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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，让学生深入了解tms320vc54X组成、
2、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
3、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。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
4、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 基础实验：CCS 的使用与简单应用程序的调试1.1 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；1.2 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
5、的调试工具；1.3 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
6、 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 DebugBr
7、eakpoints， 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
8、： 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
9、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 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
10、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，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
11、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：实验后记：二. 发光二极管显示实验2.1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。2.2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 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
12、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。2.4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
13、 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。2.4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 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?实验后记：三. 设计实验 按键中断显示实验3.1实验目的 1了解D SP外部中断的使用，中断服
14、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 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 本实验采用键盘中断，当有键按下时一给DSP一个中断信号
