信息工程系实验中心

信息工程系实验中心数字信号处置器实验

〔DSP实验〕实验一常用指令实验一、实验目的1.了解DSP开发系统的组成和构造；2.熟习DSP开发系统的衔接；3.熟习DSP的开发界面；4.熟习C54X系列的寻址系统；5.熟习常用C54X系列常用指令的用法。二、实验设备计算机，CCS2.0版以上软件，DSP仿真器，DSPCPU挂箱。三、实验原理外部标志输出〔软件可控信号〕XF可用于在多处置器构造中相互通讯，也可作通用输出脚。本实验中XF引脚先接到CPLD，然后把XF再经过CPLD输出给LED灯。XF为低时LED亮，XF为高时LED灭。四、实验步骤与内容1.系统衔接进展DSP实验之前，先必需衔接好仿真器、DSPCPU挂箱及计算机，衔接方法如下所示：2.上电复位在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源衔接正常后，接通仿真器电源或启动计算机，此时，仿真盒上的“红色小灯〞应点亮，否那么DSP开发系统与计算机衔接有问题。3.运转CCS程序待计算机启动胜利后，DSPCPU挂箱220V电源置“ON〞，DSPCPU挂箱上电，启动CCS，此时仿真器上的“绿色小灯〞应点亮，并且CCS正常启动，阐明系统衔接正常；否那么仿真器的衔接、JTAG接口或CCS相关设置存在问题，掉电，检查仿真器的衔接、JTAG接口衔接，或检查CCS相关设置能否正确。注：如在此出现问题，能够是系统没有正常复位或衔接错误，应重新检查系统硬件并复位；也能够是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，详细仿真器和仿真4.修正样例程序，尝试DSP其他的指令。5.样例程序实验操作阐明下面以exp01_xf的操作过程阐明CCS的工程建立连接编译的方法：(其他实验的操作过程和实验一一样)1〕把〞exp01_xf目录拷贝到〞C:\ti5x\myprojects〞目录下,去掉其只读属性.2)删除除了〞.asm、d〞后缀外的其它一切文件和文件夹3〕翻开CCS的“Project\new〞菜单4〕按以下图建立工程〞exp01_xf〞5)翻开〞addfilestoproject〞菜单，把〞exp01_xf〞目录下的.asm、d文件添加到exp01_xf的工程中。6〕点击“rebuldall〞按钮，编译衔接工程。7〕假设有如下的警告“>>warning:entrypointsymbol_c_int00undefined〞翻开“project\buildoptions〞菜单的linker选项，把〞autoinitmode〞选项设置为“noautoinitialzation〞,再重新编译衔接工程。8〕在〞file\loadprogram〞菜单，并加载“exp01_xf.out〞；加载终了，单击“Run〞运转程序；实验结果：可见“CPLD单元〞的指示灯D3以一定频率闪烁；单击“Halt〞暂停程序运转，那么指示灯D3停顿闪烁，如再单击“Run〞，那么指示灯D3又开场闪烁；五、程序框图其中初始化包括SP及PMST存放器值的设定延时子程序为一嵌套循环主程序流程图六，思索题1，XF直接驱动LED和XF经过CPLD驱动LED的区别？2，怎样判别5416内部的PLL曾经切换到分频方式？实验二数据存储实验一、实验目的1、掌握TMS320C54的程序空间的分配；2、掌握TMS320C54的数据空间的分配；3、熟习操作TMS320C54数据空间的指令。二、实验设备计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，DSPCPU挂箱。三、实验原理C54x的存贮空间分为三个部分，分别是程序空间，数据空间和输入输出〔I/O〕空间。程序空间的大小为1M字，数据和输入输出空间大小都是64K字。对于程序空间和数据空间，有些地址段曾经被系统内部定义，我们不能运用。以下图描画了VC5402的存贮空间的分配。存贮空间的配置有两种方式，一种是微处置器方式〔MP〕，另一种是微计算机方式，而这两种方式主要影响程序空间的分配。假设是微处置器方式，那么程序地址空间FF80~FFFF是外部的，也就是我们可以配置的，这也很好了解，由于所谓微处置器也就是仅把该芯片当成是一个处置器，仅完成义务的处置。而假设是微计算机方式，那么程序地址空间FF80~FFFF是被系统占用了的，用于存放系统中断向量表，同时F000~FEFF地址空间也被系统运用，这段地址里面包含了引导程序。由此可以看出，微计算机方式就是把该DSP看成了独立的一个系统，要本人可以单独任务起来，因此需求引导程序。数据空间分成了6个部分，如上图所示。其中00～5F是存贮器映射空间。这段地址空间的值和DSP内部存放器的值是一致的，访问这个地址空间就等于访问DSP内部的相对应存放器。而这段空间是在DSP的片上RAM内。60～7F是一个散空间，相当于系统给本人保管了一个空间用于特殊之用。比如说，在系统引导的时候，引导程序往往把程序执行的入口地址先放到这个空间的某个位置，等引导玩以后，系统再从这个地址里面取出程序的入口地址，然后跳转到相应地址开场执行程序。80～3FFF是DSP的片上RAM所映射的地址空间，假设我们程序的代码比较小时，可以不用外扩RAM。4000～EFFF，这段空间是外部寻址空间。假设程序比较大，片上RAM放不下下的时候，可以外扩一个RAM，然后将程序放在这段空间里执行。F000~FEFF，这段空间可以是外部，也可以是片上ROM，主要受CPU的控制存放器DROM位的控制。关于CPU各控制存放器的意义，在下一节会详细引见。FF00~FFFF，可以是外部也可以是保管不能运用。主要受DROM位影响。输入输出〔I/O〕空间的64K字全部是外部的。另外，C54x的程序空间采用了分页机制。每64K字为一页。因此程序空间1M字可以划分为16页。如以下图所示。另外要留意，在操作数寻址过程中，数据空间也采用了分页地址，而数据空间的分页方法是每128字分为一页，每页是延续的，因此数据空间分为512页。对于输入输出空间没有任何分页机制，直接访问。四、实验步骤与内容衔接好DSP开发系统，运转CCS软件；在CCS的Memory窗口中查找C54各个区段的数据存储器地址，在可以改动的数据地址随意改动其中内容；在CCS中装载实验示范程序，单步执行程序，察看程序中写入和读出的数据存储地址的变化；结合其他寻址方式一同运用。样例程序实验操作阐明启动CCS2.0，并加载“NORMAL\EXP02_MEM\DEBUG\exp02.out〞；用“View〞下拉菜单中的“Memory〞查看内存单元；输入要查看的内存单元地址，本实验要查看0x1000H~0x100FH单元的数值变化，输入地址0x1000H；查看0x1000H~0x100FH单元的初始值，单击“Run〞运转程序，也可以“单步〞运转程序；单击“Halt〞暂停程序运转；查看0x1000H~0x100FH单元内数值的变化；封锁各窗口，本实验终了。源程序查看：用下拉菜单中Project/Open，翻开“NORMAL\EXP02_MEM\Exp02.pjt〞，双击“Source〞，可查看源程序。五、实验阐明：本实验程序将对0x1000开场的8个地址空间，填写入0xAAAA的数值，然后读出，并存储到0X1008开场的8个地址空间。在CCS中可以察看DATA存储器空间地址0X1000~0X100F值的变化。六、思索题54X访问内部RAM和访问外部RAM的区别？实验三键盘接口及七段数码管显示实验一、实验目的1．了解串行口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片HD7279A的根本原理；2．学惯用TMS320C54XDSP芯片控制芯片HD7279A键盘和LED的根本方法和步骤；二、实验设备计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，DSPCPU挂箱。三、实验原理HD7279A是比高公司消费的单片具有串行接口、可同时驱动８位共阴式数码管〔或６４只独立LED〕的智能显示驱动芯片，该芯片同时可衔接多达64键的键盘矩阵，一片即可完成LED显示及键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。HD7279Ａ和微处置器之间采用串行接口，其接口和外围电路比较简单，且占用端口线少，加之它具有较高的性能价钱比，因此，在微型控制器、智能仪表、控制面板和家用电器等领域获得了日益广泛的运用。HD7279A具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。HD7279A的主要特点如下：①有串行接口，无需外围元件便可直接驱动ＬＥＤ；②独立控制译码／不译码、消隐和闪烁等属性；③〔循环〕左移／〔循环〕右移指令；④段寻址指令，可方便地用来控制独立的ＬＥＤ显示管；⑤盘控制器内含去抖动电路。引脚图:引脚阐明：1～2、VDD：正电源；3、NC：无衔接，必需悬空；4、VSS：接地；5、NC：无衔接，必需悬空；6、CS：片选输入端，此引脚为低电平常，可向芯片发送指令及读取键盘数据；7、CLK：同步时钟输入端，向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚电平上升沿表示数据有效；8、DATA：串行数据输入/输出端，当芯片接纳指令时，此引脚为输入端；当读取键盘数据时，此引脚在‘读’指令最后一个时钟的下降沿变为输出端；9、KEY：按键有效输出端，平常为高电平，当检测到有效按键时，此引脚变为低电平；10～16：SG~SA：段g~段a驱动输出；17、DP：小数点驱动输出；18～25、DIG0~DIG7：数字0～数字7驱动输出；26、CLKO：振荡输出端；27、RC：RC振荡器衔接端，其中电阻的典型值为1.5ｋΩ，电容的典型值为15ｐＦ；28、RESET：复位端。HD7279A与微处置器仅需４条接口线，其中CS为片选信号〔低电平有效〕。DATA为串行数据端，当向HD7279A发送数据时，DATA为输入端；当HD7279A输出键盘代码时，DATA为输出端。CLK为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上升沿表示数据有效。KEY为按键信号输出端，该端在无键按下时为高电平；而在有键按下时变为低电平，并不断坚持到按键释放为止。串行接口时序图：纯指令：带数据指令：读键盘指令：健值表如下：典型电路：资源分配：--写0005H，DIR7279='1'，7279的数据给D0--读0005H，DIR7279='0'，数据给7279--上电复位，DIR7279='0'，数据给7279--写0006H，CS7279='0'--读0006H，CS7279='1'--上电复位，CS7279='1'--写0007H，CLK7279='1'--读0007H，CLK7279='0'--上电复位，CLK7279='0'--写0008H，D7279='0'--读0008H，D7279='1'--上电复位，D7279='1'DSP接口电路：四、实验步骤和内容1、正确完成计算机、DSP仿真器和DSPCPU挂箱的衔接后，系统上电；2、跳线设置：跳线“J100〞用短接块短接〔使能外部中断0〕。3.启动CCS2.0，用Project/Open翻开NORMAL\exp06_7279目录下的“exp9.pjt〞工程文件；双击“exp9.pjt〞及“Source〞可查看各源程序；并加载“DEBUG〞目录下的“exp9.out〞；4．单击“Run〞运转程序，然后察看实验的结果。五、实验结果可以看到LED全部点亮后，LED1和LED2显示出0123456789等字符，并逐渐左移，直到“F〞出现后，LED全部变暗。此时按键，便可从LED1和LED2上显示出123456789等按键对应的键值，每个键对应一个数,当按下一键时LED就会显示出相对应的数，且向左挪动一位。在本实验程序中，中断选用的是外部中断0，由CPLD程序译码，每按一次键，就可以产生一个外部中断。主程序流程图中断程序流程图实验四数字图像处置一、实验目的1、了解数字图像处置的根本原理；2、学习灰度图像二值化处置技术。3、学习灰度图像反色处置技术；二、实验设备计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，DSPCPU挂箱。三、实验原理图像是对客观存在的物体的一种类似性的生动模拟或描画。是物体的一种不完全、不准确，但在某种意义上是适当的表示。而数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位。数字图像的描画有两种分类：一是无彩色图像，二是彩色图像。数字图像处置就是将一幅图像变为另一幅经过加工的图像，是图像到图像的过程或是将一幅图像转化为一种非图像的表示，如一个决策等。在本实验中，我们是将一个图像处置成特殊图像的过程。灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描画的图像，没有彩色信息。黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。二值化处置是将得到的灰度图像转化为二值数字图像。灰度变换的目的是为了改善画质，使图像的显示效果更加明晰。更详细的算法原理可以参考数字图像处置的相关书籍。四、实验步骤样例程序实验操作阐明1．启动CCS2.0，用Project/Open翻开“exp10_diggraph〞目录下“exp10.pjt〞工程文件；双击该工程文件可查看各源程序；并加载“exp10_diggraph\debug\exp10.out〞；在主程序diggraph.c中，在两个“i=0〞处设置断点；单击“Run〞，程序运转到第一个断点处停顿；如以下图所示；用View/Graph/Image翻开一个图形察看窗口，以察看程序载入的“Lena64.bmp〞图像，该图像应保管在“exp10_diggraph〞目录中；按以下图设置该图形察看窗口，察看变量y，为6464的二维数组；以下图为“Lena64.bmp〞在CCS环境下的显示图像；单击“Run〞，程序运转到第二个断点处停顿，这时可在图形察看窗口中，察看到原图像经二值化处置后的结果图像；本程序中，二值化处置阈值设为128；封锁各窗口，本实验终了。五、程序框图主程序流程图实验五语音信号的FFT分析一、实验目的加深对DFT算法原理和根本性质的了解；熟习FFT算法原理和FFT子程序的运用；学惯用FFT对延续信号和时域信号进展谱分析的方法，了解能够出现的分析误差及其缘由，以便在实践中正确运用FFT。二、实验设备计算机，CCS2.0版软件，DSPCPU挂箱，DSP仿真器，音频线，音源。三、根本原理1、离散傅立叶变换DFT的定义：将时域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域的采样也可以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离散傅立叶变换，简称DFT。2、FFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N2步运算减少为〔N/2〕log2N步，极大的提高了运算的速度。3、旋转因子的变化规律。4、蝶形运算规律。5、基2FFT算法。四、实验步骤1、复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容；2、复习FFT算法原理与编程思想，并对照DIT-FFT运算流程图和程序框图，了解本实验提供的FFT子程序；3、阅读本实验所提供的样例子程序；4、运转CCS软件，对样例程序进展跟踪，分析结果；记录必要的参数。5、填写实验报告。提供样例程序实验操作阐明A．实验前预备：1利用自备的音频信号源，或把计算机当成音源,从DSPCPU挂箱的“语音单元〞的音频接口“麦克输入〞输入音频信号，进展AD采集。2衔接耳机和“耳机输出〞接口；3拨码开关DSPCPU挂箱上拨码开关设置：利用语音模块时，SW1、SW2均置为“ON〞，反之为“OFF〞。“语音接口〞模块小板的拨码开关设置：〔缺省设置已设置好，不需用户设置〕B．实验启动CCS2.0，用Project/Open翻开“Algorithm〞目录中“exp01_audiofft〞子目录下的“audiofft.pjt〞工程文件；双击“audiofft.pjt〞及“Source〞可查看源程序；加载“audiofft.out〞；在主程序中，k++处设置断点；单击“Run〞运转程序，程序将运转至断点处停顿；用View/Graph/Time/Frequency翻开一个图形察看窗口；设置该察看图形窗口变量及参数；采用双踪察看在启始地址分别为px和pz，长度为128的单元中数值的变化，数值类型为16位有符号整型变量，这两段存储单元中分别存放的是经A/D转换后的语音信号和对该信号进展FFT变换的结果；单击“Animate〞运转程序，或按F10运转；调整察看窗口并察看输入信号波形及其FFT变换结果；单击“Halt〞暂停程序运转，封锁窗口，本实验终了。实验结果：在CCS2.0环境，同步察看输入语音信号波形及其FFT变换结果。思索题1、于不同的N，幅频特性会一样吗？为什么？2、FT进展谱分析，可以运用的什么方面？程序参数阐明voidkfft(pr,pi,n,k,fr,fi,l,il)：基2快速傅立叶变换子程序，n为变换点数，应满足2的整数次幂，k为幂次〔正整数〕；数组x：输入信号数组，A/D转换数据存放于地址为px数组中，转为浮点型后，生成x数组，长度128；数组mo：FFT变换数组，长度128，浮点型，整型后，写入pz数组中。五、子程序流程图：实验六语音信号的DCT算法实验一、实验目的学习DCT算法的实现方法。二、实验设备计算机，CCS2.0版软件，DSPCPU挂箱，DSP仿真器。三、实验原理离散余弦变换与离散傅立叶变换严密相关的，属于正弦类正交变换，由于其优良的去冗余性能及高效快速算法的可实现性，被广泛用于语音及图象的有损和无损紧缩。在开场实验之前，应了解以下根本原理。语音或图像的紧缩手段；DCT变换在数据紧缩中的作用与运用。四、实验步骤阅读本实验所提供的样例子程序；运转样例程序，分析结果；样例程序实验操作阐明A．实验前预备1、利用自备的音频信号源，或把计算机当成音源,从DSPCPU挂箱的“语音单元〞的音频接口“麦克输入〞输入音频信号，进展AD采集。2、衔接耳机和“耳机输出〞接口；3、拨码开关DSPCPU挂箱上拨码开关设置：利用语音模块时，SW1、SW2均置为“ON〞，反之为“OFF〞。“语音接口〞模块小板的拨码开关设置：〔缺省设置已设置好，不需用户设置〕SW2拨码开关：用音频对录线，衔接DSPCPU挂箱语音单元的麦克输入与外部音频源；B．实