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文档简介
1、DSP技术及应用实验指导书 适用专业:电子信息工程金陵科技学院 实验1 CCS使用入门实验序号:1 实验名称:CCS使用入门适用专业:电子信息工程 学时数:4学时一、实验目的(1)熟悉DSP集成开发环境CCS的界面(2)掌握CCS设计平台的常用功能(3)掌握用CCS设计并调试DSP程序的流程二、实验要求(1)注意掌握CCS开发DSP应用程序的步骤;(2)理解提供的汇编语言源程序的功能。(3)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;(4)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;(5)实验后按实验报告规范要求给出本实验的实
2、验报告。三、实验设备、环境PIII计算机,装有CCS2.2或更高版本软件、DSP实验箱(包括仿真器)四、实验步骤及内容(一)教师演示讲解CCS的使用1、介绍SEED-DTK DSP实验箱的概况,演示DSP实验箱与PC机的连接方法。2、介绍CCS软件的界面与菜单。3、演示CCS调试程序的一般过程,讲解CCS常用功能。(二)让学生按照步骤进行操作1、操作步骤如下:以参考程序TestXF.ASM为例,将SEED-DTK实验箱通过XDS510仿真器与PC机相连,并显示正常连接后,开始练习CCS调试过程:(1)单击CCS SETUP图标,设置为硬件仿真模式,即C5416 XDS510 EMULATOR。
3、(2)创建一个新工程:Project菜单中选择New命令,在弹出的对话框中填入工程名、存放路径与目标CPU型号,本实验选择C54X。(3)新建文件,输入参考程序如下:.mmregs .def_c_int00 .text _c_int00: ;程序入口SSBXXF ;XF置1CALLDelay ;调用延时程序RSBXXF ;XF清0CALLDelay ;调用延时程序B_c_int00 ;跳转到程序开头循环执行*延时子程序:Delay,已知DSP系统初始工作频率为32MHz或160MHz*用两级减一计数器来延时。调整AR1和AR2的大小LED闪烁的频率不同*Delay: STM#999,AR1 ;
4、循环次数1000LOOP1: STM#4999,AR2 ;循环次数5000LOOP2: BANZLOOP2,*AR2- ;如果AR2不等于0,AR2减1,再判断 BANZLOOP1,*AR1- ;如果AR1不等于0,AR1减1,跳转到LOOP1 RET .end(4)保存该文件为TestXF.asm;(5)输入并保存链接命令文件TestXF.CMD,参考内容如下:MEMORYpage0: PRAM:org=0100hlen=0F00h/*定义程序存贮区,起始0100H,长度0F00H*/SECTIONS.text:PRAMpage0/*将.text段映射到page0的param区*/ (6)向
5、工程中添加文件:在Project菜单中单击Add Files to Project,在弹出的的目录中选择待加入的文件TestXF.asm、TestXF.cmd。 (7)练习从工程中删除一个文件。(8)汇编、链接程序:执行菜单Project/Rebuild All对源程序进行编译,最后将产生一个TestXF.out文件。(9)加载程序:执行File/Load Program,选择TestXF.out并打开,即可将可执行文件加载到DSP仿真器中,此时CCS将自动打开一个反汇编窗口。该窗口中的黄色小箭头表示当前PC指向的代码行。(10)执行菜单VIEW/Register/CPU Register命令
6、,打开观察窗口观察以便观察CPU类各寄存器的值。(11)运行程序:执行Debug/Run,观察SEED-DTK实验箱的D3,应有闪烁现象,适当修改程序,该LED闪烁的频率将有所变化。XF引脚LED D3的连接图如图所示。(12)程序编译过程中若有错误,根据CCS给出的错误提示进行修改。例如,本程序中若将.def_c_int00 伪指令删除,则CCS将提示符号_c_int00未定义。要求学生尝试修改其他内容,如CMD文件,观察有可能发生的错误现象。 (三)根据学生的实验情况适当增加其他程序调试方法的讲解。五、实验注意事项实验过程中注意爱护设备,实验完毕要按正常操作关闭设备。六、讨论、思考题1Te
7、stXF.asm程序里延迟子程序的延迟时间怎样确定的?D3闪烁频率是怎样确定?。2观察并思考调试过程中单步执行命令step over、step into、step out、run to cursor的不同功能。2打开其他示例程序并调试通过,在有关窗口中显示正确运行结果。实验二 汇编语言程序设计与调试实验序号:2 实验名称:汇编语言程序设计与调试适用专业:电子信息工程 学时数:4学时一、实验目的(1)熟悉C54x 系列DSP芯片的汇编语言指令。(2)掌握用汇编语言设计程序的方法。(3)熟悉用CCS调试程序的过程。二、实验要求(1)输入提供的汇编语言参考程序,用CCS对其进行调试;(2)调试程序要
8、记录调试过程中出现的问题及解决办法;(3)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;(4)实验后给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境至少PIII计算机,装有ccs2.2(或ccs3.1)软件四、实验步骤及内容(一)教师简单回顾所需知识并演示一个程序的输入调试过程。1简单回顾常用汇编伪指令的含义。2回顾CCS的操作步骤3以一个实现连加的汇编程序为例(PPT的316页),重点演示该汇编程序的调试过程。(1)该汇编程序的参考内容如下:.title“exam2.asm”.mmregs.bssx,5.bssy,1.textStm#x
9、,ar1Stm#4,ar4Ld#0,aLoop:Add*ar1+,aBanzloop,*ar4-Stla,y.end(2)参考CMD文件:MEMORY page 0: PRAM: org=1000h len=0F00h/*定义程序存贮区,起始0100H,长度0F00H*/page 1: DRAM:org=1000h,len=100h /*定义数据存贮区,起始1000H,长度0100H*/SECTIONS.text:PRAM page 0 /*将.text段映射到page0的PRAM区*/.bss:DRAM page 1 /*将.bss 段映射到page1的DRAM区*/ (3)运行该程序,但发
10、现无法正确运行,从存储器的安排角度去解决这个问题。(4)存储器安排问题解决后,再次运行程序,但在y单元未观察到运行结果,要求改写代码,使得在y单元获得正确的计算结果(提示:从直接寻址的规律角度思考)。(5)CCS中存储器的观察方法选择VIEW/memory,打开窗口,在其中Address中输入要观察的x单元地址,被选择观察Data memory,即可打开指定单元起始的DM进行观察。要修改某单元内容,只需双击即可修改。 (二)学生按照设计选题编写简单程序1、设计并调试汇编程序实现连续乘加功能(PPT的325页)。2、学生自行编写其他汇编程序并调试直至满足功能要求如:(1)编写一段程序,对数组进行
11、初始化,使x5=0,0,0,0,0(PPT的316页)(2)编写一段程序,对数组进行初始化,使x5=0,1,2,3,4(读懂PPT 325页的程序,自己编写)(3)编写一段程序,首先对数组x20赋值,再将数据存储器中的数组x20复制到数组y20。(PPT的278页)(三)学生在参考程序中添加两行代码: STL A,AR1LD *AR1+,T按调试过程对其进行调试,观察CCS给出的警告提示,并思考为什么会有这种警告以及怎样消除之。(四)记录调试过程中出现的问题、解决的思路及解决的办法。五、讨论思考题1、DSP汇编程序中流水线冲突的解决有哪些规律?2、怎样比较实现同一功能的两个程序所用的算法的优劣
12、?实验三 使用探测点与文件I/O实验序号:3 实验名称:使用探测点与文件I/O适用专业:电子信息工程 学时数:4学时一、实验目的(1)掌握用CCS设计并调试DSP程序的流程。 (2)掌握探测点与文件I/O的使用方法。(3)掌握从文件读入数据到内存的方法。(4)掌握CCS波形或图像输入输出的步骤。二、实验要求(1)注意掌握CCS开发DSP应用程序的步骤;(2)输入提供的C语言参考程序,用CCS对其进行调试;(3)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;(4)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;(5)实验后按实验报告规
13、范要求给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境PIII计算机,装有ccs2.2或更高版本软件四、实验步骤及内容(一) 教师讲解演示CCS探测点与文件I/O的使用过程1、探测点即探针断点(Probe Point)的原理探针可以从PC机的文件中读取数据,它是开发算法的一个有效工具。其作用概括为:(1)将来自PC主机文件的输入数据传送到目标系统的缓存器中供算法使用。(2)将来自目标系统缓存器中的输出数据传送到PC主机的文件中供分析。(3)用数据更新窗口,如图形窗口。2、演示通过探测点实现数据输入并查看图形的步骤。(二)让学生按照演示步骤练习有关操作。练习使用探测点与文件I/O,操作步骤:1. 创建工
14、程,并加入C语言程序volume.c及其相应的命令链接文件volume.cmd、头文件、库文件、中断向量表等文件。点击工具栏按钮或选择ProjectRebuild All 。2. 选择FileLode Program并选取volume.out ,然后点击Open。3. 在Project View窗口中,双击volume.c文件。4. 将光标置于主函数中的 dataIO( )这一行上。DataIO函数起占位符作用。现在,它是一个很好的与探针断点相连接的地方,以便于从PC机文件输入数据。5. 点击工具栏按钮(Toggle Probe Point),则光标所在行变为兰色高亮。6. 选择FileFil
15、e I/O,在File I/O 对话窗中可选择输入和输出文件。7. 在File Input 栏中,点击Add File。8. 选择sine.dat 文件。注意:在文件类型框中可以选择数据格式,sine.dat 文件包含正弦波形的16进制值。9. 点击Open,将该文件添加到File I/O对话框的列表上,接着出现sine.dat文件控制窗口(CCS窗口可以覆盖它)。在运行程序时,可用这个窗口开始、停止、重复、或快速前进来控制数据文件。10. 在File I/O对话框中,将Address修改为 inp_buffer,Length修改为100,选中WrapAround。11. 点击Add Prob
16、e Point,选择将dataio()行的探针对指定数据文件连接:点击Connect栏尾处的下箭头,在其下拉菜单中选择sine.dat 文件;点击Replace。 Probe Point列表将显示探测点已连接到sine.dat 文件;点击“确定”。 File I/O对话框则显示文件现已被连接到探测点。12. 在File I/O对话框,点击“确定”。13. 点击按钮,在dataio()行增加一断点,点击动态运行按钮 。14选择ViewGraphTime/Frequency。15在弹出的Graph Property Dialog对话窗中, 将 Graph Title,Start Address,A
17、cquisition Buffer Size,Display Data Size,DSP Data Type,Autoscale和Maximum Y-value 的属性改变为如下图所示。向下滚动或调整 dialog 框的大小可看到所有的属性。16 点击OK,出现输入缓存的一个图形窗。17窗口中右击鼠标,从弹出的菜单中选择Clear Display。18再次选择ViewGraphTime/Frequency。19改变Graph Title的属性为Output Buffer,改变Start Address的属性为Out_buffer,其余的设置都不变。20点击OK,又出现一个图形窗,在该图形窗内右
18、击鼠标,从弹出的菜单中选择Clear Display。21选择viewWatch Window22Watch窗中右击鼠标,并从弹出菜单中选择Add Tab。23在Expression区敲入gain并单击OK,变量值出现在Watch窗口。24如果程序已暂停,点击工具栏按钮(Aminate),重新开始运行程序。25在Watch窗口中双击gain。26在Edit Variable窗口中修改gain值为10,并点击OK。27注意在Output Buffer图形中信号幅度变化反映了增益的提高31.仿照此例程,编写程序,实现图片的亮度变换算法,要求算法执行前后,图片的亮度相应变化。如;。五、实验注意事项实
19、验过程中注意爱护设备,实验完毕要按正常操作关闭设备。六、讨论、思考题1查找资料思考怎样实现动态刷新图形。2查找资料思考并练习怎样显示频谱等图形。实验四 定时器与中断实验实验序号:4 实验名称:定时器与中断实验适用专业:电子信息工程 学时数:4学时一、实验目的(1)熟悉用CCS设计并调试程序的流程 (2)掌握定时器等片内外设的寄存器的含义及其设置方法(3)掌握C54X中断系统的原理(4)掌握长时间时间间隔的定时器的处理方法二、实验要求(1)注意掌握CCS开发DSP应用程序的步骤;(2)编写一个简单的定时器中断程序,利用定时器定时,使与XF引脚相连的LED灯亮灭,用CCS对其进行调试;(3)调试程
20、序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;(4)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;(5)做完实验后给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境PIII计算机,装有ccs2.2或更高版本软件四、实验步骤及内容(一) 教师简单回顾定时器原理与中断的原理1、定时器由三个寄存器组成:TIM、PRD、TCR,TIM:定时器寄存器,用于装载周期寄存器的数值并自动减1PRD:周期寄存器,用于装载定时周期的寄存器TCR :定时器控制寄存器,包含定时器的控制状态位。TCR的D6D9位名字叫PSC,TCR的D3D0名字叫TDDR。定时器实际就是
21、16位的减1计数器,它有两级计数:(1)对CPU时钟CLKOUT计数,每来一个CLKOUT周期,PSC的内容减1。在PSC减到0前,TIM内容不变。(2)当PSC的内容减为0时,TIM寄存器内容减1。一直到TIM减为0时,表示定时时间到,这时CPU发出中断信号,称为定时器中断,用TINT表示。当TIM减为0时,PRD的内容又重新装入TIM,开始下一次定时。(3)定时器定时长度计算公式:Tt=T*(1+TDDR)*(1+PRD)2长时间时间间隔的编程思路:有时定时的长度不能满足需要,比如DSP工作频率160Mhz时,定时最大值约为6ms,如果需要更长的定时,就要在定时器中断子程序中再加一个计数器
22、,直到产生一定次数的定时中断后再执行相应的操作。3、中断是指:CPU终止正在执行的程序,转去执行一个请求中断的内部或外部的中断服务程序,待处理完毕后,又返回到被终止的源程序处继续执行。这一过程称为中断;中断系统是指:为实现中断功能而设置的各种硬件和软件。 C54x DSP既支持软件中断,也支持硬件中断。当同时有多个硬件中断出现时,C54x DSP按照中断优先级别的高低对它们进行服务。 C54x DSP的中断可以分成两大类:第一类是可屏蔽中断。这些都是可以用软件来屏蔽或开放的硬件和软件中断。第二类是非屏蔽中断。这些中断是不能够用软件指令屏蔽的,C54x对这一类中断必须予以响应,并从主程序转移到中
23、断服务程序。C54x DSP的非屏蔽中断包括所有的软件中断,以及两个外部硬件中断(复位) 和 。 (3)与中断有关寄存器有中断标志寄存器(IFR):它的D3位是TINT0,是定时器0的中断标志位中断屏蔽寄存器(IMR):它的某一位为0时,表示屏蔽该中断(4)中断方式控制位INTM:是CPU状态寄存器ST1中的D11位INTM=1表示关闭所有可屏蔽中断、INTM=0开放所有可屏蔽中断(二)让学生按照设计步骤调试程序实验操作步骤:(1)创建一个新工程:Project菜单中选择New命令,在弹出的对话框中填入工程名、存放路径与目标CPU型号,本实验选择C54X。(2)新建文件,输入实验要求的参考程序
24、(程序的斜体部分用于修改中断向量表地址):.titletimer.asm.mmregs.def _c_int00.def TINT0_ISRCounterSet.set 1000 PERIOD .set 49999 .asg AR1,Counter _c_int00: LDM PMST,AAND #7FH,A OR #0180H,A STLM A,PMST STM #CounterSet,Counter STM #10000B,TCR STM #PERIOD,TIM STM #PERIOD,PRD STM #01110B,TCR STM #0008H,IMR RSBX INTM End: NO
25、P B EndTINT0_ISR: PSHM ST0 BANZ Next,*Counter- STM #CounterSet,Counter BITF *AR2,#1 BC ResetXF,TC setXF: SSBX XF ST #1,*AR2 B NextResetXF: RSBX XF ST #0,*AR2Next: POPM ST0 RETE .end(3)保存该文件为timer.asm;(4)向工程中添加文件:在Project菜单中单击Add Files to Project,在C:tic5400cgtoolliblnk.cmd,打开该文件,记住它安排.text段从程序存储器的008
26、0H开始存放。(5)编译、链接程序:执行菜单Project/Rebuild All,汇编结果在将汇编信息输出窗口中给出。编译后将产生一个timer.out文件。(6)加载程序:执行File/Load Program,选择timer.out并打开,即可将可执行文件加载到DSP软件仿真器simulator中,此时CCS将自动打开一个反汇编窗口。(7)点击鼠标右键,选择弹出菜单的set pc to cursor,在弹出的对话框内填入PC指向的地址,这时绿色箭头的位置即为PC指向的地址。(8)选择菜单VIEWRegistercpu register,打开CPU的MMR窗口观察,同时观察实验平台上相应的
27、LED。(9)运行程序:执行Debug/Run。(10)应能观察到LED灯闪烁。(11)程序编译过程中若有错误,根据CCS给出的错误提示进行修改,若无实验现象,则调试程序使之实现。 (12)修改程序,使LED的闪烁频率为3Hz。五、实验注意事项实验过程中注意爱护设备,实验完毕要按正常操作关闭设备。六、讨论、思考题1写出LED的闪烁频率与CPU主频的关系表达式?2认真研究程序timer.asm中的斜体部分有何作用? 3撰写实验报告时必须为参考程序增加详细注释。 实验二 参考程序,要求全部运行一遍并掌握,写到实验报告中时,要增加适当的注释1实现y=a*x+b .title exam21.asm .
28、def _c_int00 .bssa,1 .bssx,1 .bss b,1 .bssy,1 .text_c_int00 LD #a,DP LD a,T ;取a值,T=a MPY x, B ;完成ax乘积,B=ax ADD b, B ;完成ax+b运算,B=ax+b STL B, y .endY= a1*x1+a2*x2=2H*22H+3H*3H=4DH2实现y=a1*x1+a2*x2 ppt第289页.title exam22.asm .def _c_int00 .bssa,2 .bssx,2 .bssy,2 .text_c_int00 LD x, T MPY a, B LD x+1, T M
29、AC a+1, B STL B, y STH B, y+1.endMEMORY page 0: PRAM: org=0100h len=0F00h /*定义程序存贮区,起始0100H,长度0F00H*/page 1: DARAM: org=2000h len=100h/*定义数据存贮区,起始2000H,长度0100H*/SECTIONS.text:PRAM page 0 /*将.text段映射到page0的PRAM区*/.bss: DARAM page 1 /*将.bss段映射到page1的DARAM区*/ 3.连续乘加 .title exam23.asm .mmregs .def _c_in
30、t00stack .usect STK,20h .bss a,5 .bss x,5 .bss y,2 ;假设结果超过16位,因此设存放结果单元y为两个单元 .data ;因为后面用MVPD访问该段,说明该段应分配到程序存储器table: .word 6,3,3,4,3 .word 8,6,4,2,23 .text_c_int00: STM #0,SWWSR STM #stack+10h,SP STM #a,AR1 RPT #9 ;根据参加乘加运算的变量个数相应改变 MVPD table,*AR1+ CALL SUMend: B end SUM: STM #a, AR3 STM #x, AR4 RPTZ A, #3 MAC *AR3+,*AR4+,A STL A, y STH A,y+1 RET .endMEMORY page 0: PRAM: org=0100h len=0F00h /*定义程序存贮区,起始0100H,长度0F00H*/ page 1: DARAM: org=2000h len=100h/*定义数据存贮器里一个区域,区名为DARAM,起始20
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