DSP技术实验指导书28335

1、中原工学院电子信息学院电能变换实验平台DSP技术课程实验指导书中原工学院电子信息学院2015-5-4电能变换与控制试验平台DSP技术课程实验指导书一、课程的目的、任务 本课程是电气工程及其自动化专业学生在学习电力电能变换及控制方向课程中的一门实践性技术课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电能变换及控制基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。为后续课程的学习打下基础。二、课程的教学内容与要求本试验平台可完成DSP技术CCS使用、时钟、中断、定时器、A/D转换、EV事件管理模块和通信等实验，可根据教学大纲的要求进行选取。三、各实验

2、具体要求 见P2四、实验报告 学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验结果和实验心得等。实验一 CCS软件的认识 实验目的 1 熟悉 CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法； 2 掌握 CCS 集成开发环境的调试方法； 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； 实验知识背景：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

3、调试、分析能力。（1）CCS3.3的安装与配置和CCS3.1类似，先安装CCS3.3，路径可选择为C:CCStudio_v3.3，桌面上会出现和两个图标，然后安装硬件仿真器usb驱动SEED-XDSUSB_CCS3.3，路径仍为C:CCStudio_v3.3，C:CCStudio_v3.3drivers出现Seedusb2.cfg文件，安装完毕后，先双击图标进入Code Composer Studio Setup，在Family下拉列表中选择C28xx。软件仿真模式：如果进行软件仿真，则双击选择F28335 Device Simulator，F28335 Device Simulator即出现

4、在MySystem中，然后单击左下角的Save&Quit，在弹出的Start Code Composer Studio on exit？对话框中选择“是”，即可打开Code Composer Studio进行软件仿真。硬件仿真模式：如果连接硬件仿真器，进行硬件调试，则双击选择F28335 XDS510 Emulator，F28335 XDS510 Emulator即出现在MySystem中，然后在MySystem中，在F28335 XDS510 Emulator上单击右键选择Properties，在弹出的窗口中将Auto-generate board data file 改为Auto-

5、generate board data file with extra configuration，点击Browse选择Seedusb2.cfg，接着点击Next，Finish，最后单击左下角的Save&Quit，在弹出的Start Code Composer Studio on exit？对话框中选择“是”，即可打开Code Composer Studio进行硬件仿真。1.内存、寄存器的查看操作 1) 查看寄存器 使用 view Registers CPU Registers 命令 2) 查看内存 使用 view memory命令 2Graph 的设置即图形显示 1) 选择View

6、Graph Time/Frequency。2) 在弹出的Graph Property Dialog对话窗中， 将 Graph Title，Start Address，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。示例将起始地址为将要观察的数组名如sinne, 512个存储单元以32位浮点数格式进行图形显示3) 点击OK，将出现所设的图形窗口。如：在滤波实验中，用示例(A)方法设定的图形窗口，在运行滤波程序前后

7、，显示结果如下图所示（可以观察到滤波前后的波形：上边为原始图形，下边为滤波后的波形） ：4) 可以在图形上单击右键，选择“Float In Main Table，这时图形将浮现在窗口中，以便观察。 实验步骤 可按以下两种方式完成实验：1、修改已有工程（1）将CCS设置为软件仿真模式，点击Save&Quit进入 CCS 环境；如果已经设置过了直接双击图标进入 CCS 环境。（2）将已有工程jxDSP2833x_common、jx DSP2833x_headers和jxjx三个文件加的内容复制到自己创建的目录中。（3）点击Project->Open, 在建立的文件夹中打开ccs.pj

8、t（4）点击ccs.pjt前的，打开源文件ccs.c。（5）将ccs.c文件按所有实现的目标修改，保存（6）点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project 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。（7）点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。（8）装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，即可进行调试。2、自己新建工程（1）将CCS设置为软件仿真模式，点击Save&

9、Quit进入 CCS 环境；如果已经设置过了直接双击图标进入 CCS 环境。 （2）选择 File New Source File 命令创建源文件（3）编写源代码，选择 File Save保存源程序名为 ccs.c（4）创建其他源程序（如.cmd）可重复上述（2）（3）步骤。（5）点击Project->New,创建一个新工程，弹出对话框，在Project 中填入工程名，Location 中输入工程路径，工程名及路径最好设为英文，其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建。 （6）在Projects中出现所建工程，在其上点击右键选择 add files to project,添加工程所需文

10、件。在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择C Source Files(*.c;*.ccc)点击打开，即可添加源程序 XXX.c添加到工程中。同样的方法可以添加文件 XXX.cmd到工程中； (拷贝头文件和初始化文件到相应目录中)（7) 在工程中的文件上点击右键可选择对其进行打开、删除、查看属性等操作（8）点击 Project 选择 Build Opitions，在弹出的对话框中设置相应的编译参数，然后选择“Linker”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，一般情况下，需要设置以下三个内容。1)compiler/advanced/Floating Point Support

11、为fpu32 2) compiler/preprocessor/Include Search Path 改为.DSP2833x_headersinclude;.DSP2833x_commoninclude3）Linker/Libares/Incl.Libaries 改为rts2800_fpu32.lib（9）点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；若是做了少许修改，可以使用 Project 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。（10）点击 File load program

12、，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。（11）装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，即可进行调试。（12）调试过程中用到了观察窗口、内存窗口、Graph等工具，关闭CCS时想把调试环境保存下来，可以打开 File Workspace Save Workspace 保存，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要 File Workspace Load Workspace 即可恢复当前设置。（13）在创建工程和文件后，定义一变量，使其随时间的增加按三角波、锯齿波规律变化，并在View Graph Time/Frequency中观察该变量。实验二

13、CPU定时器、中断及通用I/O 实验目的： 1. 了解DSP程序的构成； 2. 了解DSP程序各段的含义； 3. 熟悉如何编写 28335 的中断服务程序； 4. 掌握长时间间隔的定时器的处理； 5. 掌握通用I/O的设置方法； 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，驱动LED灯闪烁； 4. 通用I/O的设置，使选定的I/O输出，1kHz的方波信号；实验背景知识： TMS320F28335片内有3个32位CPU定时器。这些定时器有一个32位计数器，当计数器到达0时，产生一个中断。其中，TIMER0 中断为 PIE 中断，TIMER1 中

14、断直接连到CPU的 INT13，TIMER2 中断直接连到 CPU的 INT14。 F28335 的 CPU 定时器详细说明和编程操作请参考课本在 Timer 实验调试程序中，主要包含以下文件： 1. DSP2833x _CpuTimers.c：包含定时器初始化和配置函数。 2. DSP2833x_DefaultIsr.c: 包含各中断默认的中断程序。 3. DSP2833x _GlobalVariableDefs.c: 定义各模块的全局变量。 4. DSP2833x _Gpio.c: Gpio初始化。 5. DSP2833x _InitPeripherals.c: 包含各外设初始化。 6.

15、DSP2833x _PieCtrl.c: 初始化各 PIE 控制寄存器。 7. DSP2833x _PieVect.c: PIE 中断向量表初始化。 8. DSP2833x _SysCtrl.c: 包含系统初始化函数等。 9. CpuTimer.c: 这是实验的主程序，包含了系统初始化，定时器中断初始化，定时器 中断程序等。 10. SRAM.cmd: 声明了系统的存储器配置与程序各段的连接关系。 实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG插头与 SEED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP 仿真器与计算机连接好；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察 D

16、1、D2是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源。 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击Save&Quit进入 CCS 环境；如果已经设置过了直接双击图标进入 CCS 环境5. 按实验一的要求建立自己的工程。6. 调试。7. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project 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。8. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debu

17、g Go Main回到 C程序的入口，即可进行调试9. 打开 CpuTimer.c 文件， 在程序的第 53行“CpuTimer2.InterruptCount+;处设置断点。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。若取消断点，连续运行程序会看到 SEED_DEC28335 板卡上的D1 和 D3 交替闪烁，表明实现了中断程序的运行结果。 10.修改程序，使发光二极管D1闪烁间隔为1s，2s，3s，1s，2s，3s，依次循环，使发光二极管D2闪烁间隔为1s，2s，1s，2s，1s

18、，2s，依次循环。实验三 ePWM模块应用及PWM实验实验目的： 1. 熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握ePWM模块应用及PWM生成方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化 2. ePWM模块的初始化 3. DSP 中断向量表的建立 4要求输出的PWM频率为12.8kHz,占空比为50%和70%两种。实验背景知识： F28335ePWM模块的详细说明及PWM的编程操作请参考课本相关内容；J17：A 组电机控制驱动接口,采用 2.54mm 间距、26-芯双排直插针式连接器，其引脚定义如下：实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG

19、插头与 SEED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP 仿真器与计算机连接好；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察指示灯是否为亮，若不亮请断开电源，检查电源。 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击图标进入 CCS 环境。5. 建立自己的工程。6. 调试。7. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project 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。8. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug

20、 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，全速运行即可产生占空比不变的矩形波。 9调整比较寄存器得值，观察输出的PWM的占空比。实验四 ePWM模块应用及SPWM实验实验目的： 1. 熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握SPWM原理及事件管理器SPWM生成方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化 2. ePWM模块的初始化 3. DSP 中断向量表的建立4要求输出的SPWM载波频率为12.8kHz, 调制波频率为50Hz,调制度为0.6。实验背景知识： F28335事件管理器的详细说

21、明及PWM的编程操作请参考课本相关内容。J17：A 组电机控制驱动接口,采用 2.54mm 间距、26-芯双排直插针式连接器，其引脚定义如下：实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG插头与 SEED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP 仿真器与计算机连接好；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察指示灯是否为亮，若不亮请断开电源，检查电源。 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击图标进入 CCS 环境。5. 建立自己的工程。6. 调试。7. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project B

22、uild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。8. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，全速运行即可产生占空比不变的矩形波。9. 修改程序，实现输出的矩形波占空比按正弦规律变化。添加定时中断，在中断服务程序中，通过计算按正弦规律改变比较单元的值，从而来实现输出的矩形波占空比按正弦规律变化。10.将PWM引脚先经过阻容低通滤波电路，如图所示，再用示波器观察输出波形。实验五 eCAP实验实验目的： 1.

23、熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握eCAP模块使用方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化； 2. eCAP模块的初始化； 2. DSP 中断向量表的建立；3. 捕获中断的编写； 4对实验三产生的PWM的频率和脉宽进行测量。实验背景知识：F28335eCAP模块P的编程操作请参考课本相关内容。J18：A 组电机编码盘接口，采用 2mm 间距、5-芯单排直插针式连接器，其引脚定义如下： J19：B 组电机编码盘接口，采用 2mm 间距、5-芯单排直插针式连接器，其引脚定义如下： 实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG插头与 SE

24、ED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP仿真器与计算机连接好，将PWM管脚与eCAP管脚相连；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察电源指示灯是否亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源； 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击图标进入 CCS 环境；5. 建立自己的工程；6. 调试；7. 修改程序，实现捕获脉冲边沿和测量脉宽的功能。添加捕获中断，在中断服务程序中，计算脉宽并保存到数组。8. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project Build命令进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。可

25、节省编译与连接的时间。编译通过，生成.out文件。9. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，开始调试 实验六 PWM&A/D转换实验实验目的： 1. 熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握事A/D模块的使用方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化 2. A/D模块的初始化 2. DSP 中断向量表的建立3. A/D转换中断程序的编写 4.将实验四的PWM输出经RC滤波后输入AD进行测量，熟悉过采样技

26、术，以提高采样精度。实验背景知识：SEED-DEC28335 板上的有 16 路 A/D 信号输入通路，ADCINA0至ADCINA7分别位于J17的26至19引脚，ADCINB0至ADCINB7分别位于J6的26至19引脚，信号范围是 0V3V。J17的17、18管脚和J6的17、18管脚都是AD模块的模拟地ADCLO。测试程序主要是对外部模拟量输入信号进行 A/D转换。 A/D测试程序首先对 A/D模块进行初始化操作，当 A/D模块“非忙”时，启动 16个 A/D通道进行转换，接着进入死循环等待转换完毕，A/D转换完毕后，产生 AD中断，中断服务程序将 A/D转换结果读入数组中，并再次启动

27、A/D通道进行转换，循环往复。F28335中A/D模块的详细说明及编程操作请参考课本相关内容。实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG插头与 SEED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP 仿真器与计算机连接好，将J17的18管脚ADCLO和16管脚GND连接；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察电源指示灯；若有不亮的，请断开电源，检查电源； 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击图标进入 CCS 环境；5. 建立自己的工程；6. 调试；7. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project

28、 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。8. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，在数组名a1上右击“Add to Watch Window”。9.在“AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1;”行设置断点，点击“连续运行程序”，在观察窗口中查看数组a1的值。10.将J17的7管脚T1PWM_T1CMP先经过阻容低通滤波电路，再和26管脚ADCINA0相接

29、。如图11.编写程序从T1PWM_T1CMP输出SPWM（参考实验四），经过阻容低通滤波后变为直流，将此作为A/D模块的输入信号，编写程序将A/D转换后的数据存入数组中，并在Graph中观察。实验七 SPWM&A/D转换实验实验目的： 1. 熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握事A/D模块的使用方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化；2. A/D模块的初始化；2. DSP 中断向量表的建立；3. A/D转换中断的编写；4.将实验五的SPWM输出经RC滤波后输入AD进行测量，熟悉均方根采样算法。实验背景知识：SEED-DEC28

30、335板上的有 16 路 A/D 信号输入通路，ADCINA0至ADCINA7分别位于J17的26至19引脚，ADCINB0至ADCINB7分别位于J6的26至19引脚，信号范围是 0V3V。J17的17、18管脚和J6的17、18管脚都是AD模块的模拟地ADCLO。测试程序主要是对外部模拟量输入信号进行 A/D转换。 A/D测试程序首先对 A/D模块进行初始化操作，当 A/D模块“非忙”时，启动 16个 A/D通道进行转换，接着进入死循环等待转换完毕，A/D转换完毕后，产生 AD中断，中断服务程序将 16个 A/D转换结果读入数组 a116中，并再次启动 16个 A/D通道进行转换，循环往复

31、。F28335中A/D模块的详细说明及编程操作请参考课本相关内容。实验步骤 1. 将 DSP 仿真器的 JTAG插头与 SEED-DEC28335 单元的 J1 相连接； 2. 将 DSP 仿真器与计算机连接好，将J17的18管脚ADCLO和16管脚GND连接；3. 接通SEED-DEC28335的电源。观察 D1、D2是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源； 4. 将CCS设置为硬件仿真模式，点击图标进入 CCS 环境；5. 建立自己的工程；6. 调试；7. 点击 Project Build all，对工程进行编译，如正确则生成*.out文件；也可以使用 Project Build命令进

32、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。8. 点击 File load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件。装载完毕后点击 debug Go Main回到 C程序的入口，在数组名a1上右击“Add to Watch Window”。9.在“AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1;”行设置断点，点击“连续运行程序”，在观察窗口中查看数组a1的值。10.将PWM管脚先经过阻容低通滤波电路，再和26管脚ADCINA0相接。如图11.编写程序从T1PWM_T1CMP

33、输出SPWM（参考实验五），经过阻容低通滤波后变为正弦波，将此作为A/D模块的输入信号，编写程序将A/D转换后的数据存入数组中，并在Graph中观察。实验八 SCI接口实验实验目的： 1. 熟悉 CCS 的开发环境； 2. 掌握事SCI接口的使用方法； 3. 了解 SEED-DEC28335 的硬件系统； 实验内容： 1. DSP 的初始化 2. SCI接口的初始化 2. DSP 中断向量表的建立3. SCI接收中断的编写 实验背景知识：SEED-DEC28335 模板上的有 2 个 SCI 串口，本程序是对 COM1 进行操作，首先，用串口线连接 PC机和 SEED-DEC28335 板上的J4, 开始运行程序，然后打开 PC 机上的串口测试软件，设置选择串口为COM1,波特率为 19200，数据位为8，校验位为None，停止位为1，先由 “发送字符”窗口给 SEED-DEC28335 发数据，SEED-DEC28335 收到数据后，把收到的数据再发回