADCINB1与COMP1B复用，需确保在某一时刻仅启用一种功能。

4. 上电时序：

• VREGENZ引脚需在上电时正确配置，以避免内部稳压器未启用导致芯片工作异常。

• 外部时钟信号需在上电后稳定一段时间，再通过PLL倍频生成系统时钟。

5. 故障保护：

• TZ引脚需通过外部电路（如比较器）检测异常信号，并快速关闭PWM输出。

• 建议在硬件设计中增加冗余保护机制（如熔断器、TVS二极管）。

六、总结

TMS320F28034是一款功能强大的数字信号控制器，其引脚设计兼顾了高集成度与灵活性。通过合理配置GPIO、PWM、ADC等外设引脚，可实现工业电机驱动、数字电源、电动汽车等多种应用。在实际设计中，需重点关注电源稳定性、信号完整性、复用功能冲突等问题，以确保系统可靠运行。未来，随着C2000™系列芯片的持续升级，TMS320F28034将在更多领域发挥重要作用。