TMSC4xDSP的函数发生器的设计

1、封面1/16作者： Pan Hongliang仅供个人学习广东石油化工学院DSP综合实验报告课程名称：DSP系统开发与设计实验题目：函数信号发生器学号：姓名：班级：指导老师：实验日期：2012-6-11至 2012-6-15基于 TMS320C54x DSP的函数发生器的设计一、设计目的：1、 了解数字波形产生的原理；2、 学习用 DSP产生各种波形的基本方法和步骤；2/163、 掌握 DSP与 D/A 转换器接口的使用。二、设计设备计算机、 DSP仿真器、 ZYE1801B实验箱、 20M示波器三、设计原理波形产生是 DSP的重要应用之一。而正弦信号发生器的设计则是波形产生应用的一个重要方面

2、，它在通信领域有着广泛的应用。通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：取泰勒级数的前5 项，得近似计算式：递推公式：sin(nxx)sin(nx-sin(nx) = 2cos(-1)-2)cos(nxx)sin(nx-cos(nx) = 2cos(-1)-2)由递推公式可以看出， 在计算

3、正弦和余弦值时 , 需要已知 cos( x) 、sin( n-1) x、sin( n-2) x和 cos( n-2) x。为了减少使用的存储器，可以采用正弦信号的对称性，复制90180 度的正弦值和 180360 度的正弦值。余弦信号的产生同样可以采用多种方法产生。一是采用公式计算得到，二是采用正弦信号变换得到。方波信号产生可以通过轮流输出两个不同大小的数值通过A/D 转换得到。四、设计内容本设计题目以 TMS320C54xDSP为目标器件，设计并实现基于迭代法的“正弦序列生成”算法及其DSP程序。设计步骤：1、熟悉正弦信号发生器的算法以及在DSP系统的实现3/162、熟悉 A/D 转换的原理

4、及实验箱的链接3、掌握 A/D 转换的程序的编写4、编写 DSP的正弦信号发生器的程序5、编写定时程序产生100HZ、 1KHZ、 10KHZ的正弦、余弦以及100K、1M 的方波信号，每种类型的波形单周期360 个点。6、编写按键程序， 控制输出。用三个拨码开关对DSP进行输入，输入的 07 对应的 8种不同的波形。7、用示波器观察各个波形8、分析波形失真的原因。五、实验步骤1. 熟悉本实验原理。2. 阅读本实验样例程序。3. 依次连接主板上的 PC10、PC11、 TP32 到 PC15、 PC16、 GND；依次连接主板上的PC13、PC14、M58到插板上的 DJ0、DJ1、 S12。

5、4. 将计算机与 ZYE1801C实验箱通过并口 P1 相连。5. 运行 CCS软件客户软件 DSP程序 test19 ，通过插板上的 JP1，JP2，JP3 来选择不同的波形。6. 用示波器观察 DA0的输出波形。六、设计的硬件结构框图七、实验代码DSP芯片D/A 转换器先计算 045（间隔为 0.5 ）的 sin 和 cos 值，在利用 sin2a=2sina*cosa求出3 位数字量输入12位数字量输出模拟量输出sin 值（间隔为 1）。然后，通过复制， 获得 0 359的正弦值。 重复向 PA口输出，便可得到正弦波。4/16个人收集整理勿做商业用途.titlebxfsq.asm.mmr

6、egs.global main.def start.ref d_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx,sinx,cosxsin_x:.usectsin_x,360cos_x:.usectcos_x,360fangbo:.usectfangbo,360STACK:.usectSTACK,10Hk_theta:.set 286TIM0 .set 0024HPRD0 .set 0025HTCR0 .set 0026HPA.set0100H.textstart:;产生正弦波数据STMk_theta,AR0STM#0,AR1STM#sin_x,AR6STM#90,BRCRPTBloop1-1LDM

7、AR1,ALD#d_xs,DPSTLA,d_xsSTLA,d_xcCALLsinxCALLcosxLD#d_sinx,DPLDd_sinx,16,AMPYAd_cosxSTHB,1,*AR6+MAR*AR1+0loop1: STM#sin_x+89,AR7STM#88,BRC5/16个人收集整理勿做商业用途RPTBloop2-1LD*AR7-,ASTLA,*AR6+loop2: STM#179,BRCSTM#sin_x,AR7RPTBloop3-1LD*AR7+,ANEGASTLA,*AR6+loop3: STM#sin_x+89,AR6STM#cos_x,AR7STM#269,BRCRPTB

8、lcos-1LD*AR6+,ASTLA,*AR7+lcos:STM#sin_x,AR6STM#89,BRCRPTBloop4-1LD*AR6+,ASTLA,*AR7+; 产生方波数据loop4: STM#fangbo,AR6STM#179,BRCRPTBlfangbo-1LD#7FFFH,ASTLA,*AR6+lfangbo:STM#179,BRCRPTBmain-1LD#0H,ASTLA,*AR6+main:STM#0,SWWSRSTM#STACK+10H,SP6/16个人收集整理勿做商业用途STM#3FA0H,PMSTSTM#0010H,TCR0STM#0260H,TCR0STM#0008

9、H,IFRSTM#0008H,IMRRSBXINTMPORTRPA,*AR2LD*AR2,AAND#01B,ABCfangbo_1m,ANEQLD*AR2,AAND#010B,ABCfangbo_100k,ANEQLD*AR2,AAND#0100B,ABCsin_10k,ANEQLD*AR2,AAND#01000B,ABCsin_1k,ANEQLD*AR2,AAND#010000B,ABCsin_100,ANEQLD*AR2,AAND#0100000B,ABCcos_10k,ANEQLD*AR2,AAND#01000000B,ABCcos_1k,ANEQLD*AR2,AAND#10000000

10、B,ABCcos_100,ANEQend: B endfangbo_1m:STM#10,TIM07/16个人收集整理勿做商业用途STM#10,PRD0STM#fangbo,AR3B mainfangbo_100k:STM #110,TIM0 STM #110,PRD0 STM #fangbo,AR3Bmainsin_10k:STM #2,TIM0 STM #2,PRD0 STM #sin_x,AR3B main sin_1k:STM #30,TIM0 STM #30,PRD0 STM #sin_x,AR3B main sin_100:STM #306,TIM0 STM #306,PRD0 ST

11、M #sin_x,AR3B main cos_10k:STM #2,TIM0 STM #2,PRD0 STM #sin_x,AR3Bmaincos_1k:STM #30,TIM0 STM #30,PRD0 STM #sin_x,AR3B main cos_100:8/16个人收集整理勿做商业用途STM#306,TIM0STM#306,PRD0STM#sin_x,AR3Bmain; 定时器中断输出TINT_T0:STM#1,AR0STM#360,BKloop:PORTW*AR3+0%,PAB loopRETEsinx: .defd_xs,d_sinx.datatable_s: .word 01c

12、7h;c1=1/(8*9).word030bh;c2=1/(6*7).word0666h;c3=1/(4*5).word1556h;c4=1/(2*3)coef_s: .usectcoef_s,4d_xs:.usectsin_vars,1squr_xs: .usectsin_vars,1temp_s: .usectsin_vars,1d_sinx: .usectsin_vars,1l_s:.usect sin_vars,1.textSSBXFRCTSTM#coef_s,AR5RPT#3MVPD#table_s,*AR5+STM#coef_s,AR3STM#d_xs,AR2STM#l_s,AR4

13、ST#7FFFH,l_sSQUR*AR2+,A9/16个人收集整理勿做商业用途STA,*AR2|LD*AR4,BMASR*AR2+,*AR3+,B,AMPYAASTHA,*AR2MASR*AR2-,*AR3+,B,AMPYA*AR2+STB,*AR2|LD*AR4,BMASR*AR2-,*AR3+,B,AMPYA*AR2+STB,*AR2|LD*AR4,BMASR*AR2-,*AR3+,B,AMPYAd_xsSTHB,d_sinxRETcosx: .defd_xc,d_cosx.datatable_c .word 0249h ;c1=1/(8*7).word0444h;c2=1/(6*5).w

14、ord0aabh;c3=1/(4*3).word4000h;c4=1/(2*1)coef_c.usect coef_c,4d_xc.usect cos_vars,1squr_xc .usect cos_vars,1temp_c.usect cos_vars,1d_cosx.usect cos_vars,1l_c.usect cos_vars,1.textSSBXFRCTSTM#coef_c,AR5RPT#3MVPD#table_c,*AR5+10/16个人收集整理勿做商业用途STM#coef_c,ar3STM#d_xc,AR2STM#l_c,AR4ST#7FFFH,l_cSQUR*AR2+,A

15、STA,*AR2|LD*AR4,BMASR*AR2+,*AR3+,B,AMPYAASTHA,*AR2MASR*AR2-,*AR3+,B,AMPYA*AR2+STB,*AR2|LD*AR4,BMASR*AR2-,*AR3+,B,ASFTAA,-1,ANEGAMPYA*AR2+MAR*AR2+RETDADD*AR4,16,BSTHB,*AR2RET.sect .vectors.align 0x80RESET: BDmainSTM#200,SPnmi:RETENOPNOPNOPsint17 .space 4*16sint18 .space 4*16sint19 .space 4*1611/16个人收

16、集整理勿做商业用途sint20 .space 4*16sint21 .space 4*16sint22 .space 4*16sint23 .space 4*16sint24 .space 4*16sint25 .space 4*16sint26 .space 4*16sint27 .space 4*16sint28 .space 4*16sint29 .space 4*16sint30 .space 4*16int0:RETENOPNOPNOPint1:RETENOPNOPNOPint2:RETENOPNOPNOPtint:BTINT_T0NOPNOPNOPrint0: RETENOPNOP

17、NOPxint0: RETENOPNOP12/16个人收集整理勿做商业用途NOPrint1: RETENOPNOPNOPxint1: RETENOPNOPNOPint3:RETENOPNOPNOP.end2、cmd 文件代码如下：说明系统中有哪些可用存储器、程序段、堆栈及复位向量和中断向量等安排在什么地方。其中MEMORY段就是用来规定目标存储器的模型，通过这条指令， 可以定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占据的地址范围； SECTIONS段说明如何将输入段组合成输出段以及在可执行文件中定义输出段、规定输出段在存储器中的位置等。bxfsq.obj-o bxfsq.out-m bxfs

18、q.map-e startMEMORYPAGE 0: EPROM :origin=0E000h,length=1000hVECS:origin=0FF80h,length=0080hPAGE 1: SPRAM :origin=0060h,length=0020hDARAM1 :origin=0080h,length=0010hDARAM2 :origin=0090h,length=0010hDARAM3 :origin=0200h,length=0600hSECTIONS13/16个人收集整理勿做商业用途.text : EPROM PAGE 0.data : EPROM PAGE 0STACK

19、 : SPRAM PAGE 1sin_vars: DARAM1 PAGE 1coef_s : DARAM1 PAGE 1cos_vars: DARAM2 PAGE 1coef_c : DARAM2 PAGE 1sin_x : align(512) DARAM3 PAGE 1cos_x : align(512) DARAM3 PAGE 1fangbo : align(512) DARAM3 PAGE 1.vectors: VECSPAGE 0八、设计结果以及结果分析在装有 ccs 软件的计算机上进行调试仿真， 首先在仿真平台上配置好仿真平台，然后将以上代码输入代码编辑器，通过调试可得出实验所要求

20、的波形。正弦波形图如下：余弦波形图如下：方波图形如下：三种波形的图如下：九、实验总结本次课程设计中对课堂所学进行了实践, 中断 ,I/O口, 定时器 大大地加深了我对 DSP编程原理的理解。 我还在这过程中进一步提高自身的创作、创新水平，扎实基础，扩展所学。并且此次课程设计，基于课程理论知识和网上资料，使我对数字信号处理课程有了更深一步的了解和掌握，对利用CCS软件编程的数字信号处理方法有了进一步的了解。在理论课的基础上进行实验实习，是对本门课程的深入学习和掌握， 在以后的工作学习中， 数字信号的处理都是采用计算机仿真的方法进行测试， 因此，掌握基于计算机的数字信号处理方法对以后的工作和学习有

21、很大的帮助。14/16个人收集整理勿做商业用途版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途， 但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the p