山东轻工业学院

1、山东轻工业学院DSP原理与应用实验指导书电子信息与控制工程学院通信工程教研室2010 年 12 月实验一常用指令实验实验目的1、了解DSP开发系统的组成和结构；2、熟悉DSP开发系统的连接；3、熟悉DSP的开发界面；4、熟悉C54X系列的寻址系统；5、熟悉常用C54X系列常用指令的用法。二、实验设备计算机，CCS 2.0版以上软件，DSP仿真器，实验箱。三、实验原理外部标志输出（软件可控信号）XF可用于在多处理器结构中相互通信，也可作通用输出脚。本实验中XF引脚先接到CPLD，然后把XF再通过CPLD输出给LED灯。XF为低时LED亮，XF为高时LED灭。四、实验步骤与内容下面的连接以EPP并

2、口仿真器为例，其他类型的仿真器的连接方法，参考其说明书。1、系统连接进行DSP实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：2、上电复位在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接正常后，接通仿真器电源或启动计算机，此时，仿真盒上的“红色小灯”应点亮，否则 DSP开发系统与计算机连接有问题。3、运行CCS程序待计算机启动成功后，实验箱 220V电源置“ or”，实验箱上电，启动 CCS此时仿真器上的“绿 色小灯”应点亮，并且CCS正常启动，表明系统连接正常；否则仿真器的连接、JTAG接口或CCS相关设置存在问题，掉电，检查仿真器的连接、 JTAG接口连接，或检查 CC

3、S相关设置是否正确。注：如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系统硬件并复位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，具体仿真器和仿真成功运行程序后，首先应熟悉CCS的用户界面学会CCS环境下程序编写、调试、编译、装载，学习如何使用观察窗口等。4、修改样例程序，尝试 DSP其他的指令。注：实验系统连接及 CCS相关设置是以后所有实验的基础，在以下实验中这部分内容将不再 复述。5、填写实验报告。6、样例程序实验操作说明下面以expO1_xf的操作过程说明 CCS的工程建立连接编译的方法：（其他实验的操作过程和实验一相同）1 ）把” exp01_xf目录拷贝到”

4、 C:myprojects ”目录下,去掉其只读属性2）删除除了” .asm、.cmd”后缀外的其它所有文件和文件夹3）打开 CCS的Projectnew ”菜单4）按下图建立工程”exp01_xf5）打开” add files to project ”菜单，把” exp01_xf ” 目录下的.asm、.cmd 文件添加到 exp01_xf 的工程中。?lli Djnda=L 口 QST/EHE 口 dHMTkt-l IJ T-nrlqt uWri,-4 匚J乞皿比nHJA.JA JTilrt Ip Itu* pE*J LxpDI zf.iUlv Doiinc bdt?lcait In H

5、u n H i nd：FSlop ICliKT.CIakt. 隼1iu暫iau E-aly.lFhliil-_ .：EL L.l,E 3 PrjcLi 曰15Eroj &! IpitiTiMnEii C?nfLiiri：ic(ni .3UIll j 4ltLDl,.Sc：kn All ? i lfe Qpi=l 诃HTlJMltTi fF S/LiILM lapc-r l it Fj3.K .LlniaBuili 农WiCTU JUUEIimv/C5*4 L6 Device ShHVilat or/CPOC54.Ice) Code CoiipoB-c Studi口.11* di L 3 arr

6、 护力”亡!中bu占B|T+ E3 Bl lil d ! 4PlFilasI 觎 filtx_D4pndnt Prjtcts O WMEKG Caofa; .J CELrt; tii Pi lx _1 laclud*Li briETL-_J Siurct 因 1； 01. un 出 SECTORS 0t WC4S_iL.CMD F血 View |日oukmarks Pair Htlg pbtsE Fl6）点击“ rebuld all”按钮，编译连接工程。t /CSfllS Dhtlcb SiHulat or/CF(T - C54E (Sraulator) - Cvd Cdijjdbee St

7、udioEEE2 口晶电启G令C |W创锻总1匡去*ili fSit 甘打肝巧“址 Qlxf Poar 醪匚 ptliD dlc DP/BIDE ?LoJ |flp|.ifll_xpji寸 Ug 餌忖如加a 0BISQ回也檻3心1?1帀I? earning i i&Dtiy p口i.血t sywbcd wcmtQCl uitdefibedBui Id Cempll自七白 Eirfi!毁.1 Warni SigS.0 RBXLa.rls .| fl HiMd /CFU JUIJEDBuilds lOkUrHj ib warning: entry point symbol _c_in tOO un

8、 defi ned打开 “ projectbuildoptions ” 菜单的 linker 选项，把” autoinitmodW 选项设置为 “ noauto in itialzati on,再重新编译连接工程。8)在” fileload program菜单，并加载exp01_xf.out加载完毕，单击Run运行程序;实验结果：可见“ CPLD单兀”的指示灯 D3以一定频率闪烁；单击“ Halt ”暂停程序运行，则指示灯D3停止闪烁，如再单击“ Run”则指示灯D3又开始闪烁;关闭所有窗口，本实验完毕。源程序查看：用下拉菜单中Project/Open ，打开“ ExpOl.pjt ”双击“

9、Source”可查看源程序。五、 程序框图其中初始化包括SP及PMST寄存器值的设定延时子程序为一嵌套循环六、 思考题主程序流程图1) XF直接驱动 LED和XF通过 CPLD驱动LED的区另U?2)怎样判断5416内部的PLL已经切换到分频模式?实验二I/O 实验一、实验目的1、了解I/O 口的扩展；掌握I/O 口的操作方法；2、熟悉PORTR PORTW指令的用途；3、了解数字量与模拟量的区别和联系。二、实验设备计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。三、实验原理8位的数字量输入（由八拨码开关产生）当拨码开关打到靠近LED时为低，相反为高，通过 74LS244缓冲连接到DSP的

10、数据总线的低8位。8位的数字量输出（通过八个 LED灯显示）当对应 LED点亮时说 明输出为低，熄灭时为高，通过 74LS273缓冲连接到DSP的数据总线的低 8位。数字量输入输出单元的资源分配如下：数字量输入分配空间为 IO空间的：8000h （低8位，只读）译码：ioi ncs=Owhe n (a15=1 and a14=0 and a13=O and a12=0 anda3=O and a2=0 and a1=0 and aO=O and ios=0 and rn w=1) else1;引脚图：f1G1 u201A1219 :2Y4318 :1A2417 :2Y3516 :1A3615

11、:2Y2714 :1A4813 :2Y1912 :GND 1011 :(TOP VIEW)Yqc2G/2Gt1Y12A41Y22A31Y32A21Y42A1引脚说明：1An2An:输入；1Yn2Yn:输出；1G/2G片选，低有效。数字量输出分配空间为I0空间的：8001h (低8位，只写)译码：iooutcs=0 when(a15=1 and a14=O and a13=O and a12=0anda3=O and a2=0 and a1=0 and a0=1 and ios=0 and rnw=O) else 1;引脚图：CLR1 U201VCC1Q2198Q1D3188D2D4177D2Q

12、5167Q3Q6IS6Q3D1146D4D8135D4Q9125Qgnd1011CLK引脚说明：Dn:输入；Qn:输出；CLK时钟：上升沿有效；CLR :清除端，低有效。功能图:FUNCTION TABLE(each flip-flop)INPUTSOUTPUTCLEAR CLOCK DQLXXLHTHHH1LLHLXQfl和DSP连接的原理图J83HD2 7HDDHiT+5?4口 TTrrttrv yyn GNDHl|3| I I 昌HD4HD5HD713141716：D1JD2J D3D4D5血，D7DEQlQ2Q3Q4Q5QfiQ7Q8IOOUTCS 11IOOUTRES1卄忖 廿旳CL

13、K-；CLR74LS273LED2MRLED3LED4I I I I I开IO OUT 二MGifDI567RLEDH(|5MliU+5VA330tn14灯(5MLED6LED?LED8 /四、实验步骤与内容K1K8,观察LED1LED8亮灭的变1、运行CCS软件，装载范例程序，分别调整数字输入单元的开关 化，以及输入和输出状态是否一致。2、样例程序实验操作说明启动 CCS 2.0 ,并加载“ NORMALEXP03_IODEBUGexp03.ouf;_| Tr4-j!iiEtl单击 Run运行程序;任意调整K1K8开关，可以观察到对应 LED1LED8灯“亮”或“灭”；单击“ Halt ”，

14、暂停持续运行,开关将对灯失去控制;关闭所有窗口，本实验完毕。源程序查看：用下拉菜单中看源程序。五、 实验说明 沁 5Project/Open，打开“ NORMALEXP03_IOExp03.pjt ”，双击Source ”，可查实验中采用简单的映射关系来对 I/O 口进行验证，目的是使实验者能够对I/O识。在本实验中，提供的IO空间分配如下：CPU2的I/O 空间：地址0x8000按键in put (X) 8，通过74LS244扩展CPU2的 I/O 空间：地址 0x8001 灯 output(X) 8，通过 74LS273扩展六、程序框图有一目了然的认实验三定时器实验一、实验目的1、熟悉C5

15、4x的定时器；2、掌握C54x定时器的控制方法；3、学会使用定时器中断方式控制程序流程。二、实验设备计算机，CCS 2.0版软件，DSP硬件仿真器，实验箱。三、实验原理54x片上定时器只有一个输出引脚TOUT。每次片上定时器到零后，该脚就产生一个输出负脉冲，脉冲的宽度是CLKOUT输出的一个周期。这个脚可用于外部计数器的时钟输入。片上定时器对应了三个寄存器，分别是定时寄存器（TIM），定时周期寄存器（PRD）和定时器控制寄存器（TCR ）。它们在存贮空间的映射地址如下图所示：Timer RegistersTimer 0AddressTimer 1 Address iim aMai|ihIji

16、|JpJ eICD： l-Uli 771B IE41: J-Ut EfiTBIED: 1-U7 E-BTB I MJ: l-UC TTIRIEU: ：1Uirn- ijkr fmam sunIm i.j.*疋星-单击“ Halt ”暂停程序运行，LED灯停止闪烁；单击“ Run”运行程序，LED灯又开始闪烁;tJii/CTV” EM - M Wf kiwHMEI三II，曲岂轧热鬢D BSH回曲era m -臨中 rmaiKf： l|；“ pnarBLnar1-pvr-l砂| 也乍 | ftAKTfJ - C-3-Q 皿 iiXiL-iEiw Rwn JHtu Pcrfibr CVl fani-

17、fK Jmli|iul 固，关闭所有窗口，本实验完毕。源程序查看:用下拉菜单中 Project/Open，打开“ NORMALEXP04_TIMEREXP04Exp04.pjt” 双击“ Source ”,可查 看各源程序。程序流程图主程序:结束中断程序:show取反五、思考题1) 54X定时器在嵌入式系统可以做什么使用?2)TOUT引脚在嵌入式系统可以做什么使用？实验四 INT2 中断实验实验目的1 掌握中断技术，学会对外部中断的处理方法；2.掌握中断对程序流程的控制，理解DSP对中断的响应时序。二、 实验设备计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱三、 实验原理中断在 C54x

18、中有内部中断源和外部中断源，内部中断源包括一些片上外设产生的中断和软件产生的 中断。外部中断源包括经由外部中断引脚产生的中断。在 C54x 中，中断有两种分类方法，第一种是按照是否可屏蔽，第二种是按照中断产生方式。 按照是否可屏蔽分类，分为可屏蔽和不可屏蔽。所谓屏蔽是指DSP 可以接受这个中断，但是却不作任何反映， 也就是说对应的中断服务指令被屏蔽了， 从而得不到执行， 这种中断就叫做可屏蔽中断， 相反的， 如果一个中断只要产生，那么就必须有中断服务指令相应，这种中断叫做不可屏蔽中断。按照中断产生的方式可以分为软件中断和硬件中断。软件中断是指由指令产生的中断，硬件中断是指 由外部中断源产生或者

19、片上外设产生。这两种分类方法之间有一定的联系，具体如下。 第一：凡是软件中断必定是不可以屏蔽的。原因很简单，软件中断是由软件产生，加入你想屏蔽它， 那么干脆就别写这条指令，因此完全没有必要为软件中断设置是否可屏蔽机制。第二：硬件中断中有一些是可以屏蔽的，有一些不能屏蔽。 软件设计人员一般比较喜欢从可屏蔽性去考虑中断，而硬件设计人员喜欢从产生方式去考虑中断。在以下的讨论中，我们以C5402为例，介绍中断的相关细节内容。我们首先从应用的角度提出一个简单的问题如下：当用户按下一个按键，产生一个中断，那么DSP是如何跳转到相应的中断服务指令，执行完中断服务指令以后，它又是如何返回正常的程序执行呢？简单

20、的讲， DSP 的中断控制器发现一个中断以后，它就会把下一个将要执行的指令地址保存起来，然 后跳到中断服务指令处执行，执行完以后，再把刚才保存的地址重新装入执行寄存器，然后正常执行。那么， DSP 是如何知道服务指令在哪里放着呢？这就要从 DSP 的中断实现机制来讲。C54x 使用了一个叫做中断向量表的结构，里面保存着不同中断的服务指令入口地址。C54x 对中断进行编号，一共编了 32个号，每个中断占用 4个字的地址空间，所以这个中断向量表的大小是 0x80。下表是 C5402 的中断向量表组织结构。Tble 6-26.5402 h)terrt.ip t L octfons 总 nd Pnor

21、it tesTRAP/INTR Numtej (K)PriorityNameLocation Hex)Function01SINTR0Reset (hardware and software resets12NUI/SINTie4Noiwoskiibie iiiterriipt2SINT17aSoftware interrupt #173SINT18cSoftware in it upt#184SINT1910interrupt?；195一SINT20uSoftware intrnt#20eSINT21187SINT221CaoftAare inlrrupl#22BSINT2320Softwa

22、re in terr upl S23&SINT2424Softw are ir) ierr ypt#2410SINT252SSoftware Interr opt #2511SINTO2GS：4tA- ._iip in怕upt 昔2612SINT2730Software interrupt#2713SINT2g34Software imterTMpt#2814SINT29asSoftware interrupt #2915SINT303CSoft 甌 rm in ITT up 儒旳Table 6-26.6402 Interrupt L ocations and Priori Ifes (Con

23、tinued fTRAP/INTR Number (K)PriorityNameLocation (HexjFun ction163INTO/SINTO40External user Interrupt 0174IntT/sinti44External user interrupt#!1&5IN72/SINT248External user Interrupt#2196TIMTQ0NT34CUmerO interrupt207BRINThSINT450McBSP receive interrupt21&BXINTOSINTS54f.lcESP =：0 trans in It intern.ip

24、t229DMAC0/SINT75&DMA clumiel Internet2310TINT! DMACTSINT75CTinwi Interruptor DMA ctiannl 11nterrit.2411INT3/SINTB60External useInterrupt#32512HPINT/SINT964HPI intefMX2613BR|NT1；DMAC2 SINT10储McBSP #1 receive interrupt (ctefault) or DMA channel 2 riterrupt2714BXINTtDMAC ； INTI 16GMcBSP #1 trans in it

25、interrupt (default) or DMA chaiine-l ?. rite rr J pt2&15DMAC4/SINT1270DMA diannel 4 interript2916DMAC5/SINT1374DMA chjiinl 5 Interrupt12012778-7FReserved在该表中，编号越低，优先级越高。其中SINTx表示软件中断，也就是能通过软件实现的中断，而其它的就是对应的硬件中断。比如NMI/SINT16，表明该中断既可以通过硬件实现，也可以软件实现。硬件中断中，用户可以自定义仅有 NMI , INT0:3,其它的硬件中断都已经指定给了 DSP的片上外设，

26、 比如编号为19的中断，TINT0/SINT3，它是片上定时器中断或者软件中断，当片上定时器0到点后，就会产生一个中断，相应就会执行这个地址里面的东西。仅有中断向量表，DSP似乎还是不能够找到中断服务指令的地址。事实上，DSP内部有一个中断控制器，它能够识别每一个编号的中断，所以一旦中断发生后，中断控制器就可以根据编号在相应的中断向量表里面找中断服务指令的地址。然而，中断控制器仅能识别中断的编号，也就是说寻址范围仅有0x80,是什么告诉系统中断向量表在哪里放着呢？这就是前面讲到的，中断向量表指针（IPTR），这个指针在ST1寄存器中占用的9位，可以想象，由于中断向量表是0x80大小，因此，以0

27、x80为单位，9位的寻址范围是64K字。所以，中断向量表可以放在程序空间低64K中的任何以0x80为边界的地方。而在系统初始化时，IPTR的值刚好映射到了程序空间FF80处。现在大家比较清楚了上面我们提出问题的答案了。更进一步讲，系统对中断的处理不是这么简单，因为，系统里面有套中断处理机制，必须判别中断是否已经被屏蔽，如果屏蔽，那么就不会得到响应。在处理中断时，系统使用了两个主要的寄存器，中断标志寄存器（IFR），中断屏蔽寄存器（IMR ）。对于非可屏蔽中断和复位信号，系统直接相应，没有什么判断处理，也就不设计这两个寄存器。IFR的位描述如下图所示。（h） 5402 IFR15 M 13121

28、1109 B 76543210(l-.l.BX1NTI 骑DMAC3BRINT1 orDMAC2iipniINT3TINT1 CH DhMCIDMAlO6XNT0ttRINFOTINTOINT?INTIINTO这个寄存器的每一位对应一个中断，相应的中断发生后，这个位就会被置位。显然，这里面没有NMI和RESET对应的标志位。IMR的位描述如下图所示：(h) 5402 1MR1514131211109876543210Rgsvc|DMftC5DMAC4BXINTI orDMAC3BRINT1I orDMAC2HPINTINT3TINT!OF DMAC1DMA uBXINTOBR1NT0TINTO

29、1NT2INTIINTO这根IFR是对应的。IMR的值完全由程序员控制，假如你想屏蔽掉某个中断，那么你就需要对IMR的相应中断位置位。对于可屏蔽中断的处理过程如下图所示；中断源产生一个中断请求，在这个过程中，如果是可屏蔽中断，那么它必定在IFR里占一席之地，此时对IFR相应的位置位。如果是不可屏蔽中断，直接进入中断服务程序。中断服务程序要做的事情后面会讲到。如果是可屏蔽的，那么接下来下来系统要确认是否可以执行。如下图。在这个阶段，系统回检查如下条件。第一：检查所有同时发生的中断的优先级，高优先级首先得到相应。第二：检查 ST1中的中断模式位（INTM），如果该位为1，所有中断全部被屏蔽。INT

30、M是一种快速 屏蔽所有可屏蔽中断的方法。第三：检查IMR中相应中断的屏蔽位，如果置位，则不能得到执行。如果以上三条检查都通过，那么系统进入中断服务程序。具体内容如下。第一：把程序计数器（PC）压栈。第二：把相应中断向量的地址装入程序计数器（PC）。第三：从中断向量地址中取到跳转指令，把IACK信号置低，同时对相应中断的IFR位清零，执行跳转指令。IACK变低的时候，在紧接着的 CLKOUT时钟上升沿，A6A2表明了中断向量的编号，因此， 可以通过IACK和A6A2对中断进行检测，但必须将地址可见模式位（ AVIS ）置位。第四：执行中断服务指令直到一个返回语句。第五：正常返回，把栈里的内容弹出

31、重新装入PC。第六：继续执行正常指令。整个中断执行的流图如下。Flow Digrm of Intenupt OpemtionNaYesIMR mciikIn terruplNoPC sved on software shck *Inter ixLic kJ icv Irdgr J: IACK genera ledHarOLvare mteiTLiptorINTR inst met ion?INTM set to 1Interrupt service routine runReturn instruclion restores PC(jdEiin pfoq 苗 rn anti需要注意一点，对于不可屏蔽中断在