DSP实验课 程 教 案标准版

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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 所属院部： 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 院课课程程基基本本信信息息课程代码课程 名称DSPDSP 技术实验技术实验 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总计： 16 学 时 讲课： 学时 实验： 16 学 时上机： 学时 课程设计： 周 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

2、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 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 CCS5000 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

3、程的编辑、装载和编辑环境的设置；了解工程文件 系统的组成。 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理 和应用。 3.DSP 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。

4、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 月出一一 基础实验：基础实验：CCS 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1.1 实验目的实验

5、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；1.2 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；1.3 实验知识背景实验知识背景1.3.1 CCS 简介1.CCS 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。2.CCS 窗口

6、介绍1.3.2 CCS 常用文件介绍使用 CCS 时，经常遇见下述扩展名文件：1. project.mak: CCS 使用的工程文件2. program.c: C 程序源文件3. program.asm: 汇编程序源文件4. filename.h: C 程序的头文件，包含 DSP/BIOS API 模块的头文件5. filename.lib: 库文件6. project.cmd: 连接命令文件7. program.obj: 由源文件编译或汇编而得的目标文件8. program.out: （经完整的编译、汇编以及连接的）可执行文件9. project.wks: 存储环境设置信息的工作区文件保存配

7、置文件时将产生下列文件：1. programcfg.cmd: 连接器命令文件2. programcfg.h54: 汇编头文件3. programcfg.s54: 汇编源文件1.3.3 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 Restart ，将 PC 值恢复到当前载入程序的入口地

8、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

9、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6Graph 的设置即图形显示1) 选择 View Graph Time/Frequency。2) 在弹出的 Graph Prope

10、rty 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。1.4 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

11、的5V，3.3V，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。1） 创建源文件2 ）创建工程文件.3 ）设置编译与连接选项4 ）工程编译与调试1.5 完成简单应用程序的调试1.6 记录实验结果1.7 完成实验报告：实实验验后后记记：二二. 发光二极管显示实验发光二极管显示实验2.1 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

12、 I 的访问方式;3.熟悉 C 语言程序设。2.2 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。2.3 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

13、失败。2.4 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，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“S

14、Z-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。2.4 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2.5 实验思考实验思考1、如何设置 DP, SP 值，以及 DP, SP 在程序中所起的作用是什么?2、如何理解、设置 I/O 等待寄存器?实实验验后后记记：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3.1 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。3.2 实验设备实验

15、设备计算机; DSP 硬件仿真器; SZ-DSPF 开发教学平台。3.3 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 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 的主控模块上的 K1 硬件复位后，程序运行中不要再按复位键，以免实验由十 D SP 复位而失败。3.4 实验原理及说明实验原理及说明本实验采用键盘中断，当有键按下时一给 DSP 一个中断信号（INT2 ） DSP 通过此 I/O 端口地址 COOlh 读键值，在读取键值后由数码管显 T 出来。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数码管和按键。中断标志寄存器(IFR，中断屏蔽寄存器(IMR)。3.5 实验步骤及结果实验步骤及结果本实验是一个测试键盘的实验，运行程序依次按键 1-8，数码管依次显 T 7-0，中间键一一对应，任意按一键，其对应的数码管显不相应的数字。步骤步骤:1启动 CCS编写实验程序代码(可参考随机光