湘潭大学数字信号处理实验报告(第二次)-正弦信号发生器

数字信号处理实验报告（第二次） 学院：班级：姓名：学号：指导老师：完成日期：内容：实验四、正弦信号发生器实验四、正弦信号发生器实验目的1.掌握利用DSP产生正弦信号的原理2.熟悉子程序调用的程序结构以及堆栈的使用3.掌握CCS的图形输出操作实验设备1.集成开发环境CodeComposerStudio（简称CCS）2.实验代码Sin.s54、Lab.cmd和Lab.gel三、实验内容1.阅读理解多项式逼近正弦的文档，为第一象限内的弧度值。因为，所以只需将第二，三，四象限内的弧度值转换到第一象限即可计算出相应的正弦函数值。由于有限精度，规定弧度值从，其中=0x7FFF，/2=0x4000，=0x8000。利用级数展开产生正弦波，必须在调用计算子程序之前备份好累加器A中的当前弧度值，以便计算结束后实现增量。正弦波的频率可以通过增幅的大小来进行控制，如果假定程序循环一次为一个时间单位，则正弦波的周期为65536/步长，频率为周期倒数。自动增长时要注意当超过后必须调整到的范围内才能调用计算子程序，即若。2.阅读和理解Sin.s54Sin.s54程序如下：;******************************************************************************; SJTUDSPTech.Center;Copyright(c)2003SJTUDSPTech.Center.AllRightsReserved.;Description:; TMS320C54xProgramforStudentsExperiment;History:; Date Authors Changes; 2003/08/01 FuXuan Created.;******************************************************************************STACK_ADDR .set 0x0500STEP .set 0x0400 ;deltax(mustbepositive),themorethehigherfrequency ;T=65536/STEP,f=1/T .bss sin_out,1 .mmregs .global main .textmain: stm #STACK_ADDR,SP stm #0x00A8,PMST ;IPTR=0x0080 stm #0x0000,SWWSR ;softwarewaitstatusregister sub A ssbx CPL ;directaddressusingSP ssbx FRCT ;fractionmode ssbx OVM ;overflowmode ssbx SXM ;signextension stm #sin_out,AR6sin_loop: pshm AG ;savecurrentx;ddianOK pshm AH;ddianOK pshm AL;ddianOK call calculate_sin ;-pi<=x<=pi;ddianOK sth A,*AR6 ;storesin(x),addprobepoint;ddianOK popm AL;ddianOK popm AH;ddianOK断点设置处 popm AG;ddianOK add #STEP,A ;adddelta;ddianOK sub #0x7fff,A,B ;testifx>pi,B=A-pi;ddianOK bc normal_increase,BLT;ddianOK ld #0x8000,A ;A=-pi add B,A ;A=B+(-pi)=x-2*pinormal_increase: b sin_loop;ddianOK dead_loop: nop nop nop nop b dead_loop ;******************************************************************************sign .set 0 ;localvariablecalculate_sin: frame -1 ;allocatesign nop ;nodirectaddressingnextframe st #0,@sign ;decidesign,0for1stand2ndquadrant,1for3rdand4thquadrant xc 2,ALT st #1,@sign abs A ;changeto1stand2ndquadrant sub #0x4000,A,B ;testfor1stquadrant bc first_quadrant,BLEQ;ifnotchangeto1stquadrant sub #0x7fff,A ;Assin(pi-x)=sinx,letx=pi-x neg A first_quadrant: stm #coef,AR2 stlm A,T ;T=x ld *AR2+,16,A ;AH=C5 ld *AR2+,16,B ;BH=C4 rpt #5-1 ;AH=C5*x^5+C4*x^4+C3*x^3+C2*x^2+C1*x+0 poly *AR2+ ld @sign,B ;pickoutsign sfta A,3 ;makeQ15format nop ;nopforBconditiontestbyxc xc 1,BNEQ ;testsign neg A ;sin(-x)=-sinx frame 1 ret;****************************************************************************** .sect "vectors"int_RESET: b main nop nop .space 124*16;sin(x)=0+3.140625x+0.02026367x^2-5.325196x^3+0.5446778x^4+1.800293x^5 .datacoef: ;Asthemaxvalueis-5.325196,soQ12isused .word 0x1cce ;1.800293*4096 .word 0x08b7;0.5446778*4096 .word 0xaacc;-5.325196*4096 .word 0x0053;0.02026367*4096 .word 0x3240;3.140625*4096 .word0x0000 ;0 .end;endofSin.s543.调试正弦波发生器图形观测时选择菜单View->Graph->Time/Frequency，然后设置如下图：4.加入断点，并选取图形观测，利用动画及时更新 popm AH;ddianOK断点设置处5.试利用迭代的方法来实现正弦信号发生器得到正弦信号迭代公式：，因为为常数，所以为常数，则利用此公式迭代计算每次只需一次乘法和一次加法。四、实验结果及注意事项1.需要使用临时数据时，必须用frame语句留出所需空间，使用结束后要将堆栈指针还原以防堆栈内存泄漏。要注意的是frame的下一条指令不能使用直接寻址。2.利用累加器写乘法寄存器T（stlm）之后的下一条指令不能使用T；条件转移指令xc在指令访问阶段判断条件，该条件必须在先于xc指令的2个指令之前产生；条件转移指令bc是在指令执行阶段判断条件，不存在这方面的问题。具体细节请参见《数字信号处理系统的应用和设计》3.6节和4.5节。3.在断点及动画运行方式实现正弦波显示的情况下，查找到存储器中对应存储正弦波数据实时更新的数据单元。5.实验结果汇总断点（startaddress=sin_out，step=0x0400）断点设置截屏断点及探针（startaddress=sin_out，step=0x0400）断点及探针设置截屏断点（startaddress=sin_out，step=0x0500）断点及探针（startaddress=sin_out，step=0x0500）断点（startaddress=AR6，step=0x0400）断点及探针（startaddress=AR6，step=0x0400）断点（startaddress=0X2000，step=0x0400）断点及探针（startaddress=0X2000，step=0x0400）6.程序流程图五、实验心得这次实验的主要内容包括阅读理解多项式逼近正弦的文档；阅读和理解Sin.s54；调