S课程设计——信发生器方波

1、成绩评定表学生姓:名王子豪班级学号23专业电子信息工程课程设计题目信号发生器（方波）评 语组长签字：成绩日期2015年1月日课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业电子信息工程学生姓名王子豪班级学号课程设计题目信号发生器（方波）实践教学要求与任务： 基于Dsp的信号发生器设计：1、设计一个信号发生器（方波）。2、在XF引脚上输出任意频率的方波。工作计划与进度安排：1、选题、查阅资料及编写软件程序（或硬件原理图设计）。2、课内上机调试程序及仿真。3、课外上机调试程序及仿真。4、调试出结果、调试结果验收并写报告。5、修改报告及提交报告电子版（修改之后）。6、正式提交报告（打印版）及参加第一次答辩。

2、指导教师：2014年 月日专业负责人：学院教学副院长：2014年 月日2014年 月日1绪论目【录11.1设计背景11.2设计目的21.3设计任务22设计过程32.1设计原理32.2 XF引脚周期性变化.34错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。2.3子程序的调用 3程序代码3.1源程序3.2 SDRAMa始化程序.3.3方波程序连接命令文件4调试仿真运行结果分析4.1寄存器仿真结果4.2模拟输出仿真 5.设计总结参考文献 信号发生器（方波）1绪论1.1设计背景数字信号处理是20世纪60年代，随着信息学科和计算机学科的高速 发展而 迅速发展起

3、来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应 用中表现出来。其主要标志是两项重大进展，即快速傅里叶变换（FFT）算法的提出和数字滤波器设计方法的完善。数字信号处理是把信号用数字 或符号表示成序列，通过计算机或通用（专用）信号处理设备，用数值计 算方法进行各种处理，达到提取有用信息便于应用的目的。例如：滤波、 检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。 因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常 通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这 是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法

4、需要利用计算机或专用处 理设备如数字信号处理器（DSP和专用集成电路（ASIC）等。数字信号 处理的研究方向应该更加广泛、 更加深入.特别是对于谱分析的本质研究， 对于非平稳和非高斯随机信号的研究，对于多维信号处理的研究等，都具 有广阔前景。数字信号处理技术发展很快、应用很广、成果很多。多数科学和工程 中遇到的是模拟信号。以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。模拟信 号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大，可靠性差，且不灵活等。 数字系统的优点：体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大、易于 大规模集成、可进行二维与多维处理。随着大规模集成电路以及数字计算 机的飞速发展，加之从 60年代

5、末以来数字信号处理理论和技术的成熟和 完善，用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代模拟信号处 理。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行 采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们所 需要的信号形式。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和 技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理技 术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突 出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称 DSP是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域

6、的新兴学科。数字信号处理是围绕 着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处 理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处 理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是 理论和应用之间的桥梁。数字信号处理是以众多的学科为理论基础的，它 所涉及的范围及其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过 程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。一些新兴的学科，如人工智 能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字 信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的

7、理论基础，同时又使自己成 为一系歹y新兴学科的理论基础。 长期以来，信号处理技术一直用于转换或产生模拟或数字信号。其中 应用得最频繁的领域就是信号的滤波。此外，从数字通信、语音、音频和 生物医学信号处理到检测仪器仪表和机器人技术等许多领域中，都广泛地 应用了数字信号处理（digital signalprocessing ，DSP技术。数字信号处理己经发展成为一项成熟的技术，并且在许多应用领域逐步代替了 传统的模拟信号处理系统。1.2设计目的1. 通过课程设计加深对 DSP软件有关知识的学习与应用。2. 学习汇编语言并能熟练掌握与应用。3. 了解定时中断原理。1.3设计任务1. 设计一个信号发生

8、器（方波）。2. 在XF引脚上输出任意频率的方波。2设计过程2.1设计原理作为本设计的核心器件，DSP芯片的运算能力要求比较高，同时又存 在运算过程中大量数据交换的特点。方波信号发生器是信号中最常见的一种，它能输出一个幅度可调、频 率可调的方波信号，在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。目前，常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，当这种模拟 信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积大和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发 生器，虽然其低频性能好但体积较大，价格较贵，而本文借助DSP运算速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的

9、数字式信号 发生器具有速度更快，且实现更加简便。5502)来保 这样,这里说明一下使用TI公司的DSP芯片TMS320C5502（以下简称； 来产生方波信号的原理：由于产生一个方波信号需要有一个适合的定时器 来重复产生一个与方波周期相同的计数周期，并用一个比较寄存器 持调制值，因此，比较寄存器的值应不断与定时寄存器的值相比较， 当两个值相匹配时，就会在响应的输出上产生一个转换（从低到高或从高 到低），从而产生输出脉冲，输出的幵启（或关闭）时间与被调制的数值 成正比，因此，改变调制数值，相关引脚上输出的脉冲信号的宽度也将随 之改变。通过TMS320C5502的 事件管理器模块可以产生一定占空比的

10、脉冲信 号，而使用其中的通用定时器、 全比较单元和单比较单元则均可发出脉冲， 由DSP可输出一系列等幅不等宽的波形信号，这些信号再经过外围一系列 调理电路的变换之后，便可以得到所需要方波信号了。 事实上，在硬件上， DSP有两个设计一样的事件管理模块（EVA/EVB，每一个事件管理模块都 有6个输出口，故可输出两组方波，一般均可满足通常的设计需要。2.2 XF引脚周期性变化最简单的程序：DSP XFl.asm循环对XF位置1和清0,用示波器可以在XF脚检测到电平高低周期 性变化。.mmregs.defCodeStart.text;预定义的寄存器定义程序入口标记; 程序区CodeStart:BS

11、ETXFRPT#999程序入口;XF 置 1重复执行1000次空指令产生延时NOPBCLRXFRPT#999;XF 清 0;重复执行1000次空指令产生延时NOPCodeStart；跳转到程序幵头循环执行.endNOF指令执行时间为一个时钟周期，设DSP工作频率是50MHz可以估算出XF引脚电平的变化频率约为：50M/2000=25kHz在没有示波器的情况下，就要将这个程序稍作改进，增加延时，用一个延时子程序将XF脚电平变化频率降到肉眼可分辨的程度，就可以用LED来显示电平的变化。2.3子程序的调用DSP_XF2.asn对DSP_XF1.asn稍作改进，用延时子程序设置较长的延 时，可以用试验

12、板上的LED看到XF引脚电平的变化.mmregs.def CodeStart预定义的寄存器 定义程序入口标记.textCodeStart:BSETXFCALLBCLRDelayXF;XFCALLDelay;程序区;程序入口;XF 置 1调用延时程序清0;调用延时程序B CodeStart跳转到程序幵头循环执行;延时子程序：Delay;用两级减一计数器来延时。调整不同AR1和AR2的大小LED闪烁的频率Delay:MOV #999,*AR1循环次数1000L00P1: MOV #4999,*AR2循环次数5000LOOP2: BCC LOOP 2,*AR2-断如果AR2不等于0, AR2减1,再

13、判BCC LOOP 1,*AR1-;如果AR1不等于0AR1减1,跳转到LOOP1RET.end3程序代码3.1源程序;方波与程序清单 timer.asm.mmregs .def c int00.ref sdram inittim0.set 0x1000prd0.set 0x1001tcr0.set 0x1002p rsc0.set 0x1003sysr.set 0x07fdclkmd.set 0x1c00SY SSTACK .usect ".sysstack",200hpdp_timer0 .set tim0/128STACK.usect ".stack&quo

14、t;,200h.bss a1, 1.data.sect ".vectors"rsv:b c int00nop.alig n 8n mi:oop 8nop.en dlo opinto：oop 8nop.en dlo opint2:oop 8noptinto：.en dlo opb Timer0nop .alig n 8;主程序：.textc int00:amov#0,xdpamovamov#STACK+200h,xs p#SY SSTACK+200h,xsspbsetin tmmovmov#1,iv pd#1,iv phmovmov#10her0#10h,dbier0movm

15、ov#0,ier1#0ffffh,ifr0mov #0ffffh,ifr1movcall sdram initmov#p dp_timer 0,pdp#04f0h, port(tcr0)movmovmov#0h, port(tim0)#0ffffh, port( prd0)#15h ,p ort( pr sc0)mov#0e0h, port(tcr0) bclr in tmamov #a1, xdpmov #0,ac0mov acO, a1loop:Nopb loop_Timer0: mov a1, ac0 bcc Loop1, ac0=#1 b Loop2Loop1: bset xfmov

16、#0, a1 b nextLoop2: bclr xfmov #1, a1Next: reti.end3.2 SDRA初始化程序.def sdram initebsr.set0x6c00egcr.set0x800emirst.set0x801emibe.set0x802ce01.set0x803ce02.set0x804ce03.set0x805ce11.set0x806ce12.set0x807ce13.set0x808ce21.set0x809ce22.set0x80Ace23.set0x80Bce31.set0x80Cce32.set0x80Dce33.set0x80Esdc1.set0

17、x80Fsdper.set0x810sdc nt.set0x811init.set0x812sdc2.set0x813sdram_ pdp.seteg.textsdram in it:mov #0xa01, port(#ebsr) ;*ebsr = 0xa01mov #sdram_ pdp,pdp;*egcr = 0x220;*ce01 = 0X3000mov #0x220,p ort(egcr)mov #0x3000, port(ce01)mov #0x1fff, port(ce11)mov #0x1fff, port(ce21)mov #0x1fff, port(ce31);*ce11 =

18、 OXIfff;*ce21 = OxIfff;*ce31 = OxIfffmov #0x0, port(emirst)mov #0x5958 ,p ort(sdc1);*emirst = 0;*sdc1 = 0X5958mov #0x38f, port(sdc2)mov #0x0, port(i nit);*sdc2 = 0X38F;*i nit = 0ret.end3.3方波程序连接命令文件MEMORYP AGE 0:MMR:SPRAM:VECS:DARAM0:DARAM1:origin =00000000h, le ngth = 00000c0horigin = 00000c0h, len

19、 gth = 0000040horigin = 0000100h,origin = 0000200h,origin = 0002000h,DARAM2: origin = 0004000h,DARAM3: origin = 0006000h,len gth = 0000100hlen gth = 0001E00hlen gth = 0002000hlen gth = 0002000hlen gth = 0002000hSECTIONS.vectors:> VECSP AGE 0.bss:DARAM0 PAGE 0.stack:.sysstack:> DARAM1 PAGE 0>

20、; DARAM1 PAGE 0.text:DARAM2 PAGE 0.data:> DARAM3 PAGE 04调试仿真运行结果分析所有程序经调试无误，全部正常运行，根据定时器长度计算公式：Tt二T*(1+TDDR)*(1+ PRD)，通过修改 TDDF与PRD的值便可在 XF引脚上输 出频率任意频率的方波。XF位已被置为1。4.1寄存器仿真结果在mov #0, a1设置断点，当程序运行到此位置时图4.1 XF引脚输出1在mov #1, a1设置断点，当程序运行到此位置时 XF位已被置为0。图4.2 XF引脚输出0当程序再次运行到mov #0, a1断点时，XF位又再一次被置为1。图4.

21、3 XF引脚再次输出1TM5320C55XX Registers < Type 0 >="004090XAEQDODOODSTO3602XSP =DDllFDXAFl=ooDoaoSTI=2920XSSP =0013KDXAR2000000ST 2=7000RETA =00403CXAR3=OOOOQOST 3=1300CFCT =ODODXAR4=DODOaOlERO= 010AC0 =DOaDOOCOOlXAR5OODOODlERLDcoaAC1 =OQOOOOOOOOXAP6=000000IFRO=0000AC 2=OODOOD'OOOOXAR7=OOGOD

22、OIFRI=ooaAC 3=DtjaDoooQoaro*KDODOIVPD0001乂 DP -OOaiQDnDODO0001PDP =0020T2=0000TEN (J=0000XCDP =ocrocoo13=OQOOTRtn=0000DBIERD=ODIDRPTC=OODODBIER1-0000CSF0000BSAOi=0000BRCO-0000ESA23=QOODRS AO=OOOOQOBSA5=aooDREAO=000000BSA67-0000BRClDODOBK03=ODODRS Al=ooDoao4.2模拟输出仿真打幵 CCS V3.1 的 ViewGraph Prop erty D

23、ialog菜单，打幵图形属性对话框，在对话框中修改相应参数，如图4.4所示。0 Craph Property Dial or丹ph Ti + St *电 Addr玉£Fn«丸亡乜aiti«瓦 Bu£f4r Six* IndexI>i kpleySi £«DSFiQi-vfclu#SMplin<Qk)Pl*t D屯 FfsLtft-ihi fD之mpL峥DCAjc*k Di bpl<yTUhi ISa 屯us Bur D L ipl 4y tud* Diiplfe# Sc tl4D亶Gti <1 尹农匚 *>4 号 bg" Hodja-Gr e*l Duflij* CxlQl16464t tiint«<«riDL*ft lb Hi T"OnCOnlOnLib«<rLi It*Zcrp Lin*S *.4. «. CiJX I