DSP原理及应用实验指导书.pdf

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1、 DSP 原理及应用原理及应用 实验指导书实验指导书 梁超梁超 刘丽伟刘丽伟 长春工业大学计算机科学与工程学院长春工业大学计算机科学与工程学院 2008 年 6 月 目目 录录 实验一实验一 常用指令实验常用指令实验1 一、实验目的一、实验目的.1 二、实验设备二、实验设备.1 三、实验步骤与内容三、实验步骤与内容.1 四、程序框图四、程序框图.4 五、实验说明五、实验说明.5 实验二实验二 数据存储实验数据存储实验6 一、实验目的一、实验目的.6 二、实验设备二、实验设备.6 三、实验系统相关资源介绍三、实验系统相关资源介绍 .6 四、实验步骤与内容四、实验步骤与内容.7 五、程序框图五、程

2、序框图.10 六、实验说明六、实验说明.10 实验三实验三 CCS 环境下的环境下的 C 程序设计程序设计11 一、实验目的一、实验目的.11 二、实验设备二、实验设备.11 三、实验步骤与内容三、实验步骤与内容.11 四、程序框图四、程序框图.12 五、实验说明五、实验说明.12 实验四实验四 定时器实验定时器实验14 一、实验目的一、实验目的.14 二、实验设备二、实验设备.14 三、实验步骤和内容三、实验步骤和内容.14 四、实验说明四、实验说明.15 五、程序流程图五、程序流程图.15 实验五实验五 中断实验中断实验17 一、实验目的一、实验目的.17 二、实验设备二、实验设备.17

3、三、实验步骤和内容三、实验步骤和内容.17 四、程序框图四、程序框图.18 五、实验说明五、实验说明.18 1 实验一实验一 常用指令实验常用指令实验 一、实验目的一、实验目的 1、了解 DSP 开发系统的组成和结构； 2、熟悉 DSP 开发系统的连接； 3、熟悉 DSP 的开发界面； 4、熟悉 C54X 系列的寻址系统； 5、熟悉常用 C54X 系列指令的用法。 二、实验设备二、实验设备 计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。 三、实验步骤与内容三、实验步骤与内容 1、系统连接、系统连接 进行 DSP 实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如 下所示： 2、

4、上电复位、上电复位 在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接正常后，接通仿 真器电源或启动计算机，此时，仿真盒上的“红色小灯”应点亮，否则 DSP 开 发系统与计算机连接有问题。 3、运行、运行 CCS 程序程序 待计算机启动成功后，实验箱 220V 电源置“ON” ，实验箱上电，启动 CCS， 此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮，并且 CCS 正常启动，表明系统连接正常； 否则仿真器的连接、JTAG 接口或 CCS 相关设置存在问题，掉电，检查仿真器 的连接、JTAG 接口连接，或检查 CCS 相关设置是否正确。 注：如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系注

5、：如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系 统硬件并复位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，统硬件并复位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置， 具体仿真器和仿真软件具体仿真器和仿真软件 CCS 的应用方法参见第二章相关内容。的应用方法参见第二章相关内容。 成功运行程序后，首先应熟悉 CCS 的用户界面 学会 CCS 环境下程序编写、调试、编译、装载，学习如何使用观察窗口 2 等。 4、修改样例程序，尝试、修改样例程序，尝试 DSP 其他的指令。其他的指令。 注：实验系统连接及注：实验系统连接及 CCS 相关设置是以后所有实验的基础，在

6、以下实验中这相关设置是以后所有实验的基础，在以下实验中这 部分内容将不再复述。部分内容将不再复述。 5、样例程序实验操作说明、样例程序实验操作说明 启动 CCS 2.0，并加载“Exp- 01”目录下的“exp01.out” ； 3 加载完毕，单击“Run”运行程序； 4 实验结果：实验结果：可见 D8 灯以一定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则 D8 灯停止闪烁，如再单击“Run” ，则“D8”灯又开始闪烁； 关闭所有窗口，本实验完毕。 源程序查看：源程序查看： 用下拉菜单中Project/Open， 打开 “Exp- 01” 目录下的 “Exp01.pjt” ， 双击“Source

7、” ，双击“exp01.asm”可查看源程序。 四、程序框图四、程序框图 其中初始化包括 SP 及 PMST 寄存器值的设定 延时子程序为一嵌套循环 5 五、实验说明五、实验说明 XF 引脚是外部标志输出（软件可控信号） ，可用于在多处理器结构中相互通 信， 也可作通用输出脚。 CPU 板上的通用IO 接口XF 接口与LED 显示灯D8 已 连好，因此，装入样例程序，并全速运行程序，可以看到 D8 指示灯闪烁。 6 实验二实验二 数据存储实验数据存储实验 一、实验目的一、实验目的 1、掌握 TMS320C54 的程序空间的分配； 2、掌握 TMS320C54 的数据空间的分配； 3、熟悉操作

8、TMS320C54 数据空间的指令。 二、实验设备二、实验设备 计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。 三、实验系统相关资源介绍三、实验系统相关资源介绍 本实验指导书是以 TMS32OVC5402 为例，介绍相关的内部和外部存储器资 源。对于其他类型的 CPU 请参考查阅相关的数据手册。 下面给出 TMS32OVC5402 的存储器分配表： 7 VC5402 片内有 16K DARAM 和 4K ROM，数据空间、IO 空间最大扩展到 64K，程序空间最大扩展到 1M。片内的 16K DARAM 即可以映射到程序空间也 可以映射到数据空间，由 PMST 状态寄存器的 OVLY

9、 位控制；片内 4K ROM 即 可以映射到程序空间也可以映射到数据空间，由 PMST 状态寄存器的 DROM 位 控制；片内 ROM 包括自举加载程序、U 律压扩表、A 律压扩表、正弦函数查找 表、中断向量表，具体分配见图： 对于数据存储空间而言，映射表相对固定。值得注意的是内部寄存器都映射 到数据存储空间内。因此在编程应用是这些特定的空间不能作其他用途。对于程 序存储空间而言，其映射表和 CPU 的工作模式有关。当 MP/MC 引脚为高电平 时，CPU 工作在微处理器模式；当 MP/MC 引脚低电平时，CPU 工作在为计算 机模式。具体的存储器映射关系如上图所示。 存储器试验主要帮助用户了

10、解存储器的操作和 DSP 的内部双总线结构， 并熟 悉相关的指令代码和操作等。 四、实验步骤与内容四、实验步骤与内容 1、连接好 DSP 开发系统，运行 CCS 软件； 2、 在 CCS 的 Memory 窗口中查找 C5402 各个区段的数据存储器地址，在可 以改变的数据地址随意改变其中内容； 3、在 CCS 中装载实验示范程序，单步执行程序，观察程序中写入和读出的 数据存储地址的变化； 4、联系其他寻址方式的使用。 5、样例程序实验操作说明 启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开“Exp- 02”目录下的“exp02.pjt”工程文 件，双击“exp02.pjt”及“So

11、urce”可查看各源程序；并加载“exp02.out” ； 8 用“View”下拉菜单中的“Memory”查看内存单元； 输入要查看的内存单元地址，本实验查看 DATA 存储器空间地址 0x 9000 0xA000 值的数值变化，输入地址 0x9000H； 9 双击“exp02.asm” ，在如下图所示位置设置两个断点，单击“Run”运行程 序，也可以“单步”运行程序；也可以按 F12 动态执行程序；观察数据区变化； 关闭各窗口，本实验完毕。 10 五、程序框图五、程序框图 六、实验说明六、实验说明 0x90000xA000 是外部扩展 RAM 的数据空间，读 IO 8008H，使 U8 使能

12、， 映射到数据空间。 11 实验三实验三 CCS 环境下的环境下的 C 程序设计程序设计 一、实验目的一、实验目的 1、学习 C 语言的编程； 2、掌握在 CCS 环境下的 C 程序设计方法； 3、学会使用 C 和汇编语言混合编程； 4、熟悉用 C 语言开发 DSP 程序的流程。 二、实验设备二、实验设备 计算机，仿真器，实验箱。 三、实验步骤与内容三、实验步骤与内容 1、连接好 DSP 开发系统，实验箱上电，运行 CCS； 2、按流程图编写 C 程序，实现所要求的功能； 3、例程序实验操作说明 启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开“Exp- 03”目录下的“exp03.p

13、jt”工程文 件，双击“exp03.pjt”及“Source”可查看各源程序；并加载“exp03.out” ；单击 “Run”运行程序；可以观察到 D8 指示灯闪烁； 12 用 View / Graph / Time/Frequency 打开一个图形观察窗口；设置该观察图形 窗口变量及参数： 观察变量为 x， 长度为 500， 数值类型为 16 位有符号整型变量； 如下图所示，图中下半部分为观察图形窗口的设置，上半部分为观察的图形； 四、程序框图四、程序框图 五、实验说明五、实验说明 CCS 包含 C 编译器，支持标准 C 以及 C 和汇编混合编程。C 编译器包含三 13 个功能模块：语法分析

14、、代码优化和代码产生，如下图所示。其中，语法分析 （Parser）完成 C 语法检查和分析；代码优化（Optimizer）对程序进行优化，以 便提高效率；代码产生（Code Generator）将 C 程序转换成 C54x 的汇编源程序。 本实验通过一些对数组及数据指针的基本操作， 让实验者能够对使用 C 语言 在 CCS 环境下编程有一个一目了然的认识。并使用汇编语句,以体会两者综合运 用时的优越性。 14 实验四实验四 定时器实验定时器实验 一、实验目的一、实验目的 1、熟悉 C54x 的定时器； 2、掌握 C54x 定时器的控制方法； 3、学会使用定时器中断方式控制程序流程。 二、实验设

15、备二、实验设备 计算机，仿真器，实验箱。 三、实验步骤和内容三、实验步骤和内容 1、连接好 DSP 开发系统，实验箱上电； 2、按流程图编写程序； 3、样例程序实验操作说明 启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开“Exp- 04”目录下的“exp04.pjt”工程文 件，双击“exp04.pjt”及“Source”可查看各源程序；并加载“exp04.out” ；单击 “Run”运行程序，可以观察到 D8 指示灯闪烁； 单击“Halt”暂停程序运行，关闭各窗口，本实验完毕。 15 四、实验说明四、实验说明 C54x 的定时器是一个 20 位的减法计数器， 它可以用特定的状态位实

16、现停止、 重新启动、重设置或禁止，可以使用该定时器产生周期性的 CPU 中断。控制定 时器中断频率的两个寄存器是定时周期寄存器 PRD 和定时减法寄存器 TDDR。 在本系统中使用定时器 0。C54X 中断向量表入口地址默认为 FF80，可以通 过状态寄存器中 IPTR 指针进行重新定位，本程序中中断向量表入口地址为 0X3F80。中断向量表如下： VC5402 的中断向量表 五、程序流程图五、程序流程图 主程序： 16 中断程序： 17 实验五实验五 中断实验中断实验 一、实验目的一、实验目的 1掌握中断技术，学会外部中断的处理方法； 2掌握中断对于程序流程的控制，理解 DSP 的中断响应过

17、程，会分析中断 时序。 二、实验设备二、实验设备 计算机，仿真器，实验箱； 三、实验步骤和内容三、实验步骤和内容 1、复习有关中断的计算机知识； 2、编写中断程序，用低电平脉冲触发外部中断，每中断一次，D8 指示灯亮 灭变化一次，并由 IO 口控制 LED5LED12（口地址 0x800aH）变化一次； A实验前准备实验前准备 1）正确完成计算机、DSP 仿真器和实验箱的连接后，系统上电； 2）将单脉冲单元 J8 拨动开关，1 置“ON” ，2 置“OFF” 。 注：有关以上连接说明，可参见第一章中单脉冲单元跳线说明。注：有关以上连接说明，可参见第一章中单脉冲单元跳线说明。 B实验实验 启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开“Exp- 05”目录下的“exp05.pjt”工程文 件；双击“exp05.pjt”及“Source”可查看各源程序；并加载“exp05.out” ；单击 “Run”运行程序；按 S6 按键，每按一次，D8 指示灯亮灭变化一次； 18 单击“Halt” ，关闭各窗口，本实验完毕。 四、程序框图四、程序框图 主程序： 中断程序： 五、实验说明五、实验说明 C54X DSP 的中断为低电平沿触发。按 S6 键产生的低电平脉冲，输出给 VC5402 的 INT1 引脚，每按一次，产生一个低电平脉冲。