DSP原理及应用实验指导书

0 DSP 原理及应用 实验指导书 1 目 录 第一章 实验系统介绍 1 一 系统概述 1 二 硬件组成 1 第二章 调试软件安装说明 16 一 CCS 的安装 16 二 CCS 的设置 17 第三章 硬件安装说明 21 一 DSP 硬件仿真器的安装 21 二 DSP 硬件仿真器的使用 21 第四章 实验指导 23 实验一 常用指令实验 23 实验二数据存储实验 26 实验三I O 实验 30 实验四定时器实验 32 实验五INT2 中断实验 34 实验六A D 转换实验 36 实验七 D A 转换实验 41 实验八 主机接口通信实验 45 实验九 BOOTLOADER 装载实验 48 实验十 键盘接口及七段数码管显示实验 52 实验十一 LCD 实验 53 0 第一章第一章 实验系统介绍实验系统介绍 一 系统概述一 系统概述 EL DSP EXPII 教学实验系统属于一种综合的教学实验系统 该系统采用双 CPU 设计 实现了 DSP 的多处理器协调工作 两个 DSP 通过 HPI 口并行连接 CPU1 可以通过 HPI 主 机接口访问 CPU2 的存储空间 该系统采用模块化分离式结构 使用灵活方便用户二次开发 客户可根据自己的需求选用不同类型的 CPU 适配板 我公司所有 CPU 适配板是完全兼容的 用户在不需要改变任何配置情况下 更换 CPU 适配板即可作 TI 公司的不同类型的 DSP 的相 关试验 除此之外 在实验板上有丰富的外围扩展资源 数字 模拟信号发生器 数字量 IO 扩展 语音 CODEC 编解码 控制对象 人机接口等单元 可以完成 DSP 基础实验 算 法实验 控制对象实验和编解码通信试验 CPU1CPU2 语音编码解码 模块 存续器扩展 模块 信号源 模块 A D 模块 LCD 模块 数字量 输入 输出 模块 CPLD D A 模块 电源 模块 温控 模块 直流电机 模块 步进电机 模块 键盘 LED 模块 HPI 图 1 1 EL DSP EXPII 教学实验系统功能框图 二 硬件组成二 硬件组成 该实验系统其硬件资源主要包括 CPUCPU 单元单元 数字量输入输出单元数字量输入输出单元 存储器及信号扩展单元存储器及信号扩展单元 BOOTLOADERBOOTLOADER 单元单元 1 语音模块语音模块 液晶模块液晶模块 CPLDCPLD 接口接口 A DA D 转换单元转换单元 D AD A 转换单元转换单元 信号源单元信号源单元 温控单元温控单元 步进电机步进电机 直流电机直流电机 键盘接口键盘接口 电源模块电源模块 1 1 CPUCPU 单元单元 CPU 单元包括 CPU1 CPU2 两块可以更换的 CPU 板 用户可根据需要选择不同种 类的 CPU 板 板上除 CPU 之外还包括以下单元 1 1 CPUCPU 模式选择模式选择 CPU 通常情况下可以根据用户需求工作在不同的模式下 主要用 MP Error Error 的电平来决 定 当 MP Error Error 为高电平时 DSP 工作在微处理器模式 当 MP Error Error 为低电平时 DSP 工作在为计算机方式 在不同模式下存储器映射表有所不同 详细信息请查阅相应的数据 手册 2 2 电源模块 电源模块 在 CPU 板上由于 TMS320VC54X 数字信号处理器内核采用 3 3V 和 1 8V 供电 因此需要 将通用的 5V 转换成 3 3V 和 1 8V 为中央处理器提供内部电源 转换电路如图所示 C18 DGND C20 C23 3 3V1 8V C22C21 VCC NC 1 NC 2 1GND 3 1EN 4 1IN 5 1IN 6 NC 7 NC 8 2GND 9 2EN 10 2IN 11 2IN 12 NC 13 NC 14 NC 15 NC 16 2OUT 17 2OUT 18 2SENSE 19 NC 20 NC 21 2RESET 22 1OUT 23 1OUT 24 1FB SENSE 25 NC 26 NC 27 1RESET 28 U3 C19 3 3 电平转换电平转换 由于数字信号处理其内部采用 3 3V 和 1 8V 供电 而且其输入输出接口电平为 3 3V 对于数字量输出而言完全可以和 5V 电平兼容 但对于数字量输入而言 由于其内部是 3 3V 因此不能将中央处理器的输出口直接和外围扩展的 5V 器件相连 必须加入电平转换 期间进行电平转换和信号隔离 典型的就是数据线 必须进行隔离 对于其他的涉及到的 输入信号也要进行相应的转换 在 CPU 板上 U2 LVTH16245 完成了该项功能 复位电路以及时钟单元复位电路以及时钟单元 复位电路主要包括上电复位和硬件手动复位 每次复位要求至少要有 8 到 10 个系统时 钟 因此要求适当的配置复位电路 RC 网络 时钟电源主要利用数字信号处理器内部晶振源 2 并通过外部锁相环控制电路 选择适当倍频倍数 为 CPU 内部提供系统时钟 3 3V S1 R4 100 C1 4 7uF RESET R15 1k 3 3V 1 2 U3A 7414 3 4 U3B 7414 施密特触发器 D0 LED 2 2 数字量输入输出单元 数字量输入输出单元 8bit 的数字量输入 由八个带自锁的开关产生 通过 74LS244 缓冲 8bit 的数 字量输出 通过八个 LED 灯显示 通过 74LS273 锁存 数字量的输入输出都映射 到 CPU 的 IO 空间 数字量显示的八个 LED 数码管 通过 HD7279 控制 3 3 存储器及信号扩展单元 存储器及信号扩展单元 1 1 静态存储器静态存储器 SRAM IS61C256SRAM IS61C256 32K 8bit 32K 8bit 在该实验板上 使用的存储器接口芯片是 ISSI 公司的 IS61C256IS61C256 它具有以下特点 访问速度 10 12 15 20 25ns 可选 低功耗 400mW 典型 低静态功耗 250 W 典型 CMOS 器件 55mW 典型 TTL 器件 全静态操作 无需时钟或刷新 输入输出和 TTL 电平兼容 单 5V 供电 静态存储器分为两个部分 一部分是 32K 16bit 的程序存储器 地址为 8000H 0FFFFH 芯片序号 U20 U21 和 32K 16bit 的数据存储器 地址为 0000H 7FFFH 芯片序号 U22 U23 根据选择不同类型的 CPU 分别映射到相应地址的程序 3 空间和数据空间 2 2 DSKDSK 扩展信号插座扩展信号插座 接插件 P7 P8 是和 TI 公司 DSK 兼容的信号扩展接口 可连接图像处理 高速 AD DA USB 以太网等扩展板 也可以连接 TI 公司的标准 DSK 扩展信号板 P7P7 CPUCPU 信号扩展 信号扩展 TITI 公司兼容公司兼容 DSKDSK 接口 接口 序号序号符号符号备注备注 1 12V 电源 2 12V 电源 3GND 地 4GND 地 5 5V 电源 6 5V 电源 7GND 地 8GND 地 9 5V 电源 10 5V 电源 11NC 空脚 12NC 空脚 13NC 空脚 14NC 空脚 15NC 空脚 16NC 空脚 17NC 空脚 18NC 空脚 19 3 3V 电源 20 3 3V 电源 21BCLKX0 MCBSP0 数据输出时钟 22NC 空脚 23BFX0 MCBSP0 数据输出帧时钟 24BDX0 MCBSP0 数据输出 25 5V 电源 26GND 地 27BCLKR0 MCBSP0 数据输入时钟 28NC 空脚 29BFR0 MCBSP0 数据输入帧时钟 30BDR0 MCBSP0 数据输入 31 12V 电源 32GND 地 33BCLKX1 MCBSP1 数据输出时钟 34NC 空脚 35BFX1 MCBSP1 数据输出帧时钟 36BDX1 MCBSP1 数据输出 37GND 地 4 38GND 地 39BCLKR1 MCBSP1 数据输入时钟 40NC 空脚 41BFR1 MCBSP1 数据输入帧时钟 42BDR1 MCBSP1 数据输入 43GND 地 44GND 地 45TOUT0 定时器 0 输出 46NC 空脚 47NC 空脚 48INT0 中断 0 49TOUT1 定时器 1 输出 50NC 空脚 51GND 地 52GND 地 53INT1 中断 1 54NC 空脚 55NC 空脚 56NC 空脚 57NC 空脚 58NC 空脚 59RES 复位信号 60NC 空脚 61GND 地 62GND 地 63NC 空脚 64NC 空脚 65NC 空脚 66NC 空脚 67INT2 中断 2 68INT3 中断 3 69NC 空脚 70NC 空脚 71NC 空脚 72NC 空脚 73NC 空脚 74NC 空脚 75GND 地 76GND 地 77GND 地 78CLK 时钟 79GND 地 80GND 地 5 P8P8 CPUCPU 信号扩展 信号扩展 TITI 公司兼容公司兼容 DSKDSK 接口 接口 序号序号符号符号备注备注 1 5V 电源 2 5V 电源 3A19 地址 4A18 地址 5A17 地址 6A16 地址 7A15 地址 8A14 地址 9A13 地址 10A12 地址 11GND 地 12GND 地 13A11 地址 14A10 地址 15A9 地址 16A8 地址 17A7 地址 18A6 地址 19A5 地址 20A4 地址 21 5V 电源 22 5V 电源 23A3 地址 24A2 地址 25A1 地址 26A0 地址 27A21 地址 28A20 地址 29NC 空脚 30NC 空脚 31GND 地 32GND 地 33NC 空脚 34NC 空脚 35NC 空脚 36NC 空脚 37NC 空脚 38NC 空脚 39NC 空脚 40NC 空脚 41 3 3V 电源 6 42 3 3V 电源 43NC 空脚 44NC 空脚 45NC 空脚 46NC 空脚 47NC 空脚 48NC 空脚 49NC 空脚 50NC 空脚 51GND 地 52GND 地 53D15 数据 54D14 数据 55D13 数据 56D12 数据 57D11 数据 58D10 数据 59D9 数据 60D8 数据 61GND 地 62GND 地 63D7 数据 64D6 数据 65D5 数据 66D4 数据 67D3 数据 68D2 数据 69D1 数据 70D0 数据 71GND 地 72GND 地 73DSKRE 读写信号 CPLD 控制 74SWE 写信号 75SOE 读信号 76READY 准备好信号 77CE3 片选 78CE2 片选 79GND 地 80GND 地 4 4 BOOTLOADERBOOTLOADER 单元 单元 使用的存储器接口芯片是 28C256 32K 8bit 地址为数据空间 8000H 0FFFFH 它具 有以下特点 访问速度快于 45ns 7 低功耗 典型静态 CMOS 电流 20 A 单 5V 供电 供电电压可在 10 变化 典型编程时间 4S 100mA 闩锁保护从 1V 到 VCC 1V 高噪声门限 CMOS TTL 输入 输出电平兼容 标准 28 脚 DIP PDIP 封装或 32 脚 PLCC 封装 板上芯片序号 U24 用来存放用户程序 可以通过选择 CPU 板上的 MP Error Error 来选择 bootloader 模式 出厂时存储器内固化了系统测试程序 上电后可对系统硬件进行自动测 试 在本系统中采用并行存储器引导模式 5 5 语音处理单元语音处理单元 语音 CODEC 采用 TLC320AD50 芯片 该芯片采用 sigma delta 技术提供高精度低速信号 变换 有两个串行同步变换通道 D A 转换前的差补滤波器和 A D 变换后的滤波器 其他 部分提供片上时序和控制功能 Sigma delta 结构可以实现高精度低速的数模 模数转换 芯片的各种应用软件配置可以通过串口来编程实现 主要包括 复位 节电模式 通信协 议 串行时钟速率 信号采样速率 增益控制和测试模式 最大采样速率 22 05kb s 采样 精度 16bit 语音处理单元由语音输入模块 TLC320AD50 模块 输出功率模块组成 语音输入模 块采用偏置和差动放大技术 并经过滤波和处理后将输入到语音编解码芯片 TLV320AD50 前端输入的电压范围为 2 5V 2 5V 经过变换后输入到 AD50 的芯片的差动信号范围为 0 5V TLC320AD50C 作为主方式 通过 DSP 的 MCBSP0 口进行通信 音频信号通过 D A 转换后输出 由于 TLC320AD50 输出的是差动信号 因此首先经过差 动放大 然后可以推动功率为 0 4W 的板载扬声器 也可以接耳机输出 语音处理单元原理框图语音处理单元原理框图 语音处理单元接口说明 语音处理单元接口说明 J14 音频输入端子 可输入 CD 声卡 MP3 麦克风等语音信号 J15 音频输出端子 可接耳机 音箱 J3 语音处理单元输入信号接口 J1 语音处理单元输出信号接口 AD50 DSP McBSP 8 J6 地 语音处理单元拨码开关说明 语音处理单元拨码开关说明 S1 S1 拨码开关拨码开关 码位码位备注备注 1 1 ON 帧同步脉冲接通 缺省设置缺省设置 OFF 帧同步脉冲关断 2 2 ON 串口时钟接通 缺省设置缺省设置 OFF 缓冲串口时钟关断 S2 S2 拨码开关拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 直流量输入 OFF 交流量输入 缺省设置缺省设置 2 ON 扬声器输出 OFF 扬声器关闭 缺省设置缺省设置 语音处理单元可调电位器说明 语音处理单元可调电位器说明 输入调节输入调节 逆时针逆时针音量变大 顺时针顺时针音量变小 输出调节输出调节 逆时针逆时针音量变大 顺时针顺时针音量变小 注 语音处理单元的二号孔注 语音处理单元的二号孔 ININ 和和 OUTOUT 通过导线的连接 可以为温控单元 信号源单通过导线的连接 可以为温控单元 信号源单 元提供元提供 A DA D D AD A 转换的功能 详细操作参见实验指导 转换的功能 详细操作参见实验指导 6 6 液晶模块 液晶模块 本实验系统选用中文液晶显示模块LCM12864ZK 其字型ROM 内含8192个16 16 点中文 字型和128个16 8半宽的字母符号字型 另外绘图显示画面提供一个64 256点的绘图区域 GDRAM 而且内含CGRAM 提供4 组软件可编程的16 16 点阵造字功能 电源操作范围宽 2 7V to 5 5V 低功耗设计可满足产品的省电要求 同时 与CPU等微控器的接口界面灵 活 三种模式并行8 位 4 位串行3 线 2 线 LCD数据接口基本上分为串行接口和并行接口 两种形式 本实验采用串行接口方式 用户根据需要改变跳线JS1改用并行接口方式 液晶模块拨码开关说明 液晶模块拨码开关说明 S23 S23 拨码开关拨码开关 码位码位备注备注 1 空位 2 ON 液晶模块背光电源开 OFF 液晶模块背光电源关 缺省设置 7 7 CPLDCPLD 接口接口 采用 XILINX 公司的 XC95144XL 芯片 完成译码和时序控制 JTAG4 为 CPLD 下载接 口 可用 XILINX 公司的软件 通过并口下载电缆对 CPLD 在线编程 JS1123 跳线跳线 JS1 的配置示意图的配置示意图 注 连接 注 连接 串行方式串行方式 连接 连接 并行方式并行方式 9 JTAG4 CPLD 下载口定义 JTAG1JTAG1 引脚序号引脚序号JTAGJTAG 功能组功能组相关说明相关说明 1TCK 时钟 2NC 空脚 3TMS 模式控制 4GND 地 5TDI 数据输入 6NC 空脚 7TDO 数据输出 8GND 地 9 5V 电源 10 5V 电源 D2 D3 为 CPLD 工作指示灯 正常工作时 D2 D3 点亮 CPU1 复位时 D3 不亮 CPU2 复位时 D2 不亮 8 8 D AD A 转换单元转换单元 数模转换采用 DAC08 芯片 分辨率 8 位 精度 1LSB 转换时间可达 85ns DAC08 可以应用在 8 bit 1 us A D 变换 伺服电机 波形发生 语音编码 衰减器 可编程功 率变换器 CRT 显示驱动 高速 modems 以及其他要求低成本 高速等多功能场合 在本实 验系统中 DAC08 采用对称偏移二进制输出方式 输出电压范围 5V 5V 注 注 Vref 10VVref 10V 对称偏移二进制输出编码图 底板 DAC08 参考电压 Vref 5V 输入 00h 输出电压 5V 输入 ffh 输出电压 5V D A 单元原理框图 数模转换单元接口说明 数模转换单元接口说明 S24S24 拨码开关 拨码开关 码位码位备注备注 2 ON DA 输出给直流电机控制端 OFF DA 输出悬空 缺省设置 D S P D A C 0 8 10 1 ON DA 输出给 J4 端子 OFF DA 输出悬空 缺省设置 J4 DA 输出端子 J2 地 9 9 A DA D 转换单元转换单元 模数转换芯片选用 AD7822 单极性输入 采样分辨率 8BIT 并行输出 內含取样保持 电路 以及可选择使用內部或外部参考电压源 具有转换后自动 Power Down 的模式 电流 消耗可降低至 5 A 以下 转换时间最大为 420ns SNR 可达 48dB INL 及 DNL 都在 0 75 LSB 以內 可应用在数据采样 DSP 系统及移动通信等场合 在本实验系统中 参考电压源 2 5V 偏置电压输入引脚 Vmid 2 5V 模拟输入信号经过运放处理后输入 AD7822 VinD7 D0 Vref 200000000 Vref10000000 Vref Verf 211111111 AD7822 编码图 模数单元原理框图 模数转换单元拨码开关说明 模数转换单元拨码开关说明 S25S25 拨码开关 拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 信号源 1 输出给 AD OFF AD 输入悬空 缺省设置 2 ON 信号源 2 输出给 AD OFF AD 输入悬空 缺省设置 S26S26 拨码开关 拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 温控单元输出给 AD OFF AD 输入悬空 缺省设置 2 ON J12 端子输入给 AD OFF AD 输入悬空 缺省设置 J12 AD 输入端子 J23 地 拨码开关其它设置状态为非法状态 1010 信号源单元 信号源单元 频率 幅值可调双路三角波 方波和正弦波产生电路采用两片 8038 信号发生器 输出 频率范围 20 100KHz 幅值范围 10V 10V 输出波形 频率范围可通过波段开关来选择 频率 幅值可独立调节 两路输出信号可以经过加法器进行信号模拟处理和混叠 作为信 号滤波处理的混叠信号源 混叠后的信号从信号源 1 输出 A D 7 8 2 2 D S P 11 ICL8038 原理框图 信号源单元原理框图 信号源单元波段开关说明 信号源单元波段开关说明 波形选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的波形 正弦 三角 方波 频 率选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的频率范围 0 2K 2K 10K 10K 120K 信号源单元电位器说明 信号源单元电位器说明 频率调节频率调节 左旋左旋变小变小 右旋右旋变大变大 幅值调节幅值调节 左旋左旋变大变大 右旋右旋变小变小 J8 信号源 1 输出 2 1 12 J7 信号源 2 输出 J5 地 1111 温度控制单元 温度控制单元 由温度信号采集单元 加热信号驱动单元 模拟温箱加热控制电路组成 温度信号采 集单元电路的热敏电阻的阻值随温度的变化而变化 经运放处理 输出一个电压变化 逐渐 减小 的温度信号给系统板的 A D 采集输入端 加热信号驱动单元将系统板送来的加热信号 分两路处理 一路放大后驱动加热指示二极管发光 另一路经隔离后驱动可控硅导通 模 拟温箱加热控制电路由加热信号隔离电路 AC220V 控制电路 可控硅 输出电路组成 温度控制单元拨码开关说明 温度控制单元拨码开关说明 S5S5 拨码开关 拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 5V 电源给温控单元 OFF 断开 5V 电源 缺省设置 2 ON 12V 电源给温控单元 OFF 断开 12V 电源 缺省设置 J10 温度控制单元反馈电压输出 J11 地 LED18 12V 电源指示灯 1212 步进电机单元 步进电机单元 步进电机多为永磁感应式 有两相 四相 六相等多种 实验所用的电机为两相四拍 式 通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转 驱动电路由脉冲信号来 控制 所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速 脉冲信号是有 DSP 的 IO 端口 地址 8001H 的低四位提供 位 0 对应 D 位 1 对应 C 位 2 对应 B 位 3 对应 A 如下图所示 电机每相电流为 0 2A 相电压为 5V 两相四拍的通电顺序如下表所示 相相 顺序顺序 A AB BC CD D 0 01 10 01 10 0 1 10 01 11 10 0 2 20 01 10 01 1 3 31 10 00 01 1 注 顺时针方向旋转通电顺序为 0 1 2 3 逆时针方向旋转通电顺序为 3 2 1 0 步进电机单元拨码开关说明 步进电机单元拨码开关说明 S4S4 拨码开关 拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 5V 电源给步进电机单元 OFF 断开 5V 电源 缺省设置 2 ON 12V 电源给直流电机单元 OFF 断开 12V 电源 缺省设置 LED16 12V 电源指示灯 LED17 5V 电源指示灯 1313 直流电机单元 直流电机单元 该单元由电压调整 驱动电路 速度检测反馈电路组成 由系统板送来的电压信号与 CD A B 13 可调节的基准电压经加法运算后 输出驱动直流电机运行 速度检测 反馈电路由于电机 同轴转的转盘上的强力磁钢 霍尔磁感应放大器 单周期速度信号采集器组成 当与电机 同轴运行的转盘上的磁钢与霍尔片正对时 霍尔片输出负电压 经整形 放大 供系统采 集 J9 直流电机控制脉冲输入端 J13 地 LED15 中断反馈指示灯 1414 键盘接口 键盘接口 键盘接口是由芯片 HD7279 按制的 HD7279 是一片具有串行接口的 可同时驱动 8 位 共阴式数码管或 64 只独立 LED 的智能显示驱动芯片 该芯片同时还可连接多达 64 键的 键盘矩阵 单片即可完成 LED 显示 键盘接口的全部功能 HD7279A 内部含有译码器 可直 接接受 BCD 码或 16 进制码 并同时具有 2 种译码方式 此外 还具有多种控制指令 如消 隐 闪烁 左移 右移 段寻址等 HD7279A 具有片选信号 可方便地实现多于 8 位的显 示或多于 64 键的键盘接口 在该实验系统中 仅提供了 16 个键 1515 其它接口说明 其它接口说明 电源单元 为系统提供 5V 12V 12V 3 3V 电源 S22S22 拨码开关 拨码开关 CPUCPU 中断源选择中断源选择 码码 位位备备 注注 1 ON 2 ON CPU 中断 2 给键盘接口 1 ON 2 OFF CPU 中断 2 给 A D 转换单元 1 OFF 2 ON CPU 中断 3 给键盘接口 1 OFF 2 OFF CPU 中断 2 3 置高 缺省设置 S3S3 拨码开关 拨码开关 码码 位位备备 注注 1 OFF A D 单元采样时钟为低频 缺省设置 ON A D 单元采样时钟为高频 2 ON J8 为信号源 1 2 路的混频输出 OFF 断开混频输出 缺省设置 JTAGJTAG 接口 接口 JTAG3 接口定义 引脚序号引脚序号JTAGJTAG 功能组功能组相关说明相关说明 1TMS JTAG 模式控制 2TRST JTAG 复位 3TDI JTAG 数据输入 4GND 地 5 电源 3 3V 6NC 空脚 7TDO JTAG 数据输出 8GND 地 14 9TCLK JTAG 时钟 10GND 地 11TCLK JTAG 时钟 12GND 地 13EMU0 仿真中断 0 14EMU1 仿真中断 1 K1 非自锁按键 每按一下产生一个负的脉冲 K10 自锁按键 状态状态备备 注注 按下JTAG3 连接到 JTAG2 弹起JTAG3 连接到 JTAG1 综上所述 本章介绍了该系统的硬件资源 看完本章内容 应该对实验系统有一个基 本的了解 在余下的几章中将会结合实验详细介绍 每个单元在实验中的具体应用 15 第二章第二章 调试软件安装说明调试软件安装说明 一 一 CCSCCS 的安装的安装 利用 CCS 集成开发环境 用户可以在一个开发环境下完成工程定义 程序编辑 编译 链接 调试和数据分析等工作环节 下图为典型 CCS 集成开发环境窗口示例 整个窗口由 主菜单 工具条 工程窗口 编辑窗口 图形显示窗口 内存单元显示窗口和寄存器显示 窗口等构成 以安装 CCS5000 2 0 为例 1 1 CCSCCS 软件安装系统要求软件安装系统要求 要使用 Code Composer Studio 操作平台必须满足以下的要求 IBM PC 或兼容机 Microsoft Window95 98 NT 4 0 2000 XP 32M 内存 100M 硬盘空间 奔腾处理器 SVGA 800 600 2 2 CodeCode ComposerComposer StudioStudio 的安装的安装 1 安装 CCS 到系统中 将 CCS 安装光盘放入到光盘驱动器中 运行 CCS 安装程序 setup exe 出现以下画面 如果在 WindowsNT 下安装 用户必须要具有系统管理 员的权限 16 选择 NEXT 按系统提示安装 默认安装路径是 C ti 2 安装完成后 在桌面上会有 CCS 2 C5000 和 Setup CCS 2 C5000 两个快捷方式图标 分别对应 CCS 应用程序和 CCS 配置程序 3 如果用户的操作系统为 Windows 95 则可能需要增加环境变量空间 方法是将语 句 shell c windows command com e 4096 p 添加到 C 盘根目录下的 CONFIG SYS 文件中 然后重新启动计算机 这条语句将环境变量空间设置为 4096 字节 二 二 CCSCCS 的设置的设置 安装 CCS 软件与普通的程序安装类似 没有特殊要求 下面介绍安装完成后如何设 置 CCS 软件 如果 CCS 是在硬件目标板上运行 则先要安装目标板驱动程序 然后运行 CCS Setup 配置驱动程序 最后才能执行 CCS 除非用户改变 CCS 应用平台类型 否则 只需运行一次 CCS 配置程序 运行 Code Composer Studio Setup 软件 即桌面上的 Setup CCS2 C5000 图标 17 点击 Install a Device Driver 选择相应驱动程序 例如 5X 系列 PCI 开发器为 xdspci54x dvr ISA 开发器为 wtxds54xisa dvr EPP 开发器为 sdgo5xx32 dll 2X 系列 PCI 开发器为 xdspci2xx dvr ISA 开发器为 wtxds2xxisa dvr EPP 开发器为 sdgo2xx32 dll 3X 系列 PCI 开发器为 xds3xPCI dvr ISA 开发器为 wtxds3xisa dvr EPP 开发器为 Sdgo3x32 dll 此时 Available Board Simulator Type 一栏中会出现相应的驱动图标 18 把该图标拖动到最左边的 System Configuration 一栏中 出现 Board Properties 对话框 点击 NEXT 进入下一页 会显示板卡的 I O 口值 修改为 0 x378 ISA PCI USB 仿真器不 用修改 再点击 NEXT 在 Processor Configuration 窗中 在 Available Processor 中选择 TMS320C54XX 然后 点 击 Add Single 对话框右边出现 CPU 1 图标 19 点击 NEXT 进入下一页 提示选择一个初始化的 GEL 文件 对于 5000 系列的 DSP 芯片 可 选择 5402 5409 5410 等 最后 点击 finish 关闭 CCS 程序 选择保存 至此 CCS 安装设置完成 20 第三章第三章 硬件安装说明硬件安装说明 硬件仿真器是进行系统开发的必备工具 它是采用边界扫描技术和 CPU 芯片通过 JTAG 口相连接 实现了主机对 CPU 芯片的完全检测和控制 可以通过 JTAG 和相应的软件调试环 境实现系统的硬件调试和软件的再现调试开发工作 一 一 DSPDSP 硬件仿真器的安装硬件仿真器的安装 第一步 取出开发系统 检查是否齐全 EPP 开发系统 A 关闭 PC 机电源 将专用电缆插入并口中 注意插接要稳固 B 用 5V 稳压电源通过电源插口给仿真器供电 C 启动 PC 机 安装新硬件 驱动程序 eppdrive zip USB 开发系统 A 关闭 PC 机电源 将专用电缆插入 USB 口中 注意插接要稳固 B 启动 PC 机 安装新硬件 驱动程序 usbdrive zip PCI 开发系统 A 关闭 PC 机电源 取下机箱盒 将 PCI 卡插入 PCI 插槽中 注意插接要稳固 B 启动 PC 机 安装新硬件 驱动程序为 pcitfsetup zip C 安装好 PCI 卡后 用 37 针专用连线 连接 PCI 卡与连接仿真盒 再将仿真盒 另一端 连好 JTAG 接线 第二步 将以安装好的仿真器 JTAG 线 插入 CPU 板上的 JTAG 接口 至此 硬件仿真器安装完成 二 二 DSPDSP 硬件仿真器的使用硬件仿真器的使用 硬件仿真器的用法比较简单 只要将 JTAG 口连接正确 DSP 芯片能够正常工作并且软 件调试环境配置正确即可以应用 下面给出 JTAG 的定义 注意第六脚是空脚 接通电源 把实验箱后方的电源开关打到 1 位置 实验箱通电 实验箱电源单元 的指示灯 LED1 2 3 4 指示灯点亮 双击桌面上的 CCS2 C5000 图标 进入 CCS 软件界面 可以开始 进行程序的开 发和调试 21 22 第四章第四章 实验指导实验指导 实验一实验一 常用指令实验常用指令实验 一 一 实验目的实验目的 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 系列指令的用法 二 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 仿真器 实验箱 三 三 实验步骤与内容实验步骤与内容 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 ON 实验箱上电 启动 CCS 此时仿真 器上的 绿色小灯绿色小灯 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 CCS 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 软件软件 CCSCCS 的应用方法参见第三章 的应用方法参见第三章 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 注 实验系统连接及实验系统连接及 CCSCCS 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 再复述 5 填写实验报告 6 样例程序实验操作说明 启动 CCS 2 0 并加载 exp01 out PCI USB EPP 接口 JTAG 接口 计 算 机仿 真 器 实验箱 CPU 板 23 加载完毕 单击 Run 运行程序 24 实验结果 实验结果 可见指示灯 LED5 以一定频率闪烁 单击 Halt 暂停程序运行 则指示灯 LED5 停止闪烁 如再单击 Run 则指示灯 LED5 又开始闪烁 关闭所有窗口 本实验完毕 源程序查看 源程序查看 用下拉菜单中 Project Open 打开 Exp01 pjt 双击 Source 可查看 源程序 25 实验二实验二 数据存储实验数据存储实验 一 一 实验目的实验目的 1 掌握 TMS320C54 的程序空间的分配 2 掌握 TMS320C54 的数据空间的分配 3 熟悉操作 TMS320C54 数据空间的指令 二 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 仿真器 实验箱 三 三 实验系统相关资源介绍实验系统相关资源介绍 本实验指导书是以 TMS32OVC5402 为例 介绍相关的内部和外部存储器资源 对于其他 类型的 CPU 请参考查阅相关的数据手册 下面给出 TMS32OVC5402 的存储器分配表 对于数据存储空间而言 映射表相对固定 值得注意的是内部寄存器都映射到数据存 储空间内 因此在编程应用是这些特定的空间不能作其他用途 对于程序存储空间而言 其映射表和 CPU 的工作模式有关 当 MP MC 引脚为高电平时 CPU 工作在微处理器模式 当 MP MC 引脚低电平时 CPU 工作在为计算机模式 具体的存储器映射关系如上如所示 存储器试验主要帮助用户了解存储器的操作和 DSP 的内部双总线结构 并熟悉相关的 指令代码和操作等 四 四 实验步骤与内容实验步骤与内容 1 连接好 DSP 开发系统 运行 CCS 软件 2 在 CCS 的 Memory 窗口中查找 C5402 各个区段的数据存储器地址 在可以改变的数 26 据地址随意改变其中内容 3 在 CCS 中装载实验示范程序 单步执行程序 观察程序中写入和读出的数据存储 地址的变化 4 联系其他寻址方式的使用 5 样例程序实验操作说明 启动 CCS 2 0 并加载 exp02 out 用 View 下拉菜单中的 Memory 查看内存单元 输入要查看的内存单元地址 本实验要查看 0 x1000H 0 x100FH 单元的数值变化 输入 地址 0 x1000H 27 查看 0 x1000H 0 x100FH 单元的初始值 单击 Run 运行程序 也可以 单步 运行程 序 单击 Halt 暂停程序运行 查看 0 x1000H 0 x100FH 单元内数值的变化 28 关闭各窗口 本实验完毕 源程序查看 源程序查看 用下拉菜单中 Project Open 打开 Exp02 pjt 双击 Source 可查看 源程序 本实验说明 本实验说明 本实验程序将对 0 x1000 开始的 8 个地址空间 填写入 0 xAAAA 的数值 然后读出 并存 储到 0X1008 开始的 8 个地址空间 在 CCS 中可以观察 DATA 存储器空间地址 0X1000 0X100F 值的变化 29 实验三实验三 I OI O 实验实验 一 一 实验目的实验目的 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 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 仿真器 实验箱 三 三 实验步骤与内容实验步骤与内容 1 运行 CCS 软件 装载示范程序 分别调整数字输入单元的开关 K2 K9 观察 LED7 LED14 亮灭的变化 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 exp03 out 单击 Run 运行程序 任意调整 K2 K9 开关 可以观察到对应 LED7 LED14 灯 亮 或 灭 单击 Halt 暂停持续运行 开关将对灯失去控制 30 关闭所有窗口 本实验完毕 源程序查看 源程序查看 用下拉菜单中 Project Open 打开 Exp03 pjt 双击 Source 可查看 源程序 四 四 实验说明实验说明 实验中采用简单的一一映射关系来对 I O 口进行验证 目的是使实验者能够对 I O 有一目了然的认识 在本实验中 提供的 IO 空间分配如下 CPU 0 x8000 按键 input X 8 0 x8001 灯 output X 8 31 实验四实验四 定时器实验定时器实验 一 一 实验目的实验目的 1 熟悉 C54 的定时器 2 掌握 C54 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 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 硬件仿真器 实验箱 三 三 实验步骤和内容实验步骤和内容 1 运行 CCS 软件 调入样例程序 装载并运行 2 定时器试验通过数字量输入输出单元的 LED7 LED14 来显示 3 例程序实验操作说明 启动 CCS 2 0 并加载 exp04 out 单击 Run 运行 可观察到 LED 灯 LED7 LED14 以一定的间隔时间不停摆动 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 32 烁 关闭所有窗口 本实验完毕 源程序查看 源程序查看 用下拉菜单中 Project Open 打开 Exp04 pjt 双击 Source 可查看 各源程序 四 实验说明四 实验说明 C54 的定时器是一个 20 位的减法计数器 可以被特定的状态位实现停止 重新启动 重设置或禁止 可以使用该定时器产生周期性的 CPU 中断 控制定时器中断频率的两个寄 存器是定时周期寄存器 PRD 和定时减法寄存器 TDDR 在本系统中 如果设置时钟频率为 20MHZ 令 PRD 0 x4e1f 这样得到每 1 1000 秒中 断一次 通过累计 1000 次 就能定时 1 秒钟 33 实验五实验五 INT2INT2 中断实验中断实验 一 一 实验目的实验目的 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 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 仿真器 实验箱 三 三 实验步骤和内容实验步骤和内容 1 低电平单脉冲触发 DSP 中断 INT2 该中断由 单脉冲单元 产生 按一次非自锁开关 K1 产生一个中断 2 运行 CCS 软件 调入样例程序 装载并运行 3 每按一次开关 K1 LED7 LED14 灯亮灭变化一次 4 填写实验报告 5 样例程序实验操作说明 启动 CCS 2 0 并加载 exp05 out 单击 Run 运行程序 反复按开关 K1 观察 LED7 LED14 灯亮灭变化 单击 Halt 暂停程序运行 反复按开关 K1 LED7 LED14 灯亮灭不变化 34 关闭所有窗口 本实验完毕 源程序查看 源程序查看 用下拉菜单中 Project Open 打开 Exp05 pjt 双击 Source 可查看 各源程序 四 实验说明四 实验说明 DSP 的 INT2 中断为低电平沿触发 35 实验六实验六 A DA D 转换实验转换实验 一 一 实验目的实验目的 1 熟悉 转换的基本原理 2 掌握 TLV320AD50 的技术指标和常用方法 3 熟悉 DSP 的多通道缓冲串口的应用方法 4 掌握并熟练使用 DSP 和 AD50 的接口及其操作 二 二 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 软件 DSP 仿真器 实验箱 音频线 音频信号源 三 三 实验步骤和内容实验步骤和内容 1 语音处理单元 的拨码开关设置 S1 S1 拨码开关拨码开关 码位码位备注备注 1 ON 帧同步脉冲接通 2 ON 串口时钟接通 S2 S2 拨码开关拨码开关 码位码位备注备注 1 OFF 交流量输入 2 OFF 扬声器关闭 2 用音频线连接 语音模块 的 J14 和语音输入信号 3 运行 CCS 软件 加载示范程序 4 按下 F12 运行程序 查看数据存储器中的内容变化 5 观察采样结果 6 填写实验报告 7 样例程序实验操作说明 启动 CCS 2 0 并打开 exp06 pjt 工程文件 双击 exp06 pjt 及 Source 可查看各源程序 加载 exp06 out 文件 36 在 exp06 c 中 READAD50 处 设置断点 单击 Run 运行程序 程序运行到断点处停止 用下拉菜单中的 View Graph 的 Time Frequency 打开一个图形观察窗口 37 设置该图形观察窗口的参数 观察起始地址为 0 x1000H 长度为 256 的存储器单元内 的数据 该数据为输入信号经 A D 转换之后的数据 数据类型为 16 位整型 38 单击 Animate 运行程序 在图形观察窗口观察 A D 转换后的数据波形变化 单击 Halt 暂停程序运行 用 View 的下拉菜单中 Memory 打开存储器数据观 察窗口 设置该存储器数据观察窗口的参数 选择地址为 0 x1000H 数据格式 C 格式 16 进 制数 单击 Animate 运行程序 调整存储器数据观察窗口 并在该窗口中观察数据变化 A D 转换后的数据存储在地址为 0 x1000 0 x10FFH 单元内 变化数据将变为红色 39 单击 Halt 停止程序运行 关闭 exp06 pjt 工程文件 关闭各窗口 本实验完毕 四 四 实验说明实验说明 TLC320AD50 通过 McBSP 多通道缓冲串口和 DSP 完成数据通讯 TLC320AD50 为主机 产 生发送 接收时钟和发送 接收同步脉冲 采样数据存储在从 0X1000 开始的 256 个数据单元 中 40 实验七实验七 D AD A 转换实验转换实验 二 二 实验目的实验目的 1 熟悉 D A 转换的基本原理 2 掌握 TLV320AD50 的技术指标和常用方法 3 熟悉 DSP 的多通道缓冲串口的应用方法 4 掌握并熟练使用 DSP 和 AD50 的接口及其操作 三 三 实验设备实验设备 计算机 CCS 2 0 版软件 DSP 仿真器 实验箱 示波器 四 四 实验步骤与内容实验步骤与内容 1 语音处理单元 的拨码开关设置 S1 S1 拨码开关拨码开关 码位码位备