DSP实验报告作业

1、五 邑 大 学 实 验 报 告实验课程名称： DSP原理及应用 院系名称： 信息工程学院 专业名称： 电子信息工程 实验项目名称：1、 TMS320VC5402定时器实验 2、基于DSPLib的FFT程序设计 3、基于DSPLib的滤波器程序设计班级： 学号： 报告人： 一、TMS320VC5402定时器实验一 实验目的1. 了解DSP汇编程序与C语言程序的构成；2. 了解DSP程序各段的含义；3. 熟悉如何编写中断服务程序；4. 掌握片内定时器的设置方法；5. 掌握长时间间隔的定时器的处理二 实验内容1. DSP的初始设置；2. DSP中断向量表的建立；3. 定时器的使用；设实验板时钟频率为

2、20MHz，编程实现以下要求：1、TMS320C5402的时钟频率为100 MHz2、TMS320C5402XF端输出一个周期为500ms的方波，周期性地点亮LED3、采用定时中断方法实现4、用C语言编程，画出程序流程图并给出源代码。5、上机调试。三 实验背景知识1 通用TIMER 简介TMS320VC5402 的定时器的说明：VC5416 中有两个可编程的片上定时器，总共包含有三个可由用户设置的寄存器，并可以申请主机的中断。这三个寄存器分别为TIM、PRD、TCR。这些寄存器与对应的存贮空间地址如下表所示：时间寄存器（TIM）是一个16 位的存贮器映射寄存器，它的值由周期寄存器来进行装载，并

3、且做减一操作。周期寄存器（PRD）是一个16 位的存贮器映射寄存器，它是用来重装时间寄存器（TIM）寄存器的值的。定时器控制寄存器（TCR）是一个16 位的存贮器映射寄存器，包含了定时器的控制与状态信息。2、CMD 文件简介cmd 文件用于DSP 代码的定位。由3 部分组成：1、 （1）输入输出定义：.obj 文件：链接器要链接的目标文件。.lib 文件：链接器要链接的库文件。.map 文件：链接器生成的交叉索引文件。.out 文件：链接器生成的可执行代码;链接器选项。（2） MEMORY 命令：描述系统实际的硬件资源。（3.） SECTIONS 命令：描述段如何定位。下面例子则可说明其基本格

4、式：-o sample.out (可缺省)-m sample.map (可缺省)-stack 100 (可缺省)sample.obj meminit.obj (可缺省)-l rts.lib (可缺省)MEMORY PAGE 0:RESEVE: org = 00h len = 0x80 PAGE 0:PROG1: org = 0x0100 len = 0x1200PAGE 0: VECT: org = 0x0080, len = 0x80PAGE 1:RESEVE1: org = 00h len = 0x1300 PAGE 1:DARAM2: org = 0x1300 len = 0x400PA

5、GE 1: DARAM1: org = 0x1700 len = 0x2900 SECTIONS .text : PROG1 PAGE 0 .cinit : PROG1 PAGE 0 .switch: PROG1 PAGE 0 .vectors: VECT PAGE 0 .const: DARAM1 PAGE 1 .bss : DARAM1 PAGE 1 .stack : DARAM2 PAGE 1 .system: DARAM2 PAGE 1 .data : DARAM2 PAGE 1 下面介绍一下CMD 文件中常用的程序段名与含义 .cinit 存放C 程序中的已初始化的变量初值和常数表;

6、.const 存放C 程序中的字符常量和用const 声明的常量; .text 存放C 程序的代码; .bss 为C 程序中的未初始化的全局和静态变量保留存储空间;.far 为C 程序中用far 声明的全局和静态变量保留空间; .stack 为C 程序系统堆栈保留存储空间，用于保存返回地址、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间结果; .sysmem 用于C 程序中malloc、calloc 和realloc 函数动态分配存储空间.vectors 用于自定义的“.vectors”段，这里是中断向量表.switch 用于C程序中的switch语句.data 已初始化的数据段3 中断向量表文件中

7、断服务程序的地址（中断向量）要装载到存储器的合适区域。一般用中断向量表文件编制中断向量表，中断向量表文件多采用汇编语言编写；在文件中一般用汇编指令.sect 来生成一个表，表中各中断占4个字。这个表包含中断向量的地址和跳转指令。因为中断跳转地址的标志符在汇编语言模块外部使用，所以标志符用.ref 或.global定义。4、GEL文件 GEL文件有两大作用：（1）配置CCS工作环境。（2）直接访问目标处理器（包括软硬件访真器），在这是主要使用GEL文件的初始化DSP。以下面的例子介绍一下GEL 文件的构成#define PRD0 0x0025u#define TCR0 0x0026u#defin

8、e PRD1 0x0031u#define TCR1 0x0032uStartUp() GEL_MapOn(); /*存储空间打开*/GEL_MapReset(); /*存储空间复位*/GEL_MapAdd(0x80u,0,0x3F80u,1,1); /* 定义程序空间0x800x3FFF 可读写 */GEL_MapAdd(0x4000u,0,0xC000u,1,1);/* 定义程序空间0x40000xFFFF 可读写 */ /* 定义数据空间00xFFFF 可读写 */ GEL_MapAdd(0x0u,1,0x60u,1,1);/* MMRs */ GEL_MapAdd(0x60u,1,0x

9、3FA0u,1,1);/* DARAM */ GEL_MapAdd(0x4000u,1,0xC000u,1,1);/* External */实验流程图：四 、实验步骤 1、根据实验要求编写输出周期500ms方波的汇编语言源代码，和C语言源代码（c语言中加入外部中断，通过按键改变方波频率）。2、编译无误后下载到C5402开发板中，运行程序，观察LED是否周期性亮灭。3、下载c程序到开发板上，通过按下连接在外部中断上的按键，观察能否改变LED灯的亮灭频率。五、程序源代码1、主函数：#include timer.hint t0_count;void main() CLKMD=0x00; /清零wh

10、ile(CLKMD&01);CLKMD=0x47ff; /开启PLL方式且采用5倍频PMST=0x00a0; /将片内数据RAM映射到程序空间和数据空间并从0080地址开始coeff=1;t0_count=250*coeff; asm( SSBX INTM); /关闭所有可屏蔽的中断 ST1=ST1|0x0800; /INTM=1TCR=0x0010;/停止定时器，且当PSC减到0后，TIM减1；当调试程序断点时定时器立即 停止工作PRD=9999; /定时周期寄存器存放定时时间常数，将值赋给TIMTIM=9999; /定时寄存器TCR=0x669; /定时控制寄存器，启动定时器，将PRD中的

11、数加载到TIM中IFR=0x108; /中断标志寄存器，启动外部中断INT3和定时器中断0 (TINT0）的标志位IMR=0x108; /中断屏蔽寄存器，开放外部中断INT3和定时器中断0 (INT0)的屏蔽位asm( RSBX INTM); /开放全部可屏蔽中断ST1=ST1&0xf7ff;while(1) while(t0_count0); t0_count=250*coeff; if(ST1&0x2000) ST1=ST1&0xdfff; /XF=0,即熄灭LED灯 else ST1=ST1|0x2000; /XF=1,即点亮LED灯interrupt void timer() t0_c

12、ount-;interrupt void change_frequency() coeff+; /改变XF引脚输出的信号的频率 if (coeff5) coeff=1; 2、中断函数： .sect .vectors .ref _c_int00.ref timerrs: BD _c_int00 ;Rest nop nopnmi: .space 4*16 ;NMI, SINT16sint17:.space 4*16 ;SINT17sint18: .space 4*16 ;SINT18sint19: .space 4*16 ;SINT19sint20: .space 4*16 ;SINT20sint

13、21: .space 4*16 ;SINT21sint22: .space 4*16 ;SINT22sint23: .space 4*16 ;SINT23sint24: .space 4*16 ;SINT24sint25: .space 4*16 ;SINT25sint26: .space 4*16 ;SINT26sint27: .space 4*16 ;SINT27sint28: .space 4*16 ;SINT28sint29: .space 4*16 ;SINT29sint30: .space 4*16 ;SINT30int0: .space 4*16 ;INT0, SINT0int1

14、: .space 4*16 ;INT1, SINT1int2: .space 4*16 ;INT2, SINT2tint0: BD timer ;TINT0, SINT3 nop nopbrint0: .space 4*16 ;BRINT0, SINT4bxint0: .space 4*16 ;BXINT0, SINT5dmac0: .space 4*16 ;DMAC0, brint2, SINT6dmac1: .space 4*16 ;DMAC1, bxint2, SINT7 int3: .space 4*16;INT3, SINT8hpint: .space 4*16 ;HPINT, SI

15、NT9brint1: .space 4*16 ;BRINT1 or DMAC2, SINT10bxint1: .space 4*16 ;BXINT1 or DMAC3, SINT11dmac4: .space 4*16 ;DMAC4, SINT12dmac5: .space 4*16 ;DMAC5, SINT13rsvd1: .space 4*16 ;reservedrsvd2: .space 4*16 ;reserved .end3、 链接文件： MEMORY PAGE 0: RESERVER: origin = 0x00, len = 0x80 INT_VECT: origin = 0x8

16、0, len = 0x80PROG_RAM: origin = 0x100, len = 0x1000 PAGE 1: DATA_1: origin = 0x1100, len = 0x0e00 DATA_2: origin = 0x2000, len = 0x2000 SECTIONS .vectors: INT_VECT PAGE 0.text: PROG_RAM PAGE 0.stack: DATA_1 PAGE 1vars: DATA_1 PAGE 1.data: DATA_2 PAGE 1.bss: DATA_2 PAGE 1 6、 实验结果及体会实验结果：每次按下按键，LED灯亮灭

17、周期发生变化。实验体会：一开始写入程序没成功，但是按下按键后，LED灯亮灭周期也发生变化，出现这种情况是实验板内部已经因为上一个人在试验中写入了程序，所以会出现插电后，程序没写入也能够按键改变亮灭周期。最后在老师的提醒下，成功写入程序，验证发现功能也得到了实现。在实验过程中每一步都要细心的去完成，多想想出现某种情况的原因，有不懂的就向老师、同学请教，这样才能在实验中进步。二、基于DSPLib的FFT程序设计一、实验目的1、了解FFT的原理；2、了解在DSP中FFT 的设计及编程方法；3、熟悉对DSPLIB的调用方法；二、实验内容编写256点的实序列FFT的DSP程序，利用数据文件对FFT程序进

18、行调试。三、实验要求1、产生256点的数据文件，表示方波、正弦等信号；2、编写256点的实序列FFT的DSP程序对上述信号进行傅立叶变换；3、利用CCS中VIEW菜单中的Graph调试工具观察信号时域波形及其频谱。四、背景知识1、时间抽选基2FFT算法的基本原理。（参阅数字信号处理教材）2、DSPLib的应用CCS提供DSPLib，其中包含了基本的数学计算和数字信号处理常用算法模块的函数，可直接调用这些函数实现一些数字信号处理算法。本实验主要使用了DSPLib的cbrev，rfft两个函数实现数字序列的逆序和DFT的计算。有关这两个函数的说明请参阅dsplib中文版_TMS32054X_函数库

19、中文用户指南.pdf程序流程图为： 5、 实验步骤1、 根据实验要求编写256点FFT的C语言代码，中断向量表和CMD文件； 2、编译成功无误后下载到C5402开发板中，然后运行程序；3、 程序运行完成后，通过CCS中的View-Graph选项查看输入和输出波形，4、 分析实验结果是否符合要求。6、 程序源代码1、 主程序： #includeregister.h#include #include #include #define Nx 256 /定义数组的长度即FFT运算长度#define pi 3. /定义参数的值int i,j;int scale=1; /归一化设置int noscale=

20、0; /非归一化设置DATA xNx,x_temptNx; /用于存放输入的数据的数组DATA yNx/2; /用于存放输出的数据数组#pragma DATA_SECTION(x,.input)#pragma DATA_SECTION(x_tempt,.input_tempt)#pragma DATA_SECTION(y,.output)static void dataIO(void);void main() PMST=0x00a0; /将片内数据RAM映射到程序空间和数据空间，且地址从0080开始 dataIO(); /调用函数dataIO,即导入数据，且存放到x数组中 for(i=0;iN

21、x;i+) / xi=(1000*(cos(2*pi*1000*i/16000)+2*cos(2*pi*2000*i/16000)+cos(2*pi*3000*i/16000);xi=(1000*(cos(2*pi*1000*i/16000)+2*cos(2*pi*2000*i/16000); x_tempti=xi; /将导入的数据存放到x_temp中 cbrev(x,x,Nx/2); /将导入的数据按一定方式，打乱排序，即码位倒序运算 rfft(x,Nx,scale); /调用傅里叶变化函数，进行256点归一化FFT运算 y0=x0; j=1; for(i=2;i FFT_VECT PAG

22、E 0.text: PROG PAGE 0.data: PROG PAGE 0.bss: DATA_2 PAGE 1.cinit: PROG PAGE 0.stack: DATA_2 PAGE 1.input: DATA_2 PAGE 1 ,align(512).input_tempt: DATA_2 PAGE 1.output: DATA_2 PAGE 1.sintab: DATA_1 PAGE 1.const: PROG PAGE 0 7、 实验结果及体会 实验结果： 实验体会：傅里叶变换是将信号从时域的一种变换形式，是信号处理领域中的一种重要的分析工具，所以学好FFT变换在DSP技术中很

23、重要。在这次实验中，进一步熟悉了CCS软件的使用，实验过程中感觉自己的基础知识很不牢固，需要多加强对CCS软件的操作，对编译环境的熟悉对实验的完成和理解则有更加的帮助。感觉要想学好DSP这门课程，必须脚踏实地的一步步努力的学好基础知识，才能更加顺利的完成实验。三、基于DSPLib的滤波器程序设计一、实验目的1、了解FIR、IIR数字滤波器的原理；2、掌握FIR、IIR数字滤波器的设计方法。3、熟悉对DSPLib的调用方法以及数字滤波器在DSP系统中的实现；二、实验内容（要求）现有连续时间信号，已基于采样频率对采样，获得离散数据。设计一个FIR（或IIR）数字低通滤波器，对数据滤波，滤除中频率分

24、量，保留频率分量。要求：1、设计FIR（或IIR）数字低通滤波器，得到滤波器的有关参数；2、基于DSPLib编制DSP的C语言程序，实现上述低通滤波，并对数据滤波。3、利用CCS中VIEW菜单中的Graph调试工具观察信号时域波形及其频谱。三、背景知识1、FIR、IIR数字滤波器的基本原理。（参阅数字信号处理教材）。2、MATLAB的数字滤波器设计工具FDAtool。（详细请参阅MATLAB帮助文档。）2.1 启动滤波器设计分析器在MATLAB的start菜单中选择Toolboxes-Filter Design-Filter Design & Analysis Tools(fdatool)，或

25、者在命令行中输入fdatool来启动滤波器设计分析器。启动后界面如图2.1所示：图2.12.2 滤波器设计在选项中选择或输入滤波器参数，然后点击”Design Filter”按钮完成滤波器设计。设计成功后的结果如图2.2所示。图2.22.3 导出FIR滤波器系数。 在fdatool中，选择Targets-Code Composer StudioIDE。 在出现的对话框中选择输出文件类型为C.header file,输出系数类型为signed 16-bit integer，如图2.3所示。 点击OK按钮，选择路径，即可输出前一步设计出的FIR滤波器系数表。图2.33、DSPLib的应用CCS提供

26、DSPLib，其中包含了基本的数学计算和数字信号处理常用算法模块的函数，可直接调用这些函数实现一些数字信号处理算法。本实验主要使用了fir、firs、firs2、iircas4、iircas5、iircas5I等函数实现数字滤波。有关这些函数的说明请参阅dsplib中文版_TMS32054X_函数库中文用户指南.pdf实验程序流程图为： 四 、实验步骤1、 根据实验要求，利用Matlab的fdatools设计FIR低通滤波器和带通滤波 器，导出有FIR系数数组的头文件。2、 根据实验要求编FIR滤波器的C语言代码，中断向量表和CMD文件； 3、编译成功无误后下载到C5402开发板中，然后运行程序；4、 程序运行完成后，通过CCS中的View-Graph选项查看输入和输出波形， 分析实验结果是否符合要求。5、 程序原代码1、主函数：#include #include #include #include register.h#include fdacoefs.h /滤波文件#define NX 1024 /输入数组的长度，即波形取得点数#define NH 87 /系数向量的长度#define pi 3