基于DSP2407的流水灯的实现的课程设计.doc

目 录1、 概述22、 dsp240733、 硬件电路说明54、 流水灯程序设计要求115、 实验程序116、 实验结果137、 总结13八、参考文献14第15页/共14页基于dsp2407的流水灯的实现1、 概述1.1 dsp介绍数字信号处理(digital signal processing，简称dsp)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 dsp (digital signal processor)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或l的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。dsp微处理器（芯片）一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一玖乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件1/0支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以熏叠执行。1.2dsp的应用： 语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音 储存等。 图像图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机 器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。 军事、保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜 索和反搜索等。 仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。 自动控制：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等。 医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。 家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩具 与游戏等。 生物医学信号处理举例： ct:计算机x射线断层摄影装置。（其中发明头颅ct英国emi公司的豪斯菲尔德获诺贝尔奖。） cat：计算机x射线空间重建装置。出现全身扫描，心脏活动立体图形，脑肿瘤异物，人体躯干图像重建。1.3问题描述输入输出端口(1/0)是dsp芯片内部电路与外部世界交换信息的通道。输入端口负责从外界接收检测信号键盘信号等各种开关量信弓；输出端口负责向外界输送有内部电路产生的处理结果显示信息，控制命令驱动信号。 使用中断和定时器延时循环程序，设计dsp的流水灯控制器，在事件管理器中应用ev中断。2、 dsp24072.1 dsp2407简介2407开发板分为ti 2000-011 dsp2407增强型、dsp2407+cpld开发板、shx-dsp2407a开发板。引dsp2407+cpld开发板套件是一套基tms320lf2407a+epm240的dsp+cpld的学习开发平台，充分发挥dsp2407和altera max ii的灵活性和功能强大，用户手册详实易懂，大量源码轻松上手（分dsp和cpld两部分），我们为用户提供一个完整的ip核通过cpld进行系统资源分配，用户可以根据需要进行裁剪或追加功能。由于我们的外设都是通过cpld连接与dsp连接进行电平转换、隔离和总线。 仲裁等先进技术，所以使用极为方便灵活、简洁、并且运行及其稳定。这种结构可以充分利用了cpld的灵活性和功能强大的ip核进行功能更强的系统应用。是初学者和从事开发的科研工作者学习2407和cpld的首选之品。 本开发板供初学者学习使用，也可作为系统板嵌入到用户的产品供用户进行二次开发以便缩短产品开发周期。shx-dsp2407a开发板是dsp 2407系列产品中的重要一员。它的最大优点是直观简单明了，极为适于初学者。此棋板采用统一的系统结构、模块结构和机械结构，以多种典型dsp处理器构成的dsp基本系统、标准总线和相同物理尺寸的dsp嵌入式控制模板，将2407的功能发挥的淋漓尽致，为学习者提供了强大、有效的学习平台。用户手册详实易懂，大量源码轻松上手（分dsp和cpld两部分），我们为用户提供一个完整的ip核通过cpld进行系统资源分配，用户可以根据需要进行裁剪或追加功能。2.2 dsp2407事件管理器模块2.2.1事件管理器的引脚说明2.2.2 ev中断事件管理器中断总共分三组，每组均分别配一个cpu申断(int2，3和4)。因为每组中断均有多个中断源，所以cpu中断请求通过外设中断扩展控制器(pie)模块来处理。 中断请求有以下几个响应阶段： (1) 中断源。如果外设中断发生，evxifra、evxifrb、或evxifrc(x=a或 b)相应标志位被置l。 (2) 中断使能。事件管理器中断可以分别由寄存器evximra、evximrb或 evximrc (x=a或b)来使能或禁止。 (3) pie请求。如果中断标志位和中断屏蔽位被置l，那么外设会向pie模块 发送一个外设中断请求。 (4) cpu响应。cpu接收到中断后，ifr响应的位被置l，并相应中断。cpu响 应中断后，中断响应被软件控制。 (5) pie响应。pie使用中断向量更新pivr寄存器。(6) 中断软件。中断软件有两级响应，包括gisr和sisr。2.2.3定时器每个时间管理模块有两个通用定时器(gp)，每个定时器有四种可选操作模式： (1) 停止保持模式 此模式操作停止并保持其当前状态，定时器的计数器，比较输出和预定计数器 多保持不变 (2) 连续递增计数模式 此模式gp将按照已定标的输入时钟计数，直到定时器计数器的值和周期存 储器的值匹配为止。 (3) 定向增减技术模式 此模式，定时器将根据tdira/b引脚的输入，对定时器的时钟进行递增和递 减计数。 (4) 连续增减技术模式 此模式与定向的增减模式一样，但是在本模式下，引脚tdira/b的状态对计数的方向没有影响。2.2.4比较单元3、 硬件电路说明3.1供电电路2407开发板既可使用独立的5v/1a 开关电源供电，也可使用usb 线直接供电，使用方便。电路部分的1117 输出所接的100uf/16v 的电容不能省略，这样更好的保证电压稳定。3.2复位电路2407开发板上使用专门的复位芯片sp708r，保证dsp 芯片可靠复位，并提供手动复位按钮，方便用户调试3.3时钟电路00ic2407 用20m 外部晶体给dsp 提供时钟，并使能2407a 片上pll 电路。由pll 控制寄存器控制，可由软件动态的修改。tms320lf2407 的cpu 最高可工作在40m 的主频下，也即是对20m 输入频率进行2 倍频。3.4 dsp引脚扩展接口3.5 led和按键电路开发板上有4个led发光管和一个自由按键。3.6 sci串口通讯电路dsp内置sci通讯模块，采用接口芯片是max232，可以使用一根直连串口线直接和pc通讯。3.7 can通讯接口电路开发板中can总线收发器采用的是pca82c250。它将cantx和canrx转化成canh和canl在can总线上传输。3.8 数码管控制电路使用dsp的spi接口（io方式）控制数码管。3.9 ad电路dsp 内置16 通道10 位adc 。在00ic2407 板上通过运放隔离只扩展了2 通道，分别位于通道0 和通道8，dsp 能接收的adc 输入电压为03.3v,在2407 板上没有单独采用基准源。直接使用系统的3.3v 。板上所引的2 路ad 输入电压范围为03 .3v, 在输入dsp 之前，已经采用电压跟随器增加了阻抗。如果需要采样的信号值更加准确，请采用专门的基准电压源，以保证信号源的稳定。3.10 da电路板上外扩的da 转换器为ti 公司的tlc5620，该芯片为串行接口的4 路8 位da 转换器，2407 通过spi 口与其接口，由于tlc5620 的工作频率是1m，所有spi 的工作频率也设定在1m，由于tlc5620 的4 路da 输出已经加了跟随器，所以本开发板上没有另外加。3.11 pwm电机控制电路pwm 电机控制实验针对微型直流电机。两路带死区的pwm 信号从dsp 引脚上直接产生。电机驱动采用的是4 个npn 的三极管，可控制正反转。3.12 步进电机接口开发板上提供的5v 的步进电机接口，标准6 芯，兼容市场上的5 芯接口。3.13液晶扩展电路（1602和12864接口）液晶接口的数据线都经过了74lvc4245 进行了缓冲。读信号和写信号与dsp 直接相连。3.14 外部中断控制电路板子上扩展中断输入接口，其中exint 输入端接有小按键。平时为高电平，按下为低电平，如图所示。4、 流水灯程序设计要求1. 熟悉dsp2407 dsk开发板结构和使用。 掌握dsp开发环境ccs的使用和 一般编程技巧。掌握dsp开发板系统调试的一般步骤及方法。 2. dsp2407具有42个i/o端口，这些端口可以作为输入，也可作为输出， 同时dsp2407具有4个定时器分别位于eva和evb中，掌握定时器和中断 的使用。 3.了解 dsp2407基本原理和开发板的结构 4.利用定时器和中断编写程序实现流水灯，并将程序下载到开发板调试、运 行。5、 实验程序5.1程序主要文件：(1) .vectors.asm:包含了lf2407中断向量表文件(2) .ledc:这是实验的主程序，包含了系统的初始化及对片外扩展的高32k数据 控件的操作(3) .2407cmd.cmd:声明了系统的存贮器配置与程序各段的连接关系5.2向量表程序： .ref .ref .sectrsvectint1int2int3int4int5int65.3源程序：nothing;直接返回的中断服务程序符号_t int0；复位向量符号.vectorsb c int0 ；pm 0复位向量 lbnothing ；pm 2 中断优先级1 4bnothing ；pm 4 中断优先级2 5bnothing ；pm 6 中断优先级3 6 b nothing ；pm 8 中断优先级4 7 b_nothing ；pma 中断优先级5 8bnothing ；pm c 中断优先级6 95.4man.c程序#include 2407c.h#include#define uint unsigned intunsigned char data4=0x01,0x02,0x04,0x08 ;uint index;void disable() asm( setc intm);void enable() asm( clrc intm); void initial() asm( setcsxm);/ 抑制符号位扩展asm( clrcovm);/ 累加器中结果正常溢出asm( clrccnf);/ b0被配置为数据存储空间asm( setcintm);/ 禁止所有中断*scsr1=0x0e04;/ clkin=15m,clkout=2*clkin=30m*wdcr=0x00e8;/ 不使能看门狗，因为scsr2中的 /wdoverride/ 即wd保护位复位后的缺省值为1，故可以用软件禁止看门狗*imr=0x0002;/ int2中断*ifr=0x0ffff;/ 清除全部中断标志,写1清0*mcra=0x0000;index=0; void timerlint() *evaimra=*evaimra|0x0780; /允许定时器1周期中断 *evaifra=*evaifra&0x0780; /清除定时器1周期中断标志 *t1con=0x1602; /timer为连续增记数模式， *t1pr=0x0f00e; / *t1cmpr=0x00ff; *t1cnt=0x00; void interrupt t1int() int flag; flag=*evaifra&0x0080; /读取中断标志if(flag!=0)outport(3,dataindex); *t1cnt=0x00; *evaifra=*evaifra&0x0080; index+=1; if(index=4) index=0