北航自动化学院DSP实验报告

DSP实验报告学号：姓名：实验1软件认识实验实验目的熟悉CCS开发环境的界面。利用CCS软件仿真功能，实现前期算法设计的实验和调试，以及算法性能的评估。了解C54x系列DSP芯片与CCS在线连接调试的基本方法。实验设备信号发生器1台，示波器1台，万用表1块，5V电源1个，PC机1台，C5402核心板1块。实验内容及结果分别在CCS软件仿真和在线调试模式下，用C语言和汇编语言实现正弦值计算功能。C语言程序要能够计算从0~180°的正弦值。打开SetupCCS2(C5000)，将CCS配置成软件仿真模式。打开CCS开发环境，新建工程，用C语言和汇编语言编写正弦值计算程序。编译，加载，运行，调试。利用CCS的图形显示功能，观测生成的正弦波。将计算机和仿真器相连，将CCSSetup设置为硬件调试模式。将前面调试好的程序烧写入DSP中，观察运行结果。利用CCS的代码性能评估工具，分析所编写程序的效率、运行速度，提出进一步的优化方案。实验结果如下图：图SEQ图\*ARABIC1软件仿真数组结果图SEQ图\*ARABIC2软件仿真图形结果从数组中变量的值和图像可以看出程序运行结果是正确的。分析与思考代码效率评估在实际操作中并没有进行，预测汇编语言编写的程序效率会远高于C语言编写的程序。当然C语言程序也有简短易读的优势。汇编语言使用泰勒展开的方法计算正弦值是为了利用DSP拥有硬件乘法器的优势，DSP的硬件乘法器使其能够迅速计算乘法，大大削减了计算时间。由此可以看出，功能简单但是对运算速度要求严格的程序使用汇编语言编写最为合适，而功能复杂，代码量庞大但对运算速度要求不是很严格的程序使用C语言及其他高级语言编写更具优势，可以大大节约开发时间，代码可读性、可移植性更强。实验感想本次试验过程中我初步了解了DSP编程和软件仿真的过程，也略知汇编语言和高级编程语言各自的优劣。初步体验了工程设计中利用软件仿真初步调试程序的这一步。

实验2硬件认识实验实验目的学习C5402实验系统核心板的基本结构，了解一个DSP最小系统是如何构成的。学习利用CCS+仿真器+系统核心板实现硬件在线仿真调试。实验设备信号发生器1台，示波器1台，仿真器1个，5V电源1个，PC机1台，C5402核心板1块。实验内容及结果从C5402的外部中断引脚（INT2）输入一个方波，通过I/O输出引脚XF输出该方波的二、四或八分频。分析C5402核心板的最小应用系统的硬件电路原理。测试并记录核心板的主要工作点波形、复位端波形、晶振波形和电源电压波形。画出核心板最小应用系统原理图。指出核心板调试的关键步骤，并分析故障出现的原因，通过调试解决我们没有按照书上的内容进行实验，而是将实验一中的程序实际下载到DSP中运行。结果和仿真结果相同，说明程序正确运行。截图在同组其他同学手中，由于结果并无差异，这里就不再贴出图片，请老师见谅。分析与思考填空C54x核心板的最小应用系统包括电源、晶振、复位、C5402芯片共四部分。电源管理芯片的作用是保证供电稳定可靠的基础上，防止外部干扰进入电源，保护DSP芯片。为了增强每个芯片的抗干扰性能，必须在芯片的电源位置，加电容才能满足实际应用的需要。核心板的电源对地加了若干个10uf的电容。C5402的时钟频率设定可以通过改变CLKMD1、CLKMD2、CLKMD3引脚的连接方式来改变CLKOUT的周期。简答核心板电源管理电路设计中需要特别注意的问题是电源管理芯片实际的功耗问题、抗干扰问题、掉电保护问题。C5402的硬件PLL可以在线设置PLL的值，工作频率既可以倍频也可以分频，有31个软件可调频点。软件仿真是在PC上运行程序，与C5402的硬件无关，存储空间可以随意使用。硬件仿真是通过仿真器在DSP上运行程序，直接与C5402的硬件连接相关，存储空间直接与目标系统的资源对应。CPU响应中断主要分为接受中断请求、响应中断、执行中断服务程序3步。实验感想本次试验过程中我初步了解了DSP编程、下载、调试的过程。令我收获最大的是，我发现理论和实践的差异是很大的，实践时总能发现一些理论上没有考虑周全的事，例如本次试验中计算机和实验板总是连接不上，后来发现是实验板上的仿真器出现了问题，这锻炼了我们排查问题和解决问题的能力。这些亲自动手得到的收获是理论研究无法给予的。

实验3键盘模块实验实验目的了解C54x硬件I/O扩展的基本原理及特点，掌握其I/O扩展技术的硬件要求及软件特点学习通过DSP的通用I/O口扩展键盘模块的方法，编写基于I/O扩展的键盘程序，掌握C54x系列芯片与片外并口外设通信的基本方法及限制。实验设备键盘模块1个，示波器1台，仿真器1个，5V电源1个，PC机1台，C5402核心板1块。实验内容及结果学习DSP硬件I/O扩展，分析键盘模块与核心板的连接。用查询方式和中断方式编写键盘模块的驱动程序。键盘模块硬件连接如下图：使用的示例程序是用中断方式扫描键盘，分别对键盘行列进行扫描返回一个8位二进制数从而确定键值。使用CCS的硬件调试功能，在键盘扫描的中断服务函数的结束处加入断点，程序运行过程中按下键盘上的按键，进入中断服务函数，在断点处暂停。此时查看存放键值的变量，变量内容正确，说明程序正常运行。分析与思考中断方式的键盘程序执行过程：键按下后，四输入或门输出由高变低，拉低外部中断引脚INT1产生中断。CPU响应相应的中断，进入中断服务函数扫描键盘，产生键值。中断服务函数运行结束后回复现场，回到原先的进程中。实验感想本次实验中遇到的最大问题是实验平台不够稳定可靠。将程序烧写进DSP后，我们尝试设置断点，以分析程序是否正常运行。就在这时PC与实验板突然断开连接，耗费了相当长的时间恢复连接后，没过多久又断开。我们最终放弃使用实验室提供的PC改用自己的电脑，此后的实验进展就顺利了很多。显然，一个稳定的实验平台对实验效率的提高至关重要，实验前一定要确保一个稳定的软硬件环境。从这次实验中我还初步认识了中断这一概念，学会了利用断点、单步执行等功能调试带有中断和永真循环的程序。

实验4LCD实验实验目的学习C5402总线方式的I/O扩展，掌握C54x的I/O空间扩展、控制外部设备的方法。学习液晶控制器T6963的使用方法。实验设备液晶模块1个，示波器1台，仿真器1个，5V电源1个，PC机1台，C5402核心板1块。实验内容及结果用C语言编写液晶模块的驱动程序。利用库函数清屏。将示例程序中的程序调试通过。在液晶屏的(0,5)位置开始，输出一行英文字符：DSPLabofBUAA。在液晶屏的第127行的位置（最后一行），画一条横线。实际操作中我们没有完全按照实验指导书的内容去做，而是用例程调试好了液晶显示模块，再将液晶显示程序和实验3中的键盘程序相结合，实现按下按键可以在液晶屏上显示按键对应的字符。在实际操作中我们将液晶模块调试通过，但在将程序结合到一起时，由于未知原因，液晶模块出现故障。键盘扫描程序可以正常运行，但是液晶驱动程序却陷入死循环。由于时间有限实验最终未能如期完成。分析与思考虽然由于实验器材的问题导致实验没有成功，但也暴露出我们经验的不足。在刚开始调试组合程序时，我们的程序都没能进入中断服务函数。但当我们将所有的程序写在一个文件里后，程序就能进入中断服务函数了，原因不明，但这种状况在各种型号的可编程器件中都有发生（例如AVR单片机）。我们在这个问题上纠结了过长时间凸显了我们经验的不足。另外我们对实验板的原理图没有深入研究，对液晶驱动程序的函数没有深入的了解也是导致实验没有成功的重要原因。在进行实际开发时我们必须对