《DSP》实验指导书-1

1、DSP原理实验指导书DSP原理实验使用XDS510USB Emulator实验箱完成。该实验箱提供了极其丰富的功能单元电路以及高度灵活的可搭接性, 使其完全能够完成具有复杂性和创造性的综合性实验。实验装置采用与可编程器件分离设计，可编程器件焊接在独立的下载板上。通过选择下载板可以选择不同厂家、不同型号、不同规模的可编程器件，既可适应不同教学需要，也使系统的功能和规模扩展变得更为方便。实验装置提供接线、驱动、扩展集成插座和部分必须的分立元件，留有足够的接线机会，也给实验装置留有足够的机动灵活性。为了方便实验操作，减少对实验仪器仪表的依赖，在实验装置中配备了一些基本功能模块和实验小工具。DSP实验

2、装置系统框图如图1-1所示：图1-1 DSP实验装置系统框图DSP实验装置的包括5个的模块：1、中心处理模块。主要包括DSP微处理器TMS320VC5402，RAM(CY7C1021)，FALSH(SST39LF200A)，是整个实验验装的核心部分，负责整个实验装置各模块间的控制。2、逻辑控制模块。模块的核心是一片CPLD（XC95144XL），CPLD负责整个实验装置的逻辑选择控制，并扩展了输入输出接口如键盘、拨码开关、LED数码管以及发光二极管，步进电机和液晶显示大大简化了硬件设计。作为基本的输入输出模块，是实验装置的基础部分，可以在此模块上实现基本的实验。3、串行通信模块。模块主要由一片

3、TLC16C550及其辅助电路组成，扩展了RS-232和RS-485。可以完成基本的串行通讯实验外，还可以通过此模块进一步深化实验的内容。4、语音处理模块。此功能模块由两个并行的音频处理单元组成，其中一个单元主要是基本的数模、模数转换，另外一个单元是语音处理单元，主要的处理芯片是TLV320AIC10。后续的章节将给予详细介绍。5、辅助模块。辅助模块主要提供的是实验所需的工具，是本实验装置的一个特色所在，也是装置人性化的一面。实验装置中设置了逻辑测试模块、电压表头和脉冲发生器，可以方便学生实验。另外，实验装置的电源进行了周密的保护，以保障装置的正常运行。1.1 实验装置结构组成及其功能表1.1

4、实验装置配置：（基本配置）电源输入电压：220V220V（±15）50HZ输出电压：5V提供过压、欠压和过流保护DSP电源输入电压:5V输出电压：1.8V，3.3V提供DSP核心电源微处理器DSP芯片TMS320VC54021片存储器静态随机存储器39VF400A（64K）1片FLASHCY7C1021V33L(128K）1片CPLDCPLDXC95288XL1片键盘4×4矩阵键盘行列式结构，组合按键1组开关量输入拨动开关提供逻辑1和0输入8只十六进制拨码盘提供09,AF 十六进制编码2只显示发光二极管八只发光二极管，含电流驱动8只7段数码管显示器动态显示方式，含电流驱动6

5、只LCD液晶显示128X64 T6963控制器1只通讯口串行接口RS-232标准串行总线接口1个RS-485标准串行总线接口1个数/模、模/数模块基本数模转换AIC101片语音处理模块AIC101片控制对像步进电机四相步进电机含驱动1只直流电机5V直流电机含驱动1只系统时钟脉冲序列发生器由555振荡器构成频率可调、脉冲数可设置的脉冲序列发生电路1个单脉冲发生器加消抖处理提供单个脉冲输入1个其它逻辑状态测试可测量逻辑高低电平、高阻和脉冲状态1支电压表头3位半数字电压表，测量范围±20V1组尺寸220×380mmDSP实验箱实物图DSP实验装置由多个相对独立又有机结合的模块构成

6、。这些模块既可以配合可编程器件使用，也可以脱离可编程器件，通过灵活的连线合在一起工作，本章将逐一介绍各模块的工作原理和使用方法。图1-1 DSP实验装置实物图CCS软件简介CCS（Code Composer Studio)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。CCS 构成及接口：图1-3 CCS构成及接口CCS集成开发环境（IDE）允许编辑、编译和调试DSP目标程序。编辑源程序：CCS允许编辑C源程序和汇编语言源程序，你还可以在C语句后面显示汇编指令的方式来查看C源程序。创建应用程序：应用程序通过工程文件来创建。 工程文件中包括C源

7、程序、汇编源程序、目标文件、库文件、连接命令文件和包含文件。编译、汇编和连接文件时，可以分别指定它们的选项。在CCS中，可以选择完全编译或增量编译，可以编译单个文件，也可以扫描出工程文件的全部包含文件从属树，也可以利用传统的makefiles文件编译。调试应用程序CCS提供下列调试功能： 设置可选择步数的断点 在断点处自动更新窗口 查看变量 观察和编辑存储器和寄存器 观察调用堆栈 对流向目标系统或从目标系统流出的数据采用探针工具观察，并收集存储器映象 绘制选定对象的信号曲线 估算执行统计数据 观察反汇编指令和C指令CCS提供GEL语言，它允许开发者向CCS菜单中添加功能。硬件仿真和实时数据交换

8、：TI DSPs提供在片仿真支持，它使得CCS能够控制程序的执行，实时监视程序运行。增强型JTAG连接提供了对在片仿真的支持，它是一种可与任意DSP系统相连的低侵扰式的连接。仿真接口提供主机一侧的JTAG连接，如TIXSD510。为方便起见，评估板提供在板JTAG仿真接口。在片仿真硬件提供多种功能： DSP的启动、停止或复位功能 向DSP下载代码或数据 检查DSP的寄存器或存储器 硬件指令或依赖于数据的断点 包括周期的精确计算在内的多种记数能力 主机和DSP之间的实时数据交换（RTDX）第三方插件：第三方软件提供者可创建AxtiveX插件扩展CCS功能， 目前已有若干第三方插件用于多种用途。实

9、验一 DSP开发环境CCS的使用（软件仿真）一、实验目的 1了解DSP开发系统的组成和结构；2熟悉DSP的开发软件配置及使用；3熟悉C54X系列的寻址系统；4熟悉常用C54X系列指令的用法。二、实验设备计算机三、实验原理 DSP的指令比较复杂，但是使用很灵活，这里只做基本介绍，用户在使用中通过集成设计环境CCS的在线帮助，得到每条指令的详细解释和示例。 1、指令形式助记符指令的基本形式为：标号，操作符，操作数1，操作数2，操作数3 标号是可选项，操作数可以没有或多个，其内容可以是立即数、寄存器、程序地址、数据地址、I/O口地址等。 DSP在进行数据运算时，一般都是通过寄存器进行的，首先把数据装

10、入寄存器，加减时用累加器A和B，乘法运算时用累加器和乘数暂存器T等，算出的结果再由寄存器传到存储器中。 2、指令分类 指令按寻址方式可以分为以下7种形式： （1）、立即寻址：即利用立即数进行寻址。在利用该寻址方式时立即数即包括在指令代码当中，CPU不必再去寻找数据。在立即寻址中立即数有两种形式：短立即数和长立即数。如： LD #12，A；（2）、绝对寻址：是利用一个16位数标识地址，CPU可根据该数直接在数据、程序、I/O空间寻址，而不必改动或初始化辅助寄存器Arx和页面寄存器DP的值。如：STL B，*（Y）；（3）、累加器寻址：是指利用累加器A放置所寻找的地址。利用累加器寻址可直接寻址24

11、位地址，即可寻址到扩展地址寄存器，应注意该寻址方式所寻地址处在程序空间。如： READA X；（4）、直接寻址：是用7比特的偏移地址作为基地址，同数据页指针DP或堆栈指针SP形成一个16比特的数据存储区地址。对应一个数据页指针DP或堆栈指针SP可在长度是128字长的数据快中寻址。如：LD X，A；（5）、间接寻址：是利用16位的辅助寄存器在64k的数据空间寻址，间接寻址适用于内存中的固定步长寻址。如：STL A，*AR1+；（6）、存储器映射寻址：可不通过DP和SP就修改内存映射寄存器的值，这在写寄存器时的耗时是最小的，内存映射寄存器寻址即可用在直接寻址又可用在间接寻址。如：LDM MMR A

12、（7）、堆栈寻址；系统堆栈可在中断或程序分支时自动存储程序计数器，它也能用来存储一些其它内容到数据空间。堆栈的存储顺序是由高端内存地址到低端内存地址，而堆栈指针SP则用来记录堆栈最后放入的数据的地址。如：PSHD，PSHM，POPD，POPM等操作符。四、实验步骤与内容1.设置成软件仿真状态，参照上一章2、打开CCStudio v3.3（1）在界面中，点击projectnew，给所建立的工程起一个名字“suanfa”。放在 D盘下DSPEX目录下：点击 Finish（2）新建源文件“EX1.asm”（3）输入下面源程序代码源程序代码： .title "ex1".mmregs

13、.def _c_int00DAT0.SET60HDAT1.SET61HDAT2.SET62HDAT3.SET63H.textADD3.MACRO P1,P2,P3,ADDRP;三数相加宏定义: ADDRP = P1 + P2 + P3LD P1,AADD P2,AADD P3,ASTL A,ADDRP.ENDM_c_int00:B start start:LD #00h,DP;置数据页指针STM #1000h,SP;置堆栈指针SSBX INTM;禁止中断bk0:ST #0012h,DAT0LD #0023h,AADD DAT0,A;加法操作: A = A + DAT0NOPNOPNOPNOP

14、;观察寄存器窗口的A=0000000035bk1:ST #0054h,DAT0LD #0002h,ASUB DAT0,A;减法操作: A = A - DAT0NOPNOPNOPNOP ;观察寄存器窗口的A=FFFFFFFFAEbk2:ST #0345h,DAT0STM #0002h,TMPY DAT0,A;乘法操作: A = DAT0 * TNOPNOPNOPNOP ;观察寄存器窗口的A=000000068Abk3:ST #1000h,DAT0ST #0041h,DAT1RSBX SXM;无符号除法操作: DAT0 ÷ DAT1 ; 结果: DAT2:商; DAT3:余数LD DAT

15、0,ARPT #15SUBC DAT1,ASTL A,DAT2STH A,DAT3 NOP ;商DAT2的内存地址为DP*80+DAT2=0+62H=0x0062NOP ;余数DAT3的内存地址为DP*80+DAT3=0+63H=0x0063NOP ;观察内存窗口得地址0x0062对应的商值为0x003FNOP ;,地址0x0063对应的余数值为0x0001bk4:ST #0333h,DAT0SQUR DAT0,A;平方操作: A = DAT0 * DAT0NOPNOPNOPNOP ;观察寄存器窗口的A=00000A3C29bk5:ST #0034h,DAT0ST #0243h,DAT1ST

16、#1230h,DAT2ADD3 DAT0,DAT1,DAT2,DAT3 ;三数相加操作: DAT3 = DAT0 + DAT1 + DAT2NOPNOPNOP ;累加和DAT3的内存地址为DP*80+DAT3=0+62H=0x0063NOP ;观察内存窗口得地址0x0063对应的和为0x14A7bk6:B bk0;循环执行.end注意：“STACK, table,start, end”等标号顶格写，其余不能顶格。(4) 保存文件。注意：“文件类型”的选择,后缀为 ”.asm”。存在suanfa的目录下。（5） 编写配置文件“ex1.cmd”并保存同刚才建源文件方法一致。-e resetMEMO

17、RYPAGE 0:VECS:origin = 0x1c00,length = 0x80PROG:origin = 0x1d00,length = 0x1000PAGE 1:DATA:origin = 0x2500,length = 0xc000STACK:origin = 0x2000,length = 0x100SECTIONS.vectors:>VECS PAGE 0.text:>PROG PAGE 0.data:>DATA PAGE 1.stack:>STACK PAGE 1注意：“MEMORY，SECTIONS”顶格写。6点击右键选择add files to p

18、roject向工程添加文件。将上面的两个文件添加的工程中。7编译和运行程序。选择Project>rebuile all进行编译。 或者快揵按钮编译编译完成，看底下提示窗口是否有错误。有错误则修改。选择File>Load Program转载程序。在加载输出执行代码文件suanfa.out，此时当前PC指针在B start 处（黄色高亮显示）。选择Debug>STEP (F11)运行程序或者快揵方式也可以设置断点运行。选择View>memory,将地址改为做适当修改如：0x0060观察存储器里的内容。选择View>Registers>CUP Registers观察CPU寄存器中的结果。 选择View>