DSP技术实验指导书

1、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1.3.1 C

2、CS 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KDS 10 KmjI-wI lfu/CPIJiI -鸽 1X - Cwcit Cjciifirr 2) udiy - bthiL. hhiilT .Edit Jiev Erojct OcbuE 花：:現1 亡:r QfL Qe 11 :zl Zols CS/SlCS Ilncov 3cljs # Mt -ta悉孚伫i,肩狂脅抵吕

3、聊h?屮弟r_.E弓屏&邱口画111MFT FTMK POlbOER, KUEHBEfi 町AM ER鯛 FROM HlflFillti-:_1任討匕33.3BTI-KT0R._| !| II cr L-T-tit a-STH *_steck.StAtDM=t tc ixei口HHti爭 &C stQck neJLjrM!BUBIZE-lJ5T i cdd 心 g 航t #冗討0严 PF) !; jicki 申 i 5 沖 JlEUtLihh Il S. 伫F LJJ tfeiLL七Jr：U. Itl Cmpj &Ll,9 Erxrsa : rcinji B D EoaarlcwiAU irC

4、?O BCTK)?or Selpfc prK= Fl Lr1.3.2 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. file name.h:C程序的头文件，包含 DSP/BIOS API模块的头文件5. file name.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

5、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Debugt Breakpoints ,即完成可一个断点的设置。2. CCS提供3种方法复位目标板1）Reset DSP:Debug tReset 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 t Restart，将 PC值恢复到当前载入

6、程序的入口地址。3） Go main :Debug t Go ma in，将程序运行到主程序的入口处暂停。3. CCS提供4种执行操作1）执行执行：DebugtRun，程序运行直到遇到断点为止。2）暂停执行：DebugtHalt ,程序停止运行。3）动画执行：DebugtAnimate，用户反复运行程序，直到遇到断点为止。4）自由执行：DebugtRun Free，禁止所有断点运行程序。4. CCS提供4种单步执行操作1）单步进入：Debug tstep 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 t step Over，此命令将函数或

7、子函数当作一条语句执行，不进入内部调试。3）单步跳出：Debug tstep Out，此命令作用为从子程序中跳出4）执行到光标处：Debug t Run to Cursor，快捷键 crtl+F1O，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 t Watch Window命令2）查看寄存器使用 view t Registers t CPU Registers 命令3）查看内存使用 view t memory 命令6. Graph的设置即图形显示1) 选择 View tGraph 宀Time/Frequency。2) 在弹出的 Graph Proper

8、ty 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

9、, + 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。1.4.1创建源文件1) .打开 CCS 选择 File t New t Source File 命令2) .编写源代码并保存3) .保存源程序名为math.c,选择 File t Save4) .创建其他源程序(如.cmd)可重复上述步骤。1.4.2创建工程文件1. 打开CCS,点击Project-New,创建一个新工程，其中工程名及路径可

10、任意指定2. 弹出如下对话框：3. 在Project中填入工程名，Location中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成即 可完成工程创建。4点击 Project选择 add files to project,添加工程所需文件。5. 在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c点击打开，即可添加源程序XXX.c添加到工程中。6. 同样的方法可以添加文件XXX.cmd、XXX.lib 到工程中；在下面窗口中可以看到XXX.c、XXX.cmd、XXX.lib 文件已经加到工程文件中。7. 以下操作可使您对工程中的文件进行打开、删除、查看属性等操作1.4.3设置编译与连接选项1. 点击 Projec

11、t 选择 Build Opitions2. 在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；3. 在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名，堆栈的大小以及初始化的方 式。1.4.4工程编译与调试1. 点击Projectt Buildall，对工程进行编译，如正确则生成out文件；若是修改程序，可以使用Project t Build命令，进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。可节省编译与连接的时间。编译通过，生成.out文件。2. 点击Filetloadprogram，在弹出的对话框中载入debug文件夹下的.out可执行文件。3. 装载完毕4. 点击debug

12、t Go Ma in回到C程序的入口5. 打开File tWorkspace tSave Workspace保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要File tWorkspace t LoadWorkspace即可恢复当前设置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:二. 设计实验 按键中断显示实验3.1实验目的1.了解DSP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

13、“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（INT2 ） DSP通过此I/O端口地址COOIh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

14、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（IMR3.5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：1.启动CCS编写实验程序代码（可参考随机光盘中的例程alldsp4h2keptest，进行编译并加载到DSP中。（具体请参考实验一）2.采用单步运行或执行到光标处，或全速运行。观察其结果。3.6实验程序框图-XF-山XF司屮3.7完成实验报告及实验思考1. 分析下例指令的特点 POPD, POPM, PSHD PUSHM?2. 分析中断管理流程及中断向

15、量表的特点三、定时器实验4.1 实验目的1. 了解DSP汇编程序的构成；2. 了解DSP程序各段的含义；3. 熟悉在汇编条件下如何编写中断服务程序；4. 了解串行通讯的过程5. 掌握长时间间隔的定时器的处理。6. 掌握片内外设的设置方法。4.2 实验内容1. DSP 的初始设置；2. DSP 中断向量表的建立；3. 定时中断的编写；4. 查询方式异步串口程序的编写。4.3 实验要求能够掌据汇编语言的程序结构。正确进行异步串口的通讯与定时器的设置。 能够与系统正确通讯。通过LCD与键盘可以控制定时器的运行。4.4 实验程序功能与结构说明屮断科序流程图社程序流和朋4.5. 实验步骤首先将光盘下 0

16、3. Examples ofProgram 04. SEED_DTK-DBD调试 实验程序目录下的 CCS-Timer 的文件夹拷贝到D：盘根目录下。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. 打开 CCS,进入 CCS的操

17、作环境。5. 装入 timer.pjt 工程文件，添加dtk-boot.gel文件。6. 装载程序timer.out ,进行调试。7. 在程序的第101行“ i=i+1; ”处设置断 点。8. 运行程序，程序会停在断点处，表明已 进入定时器中断。继续运行程序，程序每次都会停在断点处。实验者可根据自己的需要改变周期寄存器的 值，从而控制每次进中断的时间。4.6 思考题理解DSP程序的编写过程，如何编写中断程序？四. 综合性实验 FIR滤波器的设计8.1实验目的1. 了解F工R滤波器的原理及使用方法；2. 了解使用Matlab语言设计F工RR滤波器的方法；3. 了解DSP对F工R滤波器的设计及编程

18、方法；4. 熟悉对F工R滤波器的调试方法；8.2实验内容本试验要求设计滤波器采样频率为1000hz,截n频率300hz的低通滤波器。设计 F工R滤波器实现上面要求。输入信号频率合成信号，目的是通过我们设计的滤波器将高频信号滤掉，余下低频的信号成分，达到滤波的效果。8. 3实验原理一个线性位移不变系统的输出序列丫(和输入序列X(之间的关系，应满足常系数线性差分方程：r-lUy()=另&工ji-n-i) n 0fdlra II助I：输入序列.VW 愉出序列.乩bii滤波器系灼.M濾取器的阶如在式匕式屮.若所冇的斎甸为乩 则时FIR濾波胖的护分方猊；X) = 2决工5 - 0i 口对匕式进叶工变换.

19、叫得FIR遽波黠的件屈昵數：F!k滥披誥的结构y(n)FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，则FIR滤波器具有线性相位特性。彳禺肌扌不: 加=-jiJ : 力*寸5 t 弑1)(A,-l)f禺封称线柞棚位FIR邂波駢的 冷好方聲宀丄一 1y(n)= 23 A L x ，s f+ JV + 1 + f )N 偶数在数字滤波器中，FIR滤波器具有如下几个主要特点： FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统； FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。本实验程序设计的就是一种偶对称的线性相位滤波器。程序算法实现采用循环缓冲区法。算法原理： 在

20、数据存储器中开辟一个N个单元的缓冲区(滑窗)，用来存放最新的N个输入样本； 从最新样本开始取数； 读完最老样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变； 用BK寄存器对缓冲区进行间接寻址，使缓冲区地址首尾相邻。8.4程序设计1. 滤波器的Matlab编写matlab程序，语言设计生成 F工R滤波器系数后，附到DSP汇编语言程序中。主程序如f=0 0.6 0.6 1;m=1 1 0 0b=firls (36, f, m)freqz (b, 1,512)b 二 b*2A 152. 输入信号程序，文件名为firin put.3. DSP汇编语言程序设计。汇编源文件fir. asm，中断向量表 vectoes. asm和链接命令文件fir. cmd 组成。8. 5实验步骤1. 打开ccs,新建立一上程