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1、数字信号处理及DSP应用实验指导书编者：何文学 毛晓群校对：景艳梅主审：杨卫平 石俊生云南师范大学电子与信息系说明数字信号处理及DSP应用是通信与电子信息类专业的一门基础性的、实用性的专业课，该课程介绍了信号处理芯片的硬件结构，指令系统及汇编程序设计，片内外设、接口电路，集成开发环境，信号处理系统软硬件设计等内容。通过该课程的学习，使学生对信号处理的实时实现有一般认识，对DSP系统有一个完整的理解。本实验课程使用IT DSP5509A设计的DSP实验教学系统进行。该系统为DSP 教学和科研提供了一套整体解决方案。本套系统最大的特点就是模块化设计，基本满足了目前教学的需要。目 录数字信号处理及D
2、SP应用实验指导书1实验一 DSP5509A硬件系统认识和CCS安装及设置11 实验目的12 实验设备12.1 ICETEK DSP 教学实验箱12.2开发环境53 实验原理64 实验步骤64.1 安装硬件DSP开发系统64.2 安装DSP 开发软件环境64.3设置CCS74.3.1设置CCS 工作在纯软件仿真环境- Simulator74.3.2 设置CCS为硬件仿真环境- Emulator84.4 启动CCS104.5 退出CCS125 实验结果及分析136 思考题13实验二 CCS应用入门实验131 实验目的132 实验设备133 实验原理143.1 调试工具143.2 CCS工作环境1
3、43.3 工程文件管理144 实验步骤144.1 实验准备144.2 运行Emulator154.3 初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器154.4 启动Code Composer Studio 2.21154.5 选择菜单DebugReset CPU164.6创建工程164.7在工程文件中添加程序文件204.8 编译链接工程204.9 编辑修改工程中的文件204.10 基本调试功能224.11 使用观察窗口234.12 文件输入/输出234.13 图形显示244.13 选择菜单Fileworkspacesave workspacs As，输入文件名SY.wks254.14 退出CC
4、S。255 实验结果及分析256 思考题26实验三 DSP 数据存取261 实验目的262 实验设备263 实验原理264 实验步骤275 实验结果及分析296 思考题29实验四 指示灯和拨码开关控制291 实验目的291.1 指示灯291.2 拨码开关292 实验设备293 实验原理303.1 指示灯303.2 拨码开关控制314 实验步骤334.1 指示灯334.2 拨码开关控制335 实验结果及分析335.1 指示灯335.2 拨码开关控制346 思考题34实验五 DSP定时器与外中断341 实验目的341.1 DSP定时器341.2 外中断342 实验设备343 实验原理353.1 D
5、SP定时器353.2外中断364 实验步骤384.1 DSP定时器384.2 外中断385 实验结果及分析395.1 DSP定时器395.2 外中断396 思考题39实验六 单路/多路模数转换(AD)和单路/多路数模转换(DA)401 实验目的401.1单路/多路模数转换(AD)401.2单路/多路数模转换(DA)402 实验设备403 实验原理403.1单路/多路模数转换（AD）403.2单路/多路数模转换（DA）414 实验步骤424.1单路/多路模数转换（AD）424.2单路/多路数模转换(DA)445 实验结果及分析445.1 单路/多路模数转换（AD）445.2 单路/多路数模转换（
6、DA）456 思考题45实验七 自启动（自举）451 实验目的452 实验设备453 实验原理454 实验步骤465 实验结果及分析476 思考题47实验八 异步串口通信471 实验目的472 实验设备473 实验原理484 实验步骤495 实验结果及分析496 思考题49实验九 USB 接口加载程序（USB BootLoader）491 实验目的492 实验设备503 实验原理504 实验步骤505 实验结果及分析566 思考题56实验十 通用输入输出管脚应用及发光二极管阵列显示571 实验目的571.1 通用输入输出管脚应用571.2 发光二极管阵列显示572 实验设备573 实验原理57
7、3.1 通用输入输出管脚应用573.2 发光二极管阵列显示584 实验步骤604.1 通用输入输出管脚应用604.2 发光二极管阵列显示605 实验结果及分析605.1 通用输入输出管脚应用605.2 发光二极管阵列显示606 思考题61实验十一 液晶显示器控制显示及键盘输入611 实验目的611.1 液晶显示器控制显示611.2 键盘输入612 实验设备613 实验原理613.1 液晶显示器控制显示613.2 键盘输入634 实验步骤654.1 液晶显示器控制显示654.2 键盘输入655 实验结果及分析665.1 液晶显示器控制显示665.2 键盘输入666 思考题66实验十二 有限冲激响
8、应滤波器（FIR）和无限冲激响应滤波器(IIR)算法661 实验目的661.1 FIR滤波器661.2 IIR滤波器672 实验设备673 实验原理673.1 FIR滤波器673.2 IIR滤波器684 实验步骤694.1 FIR滤波器694.2 IIR滤波器705 实验结果及分析715.1 FIR滤波器715.2 IIR滤波器726 思考题72实验十三 快速傅立叶变换(FFT)和卷积算法731 实验目的731.1 快速傅里叶变换731.2 卷积算法732 实验设备733 实验原理733.1 快速傅里叶变换733.2 卷积算法744 实验步骤764.1 快速傅里叶变换764.2 卷积算法775
9、 实验结果及分析795.1 快速傅里叶变换795.2 卷积算法796 思考题80实验十四 交通灯综合控制801 实验目的802 实验设备803 实验原理804 实验步骤825 实验结果及分析826 思考题83实验十五 语音信号编码解码(G.711)831 实验目的832 实验设备833 实验原理834 实验步骤865 实验结果及分析876 思考题87实验十六 数字图像直方图统计871 实验目的872 实验设备873 实验原理874 实验步骤885 实验结果及分析896 思考题91实验一 DSP5509A硬件系统认识和CCS安装及设置1 实验目的1.1 认识该实验所用硬件ICETEK DSP55
10、09A的系统结构；1.2 学习在基于Windows XP的计算机上安装IT 公司提供的CCS(Code Composer Studio)软件开发系统及软件配置。2 实验设备2.1 ICETEK DSP 教学实验箱图 2.1A 教学实验箱的组成图2.1 教学实验箱结构图如图 2.1 所示，ICETEK DSP 教学实验箱主要由以下几个部分组成：(1) 箱盖：保护实验箱设备；可拆卸，在实验中可从箱体上拆下。(2) 箱体：装载实验箱设备；左侧外壁上有一个标准外接电源线插孔；通过固定螺丝与实验箱底板连为一体。(3) 底板：固定各模块；提供电源开关、实验用直流电源插座、A/D D/A 输入输出插座、各模
11、块直流供电插座、信号插座、信号源输出插座、测试点；实现显示控制模块和DSP 评估板模块的信号互连。(4) 信号源：两组、四路输出，可使用专门开关启动；提供切换选择输出方波、三角波和正弦波，另可选择输出频率范围(10Hz-100Hz，100Hz-1KHz，1KHz-10KHz，10KHz-20KHz)，还可进行频率和幅度(0-3.3V)的微调。(5) 仿真器模块：固定ICETEK 仿真器，支持USB 型；仿真器可从底板上拆下单独使用或更换。(6) 显示控制模块：通过信号线连接到底板；从底板提供的+5V 和+12V 直流电源插座输入电源；提供液晶图形显示(128x64 像素)，发光二极管阵列显示(
12、8x8 点)，指示灯(12 只，分为红、黄、绿三种颜色)，四相步进电机，直流电机，键盘(外接PS2 接口)，蜂鸣器。(7) 测试模块：提供对常用信号的测试点，其中有PWM 信号(4 路，仅针对DSP 系统为ICETEK-VC5509-A 的实验箱)、模数转换信号(4 路)和数模转换信号(4 路)，另外还包括两个地线(DGND、AGND)。(8) DSP 评估板模块：固定各种DSP 评估板；提供+5V 直流电源插座(两个位置)；34Pin 信号线插座(4 个)，用于连接DSP 评估板和实验箱底板。DSP 评估板模块可从底板上拆下更换。图2.2 ICETEK-VC5509-A 接口说明实物图图2.
13、3 ICETEK-VC5509-A 器件布局图图2.4 ICETEK-VC5509-A 原理框图n ICETEK DSP 教学实验箱的特点和指标由于该套实验系统主要由4 部分组成，因此，这里分4 部分来介绍该套系统。(1) 实验箱部分 两个独立的信号发生器，可同时提供两种波形、四路输出；信号的波形、频率、幅度可调。- 频率微调：在每个频率段范围内进行频率调整。- 波形切换：提供3 种波形(方波，三角波，正弦波)，可通过拨动开关进行选择。- 幅值微调：03.3V 平滑调整。- 信号接插孔：4 路A/D 输入(ADCIN0-3)，4 路D/A 输出（DACOUT1-4），每路均提供信号和地。 多种直流电源输出。+5V(5A)，+12V(1A)，-12V(0.5A)，地。 底板提供插座，可使用插座完成DSP 评估板上的A/D 信号输入和D/A 输出。 测试模块：提供14 个测试点，可以测量PWM 输出、AD 输入和DA 输出波形。 双信号发生器设计，更加贴近DSP 的实际应用，许多实际的情况都是需要对两个信号进行相关分析。(2) 通用DSP 开发系统部分 USB2.0 接口开发系统，支持C2000/VC33/C5000/C6000 的开发应用。
