DSP实验教案.pdf
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1、课 程 教 案课程名称:任课教师:所属系部:教学班级:教学时间:DSP 技术实验成利香电气与信息工程学院电子 1103,通信 110120132014 学年第2学期湖 南 工 学 院课程基本信息课程基本信息总计:16学时学分讲课:学时实验:16学时类别必修课()选修课()理论课()实验课()上机:学时课程设计:周任课职称成利香讲师教师授课专业班级:电子 1103,通信 1101 共 2 个班对象“DSP 技术实验”是电子信息专业本科生的一门必修的实验课,通过本课程的学习,让学生深入了解tms320vc54X 组成、工作原理及应用技术。实验平台选用tms320vc5416 做为主处理器,介绍了
2、DSP 的通用开发环境 CCS5000,让学生通过调试简单的示例程序来学习DSP 的开发,并通过外围的 I/O 扩展以及定时器和中断系统让学生对硬件做一些基本的了解。要求学生在学完本课程以后,具有阅读各类 DSP 技术资料的自学能力和进行DSP课应用系统设计的开发能力,并为其它后续课程奠定数字信号处理基础。程1.实验一:熟悉 CCS 开发环境。掌握 CCS 5000 的安装、设置以及启动。掌握打开、创建和管理一个工程;掌握工程的编辑、装载和编辑环境的设置;了解工程文件系简统的组成。2.实验五:DSP 时钟和定时器。掌握 54X 系列 DSP 内部时钟和定时器的工作原介理和应用。(不中断系统掌握
3、 54X 系列 DSP 中断系统的工作原理和应用。超过10004.发光二极管实验 了解 I/O 访问方式。熟练掌握 DSP 的各种指令。编写调试发字)光二管流水灯程序。5.液晶显示实验进一步掌握 I/O 读写方式。掌握DSP 控制图形 LCD显示方法6.直流电机控制实验要求学生掌握采用DSP 的 PWM 输出;进一步熟悉 DSP的特征引脚功能;掌握 DSP 对直流电机的控制原理;7.快速傅立叶变换实验。掌握计算 FFT 的计算机实现方法.分析时域离散信号、系统和系统响应8.FIIR 滤波器实验掌握 FIR 滤波器的基本原理和实现方法熟悉 DSP 编程技巧学生在完成每个实验项目后,要求认真撰写包
4、括实验名称、目的要求、设计步骤、课程名称DSPDSP 技术实验技术实验课程代码实验电路、实验结果及实验结果分析、总结与讨论等内容的实验报告,并鼓励学生在报告中发表自己的独到见解和所做的实验创新。教师将根据学生实验过程中的综合表现和对实验报告的批阅情况,对学生的实验成绩进行认真评定。该课程以考查方式对学生的实验成绩进行考核。基本教材和主要参考资料教材:教材:TMS320C54XDSP 原理及应用(第二版)乔瑞萍等编著参考书参考书1电子工业出版社赵红怡 编著2003 年 6 月第一版2TMS320C54x DSP应用程序设计与开发刘益成 编著北京航空航天大学出版社2002 年 5 月出湖南工学院教
5、案用纸湖南工学院教案用纸p p一一 基础实验:基础实验:CCSCCS 的使用与简单应用程序的调试的使用与简单应用程序的调试实验目的实验目的1.熟悉 CCS 集成开发环境,掌握工程的生成方法;2.熟悉 SEED-DEC5416 实验环境;3.掌握 CCS 集成开发环境的调试方法;实验内容实验内容1.DSP 源文件的建立;2.DSP 程序工程文件的建立;3.学习使用 CCS 集成开发工具的调试工具;实验知识背景实验知识背景CCS 简介提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具,它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试,它能够加速开发进程,提高工作效率。CCS 提供了基本的代码生成工具,它们具有
6、一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段。CCS 简介提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具,它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试,它能够加速开发进程,提高工作效率。CCS 提供了基本的代码生成工具,它们具有一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段。湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p窗口介绍CCS 常用文件介绍使用 CCS 时,经常遇见下述扩展名文件:1.:CCS 使用的工程文件2.:C 程序源文件3.:汇编程序源文件4.:C 程序的头文件,包含 DSP/BIOS API模块的头文件5.:库文件6.:连接命令文件7.:由源文件
7、编译或汇编而得的目标文件8.:(经完整的编译、汇编以及连接的)可执行文件9.:存储环境设置信息的工作区文件保存配置文件时将产生下列文件:1.:连接器命令文件2.:汇编头文件3.:汇编源文件湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p pCCS 常用指令简介1设置断点。将光标放置在需要设置断点的程序行前,选择 DebugBreakpoints,即完成可一个断点的设置。2CCS 提供 3 种方法复位目标板1)Reset DSP:Debug Reset D,初始化所有的寄存器内容并暂停运行中的程序。使用此命令后,要重新装载.out 文 件后,在执行程序。2)Restart:Debug Restart,将
8、PC 值恢复到当前载入程序的入口地址。3)Go main:Debug Go main,将程序运行到主程序的入口处暂停。3CCS 提供 4 种执行操作1)执行执行:Debug Run,程序运行直到遇到断点为止。2)暂停执行:Debug Halt,程序停止运行。3)动画执行:Debug Animate,用户反复运行程序,直到遇到断点为止。4)自由执行:Debug Run Free,禁止所有断点运行程序。4CCS 提供 4 种单步执行操作1)单步进入:Debug step into,快捷键 F8,当调试语句不是基本的汇编指令时,此操作进入语句内部。2)单步执行:Debug step Over,此命令
9、将函数或子函数当作一条语句执行,不进入内部调试。3)单步跳出:Debug step Out,此命令作用为从子程序中跳出4)执行到光标处:Debug Run to Cursor,快捷键 crtl+F10,此命令作用为将程序运行到光标处。5内存、寄存器与变量的操作1)查看变量使用 view Watch Window 命令2)查看寄存器使用 view Registers CPU Registers 命令3)查看内存使用 view memory 命令湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p6Graph 的设置即图形显示1)选择 View Graph Time/Frequency。2)在弹出的 Gra
10、ph Property Dialog 对话窗中,将 Graph Title,StartAddress,Acquisition Buffer Size,Display Data Size,DSP Data Type等的属性可改变为如下图所示(也可根据具体需要设置属性)。向下滚动右侧的滚动条或调整 dialog框的大小可看到所有的属性。实验步骤实验步骤1).将 DSP 仿真器与计算机连接好;2).将 DSP 仿真器的 JTAG 插头与 SEED-DEC5416 单元的 J1 相连接;3).启动计算机,当计算机启动后,打开SEED-DTK_DBD 的电源。观察SEED-DTK-IO1 单元的5V,1
11、5V,15V 的电源指示灯,SEED_DEC5416 的D2 以及 SEED-DSK2812 的 D2 是否均亮;若有不亮的,请断开电源,检查电源。4).双击图标进入 CCS 环境。下面按照原文件、工程文件以及编译条件的设置来分别介绍一下 CCS 的使用。创建源文件1)打开 CCS 选择 File New Source File 命令2)编写源代码并保存3)保存源程序名为,选择 File Save4)创建其他源程序(如.cmd)可重复上述步骤。创建工程文件1.打开 CCS,点击 Project-New,创建一个新工程,其中工程名及路径可任意指定2.弹出如下对话框:3.在 Project 中填入
12、工程名,Location 中输入工程路径;其余按照默认选项,点击完成即可完成工程创建。4 点击 Project 选择 add files to project,添加工程所需文件。湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p5.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c 点击打开,即可添加源程序 添加到工程中。6.同样的方法可以添加文件、到工程中;在下面窗口中可以看到、文件已经加到工程文件中。7.以下操作可使您对工程中的文件进行打开、删除、查看属性等操作设置编译与连接选项1 点击 Project 选择 Build Opitions2 在弹出的对话框中设置相应的编译参数,一般情况下,按默认值就可以;3
13、 在弹出的对话框中选择连接的参数设置,设置输出文件名,堆栈的大小以及初始化的方式。工程编译与调试1 点击 ProjectBuildall,对工程进行编译,如正确则生成out 文件;若是修改程序,可以使用 Project Build 命令,进行编译连接,它只对修改部分做编译连接工作。可节省编译与连接的时间。编译通过,生成.out 文件。2 点击 Fileloadprogram,在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。3 装载完毕4点击 debug Go Main 回到 C 程序的入口5 打开 File Workspace Save Workspace 保存调试环境,以便
14、下次调试时不需要重新进行设置。只要 File Workspace LoadWorkspace 即可恢复当前设置完成简单应用程序的调试记录实验结果完成实验报告:湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p二二.发光二极管显示实验发光二极管显示实验实验目的实验目的1.熟悉 SZ-D SPF 开发教学平台的使用;2.掌握 D SP 对 I/O I I 的访问方式;3.熟悉 C 语言程序设。实验设备实验设备计算机;DsP 硬件仿真器;S Z-D SPF 开发教学平台。实验硬件设置实验硬件设置在做实验之前,需要接通该实验所需的硬件电路,本实验为:先将实验箱上的电源开关“MS2,MS3 和MS4”按下,再将
15、机箱右侧的船型开关往 I”方向打开电源;SZ-5416 主控模块上的 J7,J9,J4,J16 短接;在“设置模块”中将“A和C”设置为“1。然后开始做实验,注意在做 D SP 实验时一开始按了 SZ-5416 主控模块上的 K1 硬件复位后,程序运行中不要再按复位键,以免实验由于D SP 复位而失败。实验原理实验原理DSP 处理器 TMS320VC5416 的 64K 字 I/O 空间必须通过外加缓冲或锁存电路,配合外部 I/O 读写控制时一序构成片外外设的控制电路。所以木实验中采用 CPLD(CEPM7128)和锁存器(在 XC95216 中已设计好)给 D SP 扩展了一个 I/O 口,
16、来完成 D SP 对 I/O 口的访问。本实验程序主要是实现将数据往一个I/O 端口送,从而显示一种状态,来验证D SP 对I/O 口的访问,实验中是由 DSP 直接编程,往发光二极管的 I/O 口端地址 C002h 送数,通过观察发光二极管的变化,来验证其正确性。硬件原理图请参考“SZ-LK 板”的说明,逻辑关系请参考第二章逻辑分析5416 部分,数据流程请参考第五章中的发光二极管。湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p程序设计及步骤:程序设计及步骤:1.程序设计流图如下:2.完成源程序和连接命令文件的编写3.编译连接生成可执行文件4.下载并记录实验结果实验思考实验思考1、如何设置 DP
17、,SP值,以及 DP,SP在程序中所起的作用是什么2、如何理解、设置 I/O 等待寄存器湖南工学院教案用纸湖南工学院教案用纸p p三三.设计实验设计实验 按键中断显示实验按键中断显示实验实验目的实验目的1了解 D SP 外部中断的使用,中断服务程序的设计方法;2掌握 DSP 中断向量表的划分。实验设备实验设备计算机;DSP 硬件仿真器;SZ-DSPF 开发教学平台。实验硬件设置实验硬件设置做实验之前,需要接通该实验所需的硬件电路,木实验为:先将实验箱上的电源开关“MS2,MS3 和MS4”按下,再将机箱右侧的船型开关往 I”方向打开电源;SZ-5416 的主控模块上的 J7,J9,J4,J16
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