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文档简介
1、.DSP 系统设计与应用 课程设计报告书题目名基于 DSP 定时器的 LED 控制系统设计称:学机电工程学院院:专专电气工程及其自动化业:班2013 级2班级::.下载可编辑 .姓名:指导教师:2016 年 12 月课程设计报告书设计目的DSP 课程设计是深化和提高课程理论知识的重要途径之一 。以 DSP 综合集成与应用的基本理论为基础 ,研究了 DSP 最小系统设计的基本方法 ,并学习了用 C 语言编写 DSP 编程与使用测试箱及 DSP 系统的相关软件 。培养独立思考能力;培训分析 、总结和撰写技术报告能力 ,本次课程设计目的在于 :(1)学习用 DSP 来控制
2、LED 灯的闪亮 。(2)学习 DSP 程序的调试与编写 ,利用观察变量查看程序运行 。(3)学习测试箱的使用方法 。.下载可编辑 .设计内容 :本次设计内容为基于 DSP 定时器的 LED 控制系统设计 ,具体要求如下 :(1)给定电源 12V ,设计供电电路 。(2)给定外部晶振 30M ,系统时钟工作在 150M ,给出寄存器如何配置 。设(3)利用定时器定时 1 秒,实现四个 LED 灯的秒闪 。(4)自主完成发挥功能 。计(5)撰写设计报告 。内功能说明 :本设计利用 F28335DSP 芯片来控制模拟基本的 LED闪烁,给予系统额定电容压来保证系统的正常工作 ,用中断的方式定时控制
3、 LED 灯的集体闪烁频率 。及功能说明.下载可编辑 .步骤一:DSP 最小系统分析1.DSP 最小系统能够用于基本的数字信号处理 ,运行一些简单的程序 。此部分主要包括电源电路、复位电路 、时钟电路等 。2.晶振电路DSP 的时钟可以有两种连接方式 ,即外部振荡器方式和谐振器方式 。 如果使用内部振荡器 ,则必须在 X1/XCLKIN 和 X2 两个引脚之间连接一个石英晶体 。如果采用外部时钟 ,可将输入时钟信号直接连到 X1/CI 。 KIN 引脚上, X2 悬空 。本设计采用外部晶振 ,直接选择一个 3.3V 供电的 30MHz 晶振实现 。系统工作是通过编程选择 5 倍频的 PLL 功
4、能,可实现最高工作频率 (150MHz) 。如图 1所示:设计步骤图 1 晶振电路图3.复位电路对于实际的 DSP应用系统 ,特别是产品化的 DSP 系统,其可靠性是一个不容忽视的问题 。由于 DSP 系统的时钟频率较高 ,在运行时极有可能发生干扰和被干扰的现象 ,严重的系统问题可能出现死机现象 。为了克服这些情况 ,除了在软件上做一些保护措施外硬件上必须做相应的处理。硬件上最有效的保护措施是采用具有看门狗 (Watchdog) 功能的自动复位电路相结合的方式。TMS320F28335 的复位输入引脚XRS为处理器提供了一种硬件初始化的方法 ,它是一种不可屏蔽的外中断 ,可在任何时候对 TMS
5、320F28335 进行复位 。本设计采用了简单的 RC 复位电路 ,复位电路如图所示 2:.下载可编辑 .图 2 复位电路图4.电源电路F28335DSP 采用了双电源供电机制 ,以获得更好的电源性能,其工作电压为 3.3V 和 1.8V。其中 ,1.8V 主要为该器件的内部逻辑提供电压,包括 CPU 和其他所有的外设逻辑 。与 3.3V 供电相比 ,1.8V 供电大大降低功耗 。外部接口引脚仍然采用 3.3V 电压,便于直接与外部低压器件接口 ,而无需额外的电平变换电路 。在本设计里我用 TI 公司的 TPS7301 单输出可调电压调节器作为主器件的电源电路 ,将 12V转换为 3.3V
6、和 1.9V 供给 DSP,使系统正常工作 。电源电路如图 3 所示:RSTViTPS7301R3250kVoINRESETC1R101u.ENOUTC2设R210uGNDFB计步骤图电源电路图电源模块3步骤二:本次设计硬件电路分析1.定时器中断的实现为了实现定时器的精确走时功能 ,系统利用定时器 0、PIE模块和 CPU 中断共同作用产生定时器中断 。首先为定时器 0 设置定时初值 ,并开启定时器使其计数 。当定时器计数器寄存器递减到零时 ,定时器会产生一个中断 TINT 并将其传送给 PIE 外设中断模块 ,当 PIE 中的中断时能位 PIEIER被时能后 ,PIE会将这个中断传送给 CP
7、U,如果 CPU 的中断使能位和 INTM 被使能,则 CPU 会相应定时器 0 中断,转而执行定时器 0 的中断服务子程序 。2.LED 显示电路在定时结束后 LED 要不停地闪亮 ,提醒用户定时结束 。在本次设计中 ,将一个发光二极管的输入段与电源相连接 ,输出与 DSP 芯片的 GPIO4 端口相连接,当 GPIO 端口为低电平时 ,LED 点亮 。.下载可编辑 .设计步骤三:CMD 文件介绍.text 段:存放 C 程序代码 ;.cinit :存放 C 程序中的变量初值和常量;.stack:为 C 程序系统堆栈保留存储空间 、用于保存返回地址 、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间
8、结果 ;.bss:为 C 程序中的全局和静态变量保留存储空间;.const :存放 C 程序中的字符常量 、浮点常量和用 .const 声明的常量 ;.sysmem :用于 C 程序中的 malloc 、calloc 和 realloc 函数动态分配存储空间;.far:为 C 程序中用 far 声明的全局和静态变量保留空间。MEMORY 用于定义目标存储器的映射,描述了目标系统可以使用的物理存储地址范围及其类型 。PAGE 0 为程序存储空间 ,起始地址为 0x000000 包含 BEGIN 、BOOT_RSVD、RAMM0 、 RAML0 、RAML1 、ZONE7A 存储区 。步PAGE
9、1为数据存储空间 ,起始地址为 0x000400包含了 RAMM1 、骤 RAML4 、 RAML5 、RAML6 、RAML7 、ZONE7B 存储区 。SECTIONS用于指示连接器怎样组合输入端 ,以及如何将输出段定位到存储器中,用于将 COFF目标文件中的各个段定位置 MEMORY 伪指令定义的存储区域。步骤四:流程图及软件设计1.系统时钟的详细配置如下PLLSTSOSCOFF=0;PLLSTSPLLOFF=0;PLLCRDIV=1010 ;PLLSTSDIVSEL=2;PLLKCR0的 ADCENCLK=0。2.PLL 模块的寄存器.下载可编辑 .锁相环模块的寄存器包括锁相环控制寄存
10、器PLLCR 和锁相环状态寄存器PLLSTS,以及外部时钟输出控制寄存器XINTCNF2。 其中 XINTCNF2 用于配置XCLKOUT 与 SYSCLKOUT的关系 。 PLLCR和 PLLSTS用于振荡器和锁相环模块的配置,以产生 CPU 时钟输入 CLKIN,其位分布如下 :设计步骤1540PLLCR保留DIVR-0R/W-01598保留DIVSELPLLSTSR-0R/W-076543210DIVSELMCLKOFFOSCOFFMCLKCLRMCLKSTSPLLOFF保留PLLOCKSR/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R-0R/W-0R-0R/W-0OSCOFF 和 PLLST
11、S 分别用于振荡器时钟和锁相环时钟的允许;PLLOCKS为锁相环锁定状态标志 ; MCLKOFF、 MCLKCLR、和 MCLKSTS 用于输入时钟失效检测。3.流程图.下载可编辑 .开始DSP 初始化时钟初始化中断向量初始化定时器执行程序设计步骤N等待中断发生Y改变 LED 灯状态中断结束图 4 程序流程图步骤五:系统调试及设计结果分析按下电源按钮 ,写入程序 ,刚开始,4 个 LED 灯全灭 ,等待一秒钟 , 4 个 LED等全亮 ,如此循环 .测试结果成功完课程题目的。效果图如图 5 所示:.下载可编辑 .图5 效果图.下载可编辑 .设计小结.通过这次 DSP 课程设计 ,我觉得学到了很
12、多东西 。它让我懂得了什么是课程设计,为我们以后的毕业设计打下了一些基础 。更重要的是通过这次课程设计,我多少清楚了在以后的工作中我们这个专业能做些什么 ,也为我们以后的工作积累了一些经验 ,很有意义 。在本次课程设计过程中出现了一些不该出现的失误 。一是不会使用 CCS软件,在同学的帮助下使用并编写程序 。 其二是不能 DSP 程序烧入试验箱的问题,但是在老师的指导下成功将程序烧入试验箱 ;之后又遇到 DSP 程序烧入试验箱后试验箱无反应 ,同样在老师的帮助下完成实验 ,并在试验箱上得到想要的实验结果 。通过这次课程报告 ,使我更深入的掌握了 DSP 的许多知识 ,学会了如何让配置寄存器 、
13、系统时钟 ,如何设计电源等等很多知识 ,不仅复习了以前所学过的知识,而且还接触并学到了很多书本上没有的知识 。 使我解决问题时更加冷静和熟练 ,遇到不会知识的积极查阅相关资料 ,并做好笔记 。 经过仔细调查确定问题的原因和解决问题的能力有了很大提高 。最后,感谢刘老师的帮忙以及同学之间的相互帮助 ,使我能顺利完成这次课程设计 。.下载可编辑 .(一)系统设计部分 (50 分,分三档,达不到最低档的小组需重新设计上交 )1.完成规定的全部功能 ,硬件电路设计正确 ,程序简洁 、可读性、逻辑性强 ,较好的演示了全部功能 。( 50 分)2.完成规定的全部功能,硬件电路设计正确,程序较简评洁、可读性
14、 、逻辑性较强 ,基本演示了全部功能 。( 45 分 分)3.完成规定的部分功能,硬件电路设计无明显错误,程序标设计无明显错误 ,能够完成部分功能的演示。( 40 分)准(二)设计报告撰写情况 (45 分)1.态度认真 ,报告内容充实 、撰写规范 。( 20 分)2.对所做设计进行了详细的介绍 ,语言组织精炼 ,测试数据记录准确 。( 25 分).下载可编辑 .(三)发挥部分 (5 分)在完成规定功能的基础上 ,有创新性功能设计个人 ,获得此项成绩 。总分任课教师签字审核人签字附录 :附录 A:实物图图 A.下载可编辑 .图 B附录 B:CMD 文件MEMORYPAGE 0 :BEGIN: o
15、rigin = 0x000000, length = 0x000002BOOT_RSVD: origin = 0x000002, length = 0x00004ERAMM0: origin = 0x000050, length = 0x0003B0RAML0: origin = 0x008000, length = 0x001000RAML1: origin = 0x009000, length = 0x002000ZONE7A: origin = 0x200000, length = 0x00FC00CSM_RSVD: origin = 0x33FF80, length = 0x00007
16、6CSM_PWL: origin = 0x33FFF8, length = 0x000008ADC_CAL: origin = 0x380080, length = 0x000009RESET: origin = 0x3FFFC0, length = 0x000002IQTABLES: origin = 0x3FE000, length = 0x000b50IQTABLES2: origin = 0x3FEB50, length = 0x00008cFPUTABLES: origin = 0x3FEBDC, length = 0x0006A0.下载可编辑 .BOOTROM: origin =
17、0x3FF27C, length = 0x000D44PAGE 1 :RAMM1: origin = 0x000400, length = 0x000400RAML4: origin = 0x00B000, length = 0x002000RAML5: origin = 0x00D000, length = 0x001000RAML6: origin = 0x00E000, length = 0x001000RAML7: origin = 0x00F000, length = 0x001000ZONE7B: origin = 0x20FC00, length = 0x00040SECTION
18、Scodestart: BEGIN,PAGE = 0ramfuncs: RAML0,PAGE = 0.text: RAML1,PAGE = 0.cinit: RAML0,PAGE = 0.pinit: RAML0,PAGE = 0.switch: RAML0,PAGE = 0.stack: RAMM1,PAGE = 1.ebss: RAML4,PAGE = 1.econst: RAML5,PAGE = 1.esysmem: RAMM1,PAGE = 1IQmath: RAML1,PAGE = 0IQmathTables: IQTABLES,PAGE = 0, TYPE = NOLOADIQma
19、thTables2: IQTABLES2, PAGE = 0, TYPE = NOLOADFPUmathTables: FPUTABLES, PAGE = 0, TYPE = NOLOADDMARAML4: RAML4,PAGE = 1DMARAML5: RAML5,PAGE = 1DMARAML6: RAML6,PAGE = 1DMARAML7: RAML7,PAGE = 1ZONE7DATA: ZONE7B,PAGE = 1.reset: RESET,PAGE = 0, TYPE = DSECTcsm_rsvd: CSM_RSVDPAGE = 0, TYPE = DSECTcsmpasswds:
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