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tms320f28035中文手册

来源：

2025-05-08

类别：基础知识

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TMS320F28035 微控制器概述

TMS320F28035是德州仪器（TI）公司推出的一款基于C2000系列的高性能32位微控制器。它采用了专为实时控制和信号处理应用而设计的架构。TMS320F28035具有强大的运算能力和丰富的外设接口，广泛应用于汽车、工业自动化、消费电子等领域。它提供高效的数字信号处理（DSP）功能，支持复杂算法的实时计算。TMS320F28035采用先进的高性能处理器、低功耗设计，并集成了多个硬件加速模块，是嵌入式系统中的理想选择。

TMS320F28035基于TI的C28x内核，这使得其在高速计算和高精度控制方面具有显著优势。该微控制器的工作频率可以达到60 MHz，具备足够的处理能力来满足对实时性要求较高的应用需求。同时，它支持多种通信协议，包括I2C、SPI、CAN等，方便与其他设备进行数据交互。

主要特点和规格

TMS320F28035微控制器集成了多个硬件模块，以下是其主要特点和规格：

处理器核心：基于C28x内核，支持32位指令集，具有强大的计算能力。
工作频率：最大工作频率为60 MHz，能够处理高频率的信号和算法。
内存：

128KB的闪存用于存储程序代码。
12KB的片上SRAM（静态随机存取内存），用于存储数据和堆栈信息。

外设接口：

ADC：具有12位的模数转换器，支持多通道输入，适用于精确的模拟信号采集。
PWM：集成多个PWM输出，可以实现精确的控制，广泛应用于电机控制和电力电子领域。
CAN总线接口：支持高效的CAN通信，适用于分布式控制系统和汽车网络。
UART/I2C/SPI接口：提供丰富的串行通信接口，方便与外部设备通信。

低功耗设计：具备多种低功耗模式，可以大大减少系统在待机状态下的能耗。
高速计数器/定时器：支持高速定时器，适用于精确控制和时序管理。

架构和处理能力

TMS320F28035采用的C28x内核是TI专为实时控制和信号处理应用优化的高效内核。C28x内核使用的是Harvard架构，具有分离的指令和数据总线，能够同时进行指令和数据的访问，提高了整体的执行效率。

C28x内核支持多达16个硬件乘法器和加法器，能够在每个时钟周期内执行多个乘法和加法运算，显著提升了数值计算能力。这使得TMS320F28035非常适合执行数字信号处理（DSP）算法、复杂的滤波运算、控制算法等。

此外，C28x内核支持双指令流水线，进一步提高了指令执行速度。这对于要求高实时性的嵌入式控制系统至关重要，特别是在需要处理复杂控制任务的应用场景中。

内存和存储结构

TMS320F28035配备了足够的内存资源，以确保其在高性能控制任务中的高效运行。它的内存体系结构包括：

闪存：该微控制器配备了128KB的闪存，用于存储应用程序代码。闪存具有较快的读取速度和高耐用性，适合长时间存储应用程序。
SRAM：内置12KB的静态随机存取内存，用于存储程序运行时的临时数据。这种内存具有较低的延迟，适用于实时数据处理。
配置寄存器：TMS320F28035还具有多个配置寄存器，用于控制系统的各个部分，如时钟配置、电源管理等。

外设和接口

TMS320F28035微控制器提供了多种外设接口，满足现代嵌入式控制系统的需求。主要接口包括：

ADC（模数转换器）：

具有12位分辨率，可以进行多通道采样，支持高速采样模式。
适用于精确的模拟信号采集，如传感器信号转换。

PWM（脉宽调制）：

多个PWM输出可以用于精确的电机控制、灯光调节等应用。
支持多种波形生成方式，能够调节输出频率和占空比。

CAN总线：

TMS320F28035支持CAN 2.0B协议，适用于汽车、工业自动化等领域的通信需求。
支持多节点通信，可以实现灵活的分布式控制。

串口通信（UART/I2C/SPI）：

提供多个串行通信接口，支持UART、I2C和SPI协议，能够与其他设备进行高速数据交换。
SPI接口特别适合与外部存储设备、传感器等进行数据交互。

定时器和计数器：

多个高速定时器，支持各种定时操作，如PWM生成、事件计时等。
定时器具有高分辨率和高精度，适合精确的时间控制任务。

应用领域

TMS320F28035广泛应用于以下领域：

工业自动化：

由于其强大的实时控制能力和丰富的外设接口，TMS320F28035在工业自动化中扮演着重要角色。它可以控制电机、传感器、执行器等设备，实现高效的自动化生产。

电动机控制：

TMS320F28035的PWM输出和高速定时器使其成为电动机控制的理想选择。无论是直流电机、步进电机还是无刷直流电机（BLDC），该微控制器都可以提供精确的控制。

汽车电子：

TMS320F28035的CAN总线接口和高精度控制能力，使其在汽车电子系统中得到广泛应用。它可用于电池管理系统、车载电动机控制、自动驾驶辅助系统等领域。

消费电子：

在一些低功耗、高效率的消费电子产品中，TMS320F28035的低功耗模式和高速信号处理能力，使其成为一种理想的选择。例如，在智能家居设备、物联网设备中，该微控制器能提供高效的运算和通信功能。

信号处理和通信：

由于其强大的数字信号处理能力，TMS320F28035在信号处理和通信领域也有广泛应用。它可以进行滤波、频率分析、调制解调等信号处理任务。

开发工具和支持

为了充分发挥TMS320F28035的性能，TI公司为其提供了丰富的开发工具和软件支持。主要开发工具包括：

Code Composer Studio：

TI提供的集成开发环境（IDE），支持C28x系列微控制器的开发。它包括编译器、调试工具和图形化界面，帮助开发者快速实现嵌入式应用。

实时调试器和仿真工具：

TI提供多种调试工具，如XDS系列调试器，用于调试和优化程序性能。这些工具能够帮助开发者快速定位问题，优化代码。

TI-RTOS：

TI为TMS320F28035提供了实时操作系统支持，使得开发者能够更轻松地管理多任务和实时应用。TI-RTOS提供了丰富的API，简化了系统开发过程。

电源管理与复位控制

TMS320F28035的电源管理功能为系统提供了灵活的供电选项和高可靠性的复位控制机制。芯片的工作电压为3.3V，核心逻辑部分内部采用1.9V电压，并通过片内LDO（低压差稳压器）进行供电。LDO不仅提供稳定的核心电压，还支持软启动特性，有效减少上电瞬间的电流冲击。

为了保证系统的安全和稳定运行，TMS320F28035集成了以下电源相关特性：

BOR（Brown-Out Reset）功能：当电源电压低于设定阈值时，系统自动复位，以防止在电压不足时执行错误指令。
POR（Power-On Reset）功能：确保设备在加电后进入稳定状态之前不会开始执行程序。
看门狗定时器：确保系统在发生异常时能及时复位，防止死循环等故障发生。
低功耗待机模式：在不需要高性能时，可进入待机或空闲状态，降低系统能耗，特别适用于便携式设备和功耗敏感应用。

时钟系统与PLL配置

TMS320F28035的时钟系统高度灵活，支持多种时钟源和倍频机制。片内包含一个内部振荡器（INTOSC）和一个外部晶振接口，允许使用10 MHz至30 MHz的晶振进行外部时钟输入。

PLL（锁相环）模块：通过配置PLL，系统主频可以从外部晶振倍频至60 MHz或更高（某些工作模式下可达80 MHz）。这让芯片能兼顾高速计算和低速节能的不同需求。
时钟分频器：可对主时钟进行分频，分别为CPU、外设、PWM模块等子系统提供所需频率。
系统时钟监控机制：当时钟异常或失步时，系统可进入安全模式或复位状态。

这种时钟架构不仅提供了高速性能，还允许根据应用场景动态调整时钟频率，实现功耗优化。

安全特性与故障管理

在工业与汽车等高安全等级的应用领域，TMS320F28035通过一系列硬件安全特性保障系统的稳定性与可靠性。

代码保护机制：程序闪存可配置为只读或禁止外部读取，防止程序被反编译或复制。
引导保护（Boot ROM）锁定：防止非法代码从Boot区域启动，提高系统启动过程的安全性。
外设锁定功能：特定外设如Flash控制器和时钟系统可被锁定配置，以避免运行期间被非法修改。
Trap和非法操作检测机制：系统自动检测非法访问、中断异常、堆栈溢出等运行时错误，并能进入安全处理流程。

此外，TMS320F28035还支持**ECC（错误检测与纠正）**机制，用于SRAM中数据的实时错误校正，极大提升了系统在电磁干扰（EMI）环境下的鲁棒性。

封装形式与引脚配置

TMS320F28035提供多种封装类型，方便用户根据实际应用选择合适的型号。这些封装形式主要包括：

LQFP-48封装（低引脚数、适用于小型控制系统）
QFN封装（更小尺寸、更高集成度）
HTSSOP封装（适用于高温工作环境）

无论是哪种封装，TMS320F28035都提供灵活的引脚复用功能（GPIO MUX），几乎每个I/O引脚都可以配置为不同的外设信号输出。这种设计使得在硬件设计中可以根据引脚数量最优化排布功能，大幅减少PCB面积和设计复杂度。

与其他C2000系列芯片对比

TMS320F28035是C2000 Piccolo系列的中低端产品，针对的是中等复杂度的控制应用。与其他C2000系列如F28335、F28377D等相比，其主要区别如下：

特性对比	TMS320F28035	TMS320F28335	TMS320F28377D
核心频率	60 MHz	150 MHz	200 MHz
内核类型	C28x	C28x	双C28x+CLA
闪存容量	128 KB	512 KB	1 MB
ADC精度	12 位	12 位	16 位
PWM通道数	多通道	多通道	高达24通道
CAN接口	1个	2个	3个
封装形式	小型封装	中型封装	高密度封装
应用领域	入门级控制、BLDC、PFC	高端控制、电机驱动	多轴电机、复杂控制系统

可以看出，TMS320F28035虽然不如高端产品强大，但其价格适中、功能全面，是中小型控制系统开发的理想选择，尤其适合成本敏感的产品设计。

模拟子系统与片上比较器

除了ADC之外，TMS320F28035还集成了模拟比较器（Comparator）模块，可以直接对模拟信号进行电平判断，从而实现硬件级的过压、欠压检测等功能，无需CPU参与，提高响应速度。

内置比较器特性：

可配置参考电压
可通过软件调整滞回值
输出可连接至PWM模块，实现快速保护机制（如电流过载关断）

这种模拟子系统扩展了MCU在功率控制、模拟采集领域的应用能力，也使其在无附加模拟电路的情况下完成更多复杂的功能。

控制算法支持与专用控制外设

TMS320F28035 作为专为数字控制系统设计的微控制器，在硬件结构和内核架构上都充分考虑了实时控制算法的高效执行要求。除了高性能的 C28x 内核外，芯片在外围模块配置上也对高级控制算法提供了强有力的支持，尤其适用于电机控制、数字电源控制、精密电压/电流环等应用场景。

具体而言，该芯片支持以下控制算法的实现：

SVPWM（空间矢量脉宽调制）：TMS320F28035 的高分辨率PWM（HRPWM）和定时器模块为空间矢量调制提供精确脉宽控制，是实现无感 BLDC 或 PMSM 电机精细控制的关键技术基础。
FOC（磁场定向控制）：通过芯片内高速乘法器、MAC 指令（乘加运算）、高采样速率 ADC 以及灵活的中断调度机制，可以高效实现电机转子磁场的实时跟踪与矢量分解，尤其适用于高性能伺服系统。
PID 控制器实现：在软件层面提供了基于 TMS320 数学库（TI IQmathLib）的整数运算版本和浮点模拟函数，加快了控制回路收敛速度。
PFC（功率因数校正）算法：该芯片的PWM相位同步机制、快速ADC采样及零交叉检测机制，使得升压型PFC电路控制算法可实现较高精度的输入电压电流同步。

值得注意的是，TI 提供的 Digital Motor Control（DMC）Library 和 PowerSUITE 软件框架可直接移植至 TMS320F28035，有效降低控制系统开发难度，提高部署效率。

软件开发平台与中间件支持

为了让开发者更高效地部署控制系统，TI 针对 TMS320F28035 提供了完整的软件栈和中间件支持，包括但不限于 Code Composer Studio（CCS）开发环境、ControlSuite、C2000Ware 资源库、以及各类驱动和中间件库。

以下是主要的软件支持框架：

CCS（Code Composer Studio）：官方IDE，支持高级调试、JTAG仿真器连接、硬件中断监视、变量在线观察等功能。集成了TI编译器、优化器及性能分析工具，适用于全流程开发。
C2000Ware：取代旧版 controlSUITE 的新一代平台软件资源库，包含数百个参考项目、驱动库（如ADC、ePWM、SCI、I2C等）、外设初始化模板、中间件组件（如Flash API、Math库）。
IQmath Library：用于加速定点运算的数学函数库，使16/32位定点数学计算具备类浮点精度，同时保留硬件执行效率。
FreeRTOS 和 TI-RTOS 支持：虽然TMS320F28035资源有限，但仍可在中小型实时任务场景中运行轻量级 RTOS，用于事件调度与任务管理。
Flash API Library：专为在运行时对片上 Flash 进行安全擦写而设计，提供数据保护机制，并支持多扇区控制。

这一整套软件工具和中间件体系极大地提升了产品开发速度，减少了底层调试和验证的负担。

Flash写入保护机制与安全存储

TMS320F28035 内部配备128KB Flash ROM，具备高达10万次的擦写耐久和20年以上的数据保持能力。为保障程序数据的安全性和稳定性，芯片还支持多种 Flash 写入保护机制：

代码段锁定机制：通过设置 Flash 密钥（Flash Password）保护引导扇区与用户代码区，防止非授权程序读取或重写关键代码。
执行-写入互斥机制：避免在执行代码的同时对 Flash 进行写操作，确保代码不被意外修改或破坏。
运行时写入保护：可通过软件方式设置某些扇区为只读状态，保护关键常量或数据结构不被运行时意外修改。
Flash ECC（错误检测与纠正）校验功能：在部分配置下支持对 Flash 存储内容的单比特错误检测与自动更正功能，有效增强抗干扰能力。

此外，TMS320F28035还支持从Flash启动或RAM启动模式，并提供专门的Flash API函数库供用户在运行中进行擦除和写入操作，非常适合用于在线升级和数据日志应用。

调试与编程接口支持

TMS320F28035 提供多种调试和编程方式，适用于原型验证、量产烧录以及现场升级等不同阶段的应用需求。

JTAG调试接口：标准的5线或4线JTAG接口兼容TI仿真器（如XDS100、XDS200、XDS510等），支持单步调试、断点设置、在线变量修改等功能。
SCI Boot加载：支持通过串口（SCI）进行固件引导和烧录，适合无JTAG环境的在位升级（In-system programming）。
USB–JTAG桥接器支持：可通过TI开发板或第三方USB桥接器使用USB接口实现高速编程与调试。
GPIO引导模式：通过配置特定GPIO引脚的电平组合可控制芯片进入不同的Boot模式，如RAM模式、Flash模式或SCI模式。
量产烧录工具支持：TI 提供如UniFlash等批量烧录工具，方便将固件烧录至批量芯片，支持批处理与校验机制。

这些接口的支持使得TMS320F28035能够广泛适用于开发、测试、生产线烧录、售后升级等多种实际应用流程中，极大提升了整体开发效率。