DSP技术实验指导书

1、一 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

2、期的所有阶段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 湖南工学院教案用纸 p2.CCS窗口介绍1.3.2 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. filename.h: C程序的头文件，包含DSP/BIO

3、S API模块的头文件 5. filename.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 湖南工学院教案用纸 p1.3.3 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

4、序行前，选择 DebugBreakpoints， 即完成可一个断点的设置。 2CCS 提供 3 种方法复位目标板 1) Reset DSP： Debug Reset 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 Restart ，将 PC 值恢复到当前载入程序的入口地址。 3) Go main： Debug Go main ，将程序运行到主程序的入口处暂停。 3CCS 提供 4 种执行操作 1) 执行执行： Debug Run ，程序运行直到遇到断点为止。 2) 暂停执行： Debug Halt ，程

5、序停止运行。 3) 动画执行： Debug Animate，用户反复运行程序，直到遇到断点为止。 4) 自由执行： Debug Run Free ，禁止所有断点运行程序。 4CCS 提供 4 种单步执行操作 1) 单步进入：Debug step 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 step Over ，此命令将函数或子函数当作 一条语句执行，不进入内部调试。 3) 单步跳出：Debug step Out ，此命令作用为从子程序中跳出 4) 执行到光标处： Debug Run to Cursor，快捷键 crtl+F10，

6、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 Watch Window 命令 2) 查看寄存器 使用 view Registers CPU Registers 命令3) 查看内存 使用 view memory 命令 湖南工学院教案用纸 p6Graph 的设置即图形显示 1) 选择View Graph Time/Frequency。2) 在弹出的Graph Property Dialog对话窗中， 将 Graph Title，StartAddress，Acquisition Buffer Size，Display Data Size，DSP Data

7、 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，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

8、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 New 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 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

9、 to project,添加工程所需文件。 湖南工学院教案用纸 p5. 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Project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

10、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ProjectBuildall，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 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Fileloadprogram，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 Go Main回到C程序的入口5 打开 File Workspace Save 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 Workspa

11、ce 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D SP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“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

12、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COOlh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，

13、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。 2采用单步运行或执行到光标处，或全速运行。观察其结果。(具体请参考实验一) 湖南工学院教案用纸 p3.6实验程序框图 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量表的特点 湖南工学院教案用纸 p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

14、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湖南工学院教案用纸 p4.5. 实验步骤首先将光盘下 03. Examples of Program 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 DS

15、P 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“

16、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。

17、 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Y(和输入序列X(之间的关系，应满足常系数线性差分方程: 湖南工学院教案用纸 pFIR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。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:在数据存储器中开

18、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*2 152. 输入信号程序，文件名为firinput. 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，新建立一上程文件fir. Pjt. 2.将汇编源文件fir. asm、中断向量表vectors. asm和链接命令