DSP实验教案13122.pdf
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1、 课 程 教 案 课程名称:DSP 技术实验 任课教师:成利香 所属系部:电气与信息工程学院 教学班级:电子 1103,通信 1101 教学时间:20132014 学年第 2 学期 湖 南 工 学 院 课程基本信息 课程 名称 DSP 技术实验 课程代码 总计:16 学时 讲课:学时 实验:16 学时上机:学时 课程设计:周 学 分 类别 必修课()选修课()理论课()实验课()任课 教师 成利香 职称 讲师 授课 对象 专业班级:电子 1103,通信 1101 共 2 个班 课 程 简 介 (不超过1000字)“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
2、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 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。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;了解工程文件系统的
3、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理和应用。中断系统掌握 54X 系列 DSP 中断系统的工作原理和应用。4.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
4、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,要求认真撰写包括实验名称、目的要求、设计步骤、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:TMS320C54XDSP 原理及应用(第二版)乔瑞萍等编著 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
5、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 湖南工学院教案用纸 p 一 基础实验:CCS 的使用与简单应用程序的调试 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 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 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
6、,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。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 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
7、.:由源文件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 p CCS 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 Resta
8、rt,将 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
9、Over,此命令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 p 6Graph 的设置即图形显示 1)选择 View Graph Time/Frequency。2
10、)在弹出的 Graph Property Dialog 对话窗中,将 Graph Title,Start Address,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 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-I
11、O1 单元的5V,15V,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 Save 4)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
12、框:3.在 Project 中填入工程名,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 p 5.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 Opitions 2 在弹出的对话框中设置相应的编译参数,一般情况
13、下,按默认值就可以;3 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 Wor
14、kspace 保存调试环境,以便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 p 二.发光二极管显示实验 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 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 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,再将机箱右侧的船型开关往
15、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 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,来完成 D SP 对 I/
16、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 p 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 1、如何设置 DP,SP 值,以及 DP,SP 在程序中所起的作用是什么
17、 2、如何理解、设置 I/O 等待寄存器 湖南工学院教案用纸 p 三.设计实验 按键中断显示实验 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 计算机;DSP 硬件仿真器;SZ-DSPF 开发教学平台。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 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-54
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