北邮 DSP 实验一.docx
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北邮DSP实验一
2015-2016学年第二学期
信号与信息处理综合实验（DSP）
实验一
学院：
信息与通信工程学院
班级：
学号：
姓名：
班内序号：
一.实验目的
熟悉CCSv5的开发流程，了解各个菜单的功能。
二.实验环境
CodeComposerStudiov5，WindowsXP，DSP开发板
三.实验要求
1.在控制台显示HelloWorld
2.控制LED灯闪烁
FTP给出一个LED的程序模板，可以控制LED-0的闪烁。
基于该模板，需要完成：
1）修改闪烁的频率；
2）通过写8bit数值到CPLD寄存器来控制LED，使得4个LED以200ms的频率同时打开和关闭；
3.在验收时候依照助教的要求改变LED灯的闪烁方式
四.实验原理
4.1总体介绍
DSP芯片也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
本学期DSP实验所用芯片为TI公司生产的TMS320C6416T。
TMS320C6416T为定点DSP，基于第二代高性能的VLIW架构，拥有超长指令字，即一种非常长的指令组合，它把许多条指令连在一起，增加了运算的速度。
4.2处理器介绍
该系列芯片的处理器由三部分组成：
1）CPU内核：
有8个并行操作的功能单元，被分为类似的两套有两组寄存器，每组包括16个32位寄存器；
2）存储器：
包括程序存储器和数据存储器片内程序存储器总线宽度为256bit，每个周期可取8条32位指令；
3）外设：
直接存储器访问DMA、外部存储器接口EMIF、串口、扩展总线、定时器等。
4.3相关函数介绍
为了方便用户对DSP系统进行开发，TI公司的第三方提供一种简单的系统评估平台，即DSK开发套件和评估板。
DSK和EVM（评估板）除了提供基本的硬件平台外，还提供完整的代码生成工具和调试工具。
用户可以使用DSK或EVM完成需要设计系统的硬件性能、软件算法的评估，为确定系统的软/硬件方案提供可靠的依据。
以下为DSK6416提供的DSP开发相关函数：
voidDSK6416_init（）;/*初始化所有板子的初始函数*/
uint8DSK6416_rget（int16regnum）;/*读取CPLD寄存器的8bit值*/
voidDSK6416_rset（int16regnum,uint8regval）;/*写8bit数值到CPLD寄存器*/
voidDSK6416_wait（uint32delay）;/*插入dl次的迭代循环*/
voidDSK6416_waitusec（Uint32delay）;/*插入dl微秒的迭代循环*/
利用以上函数，实现DSP板子的初始化以及开关状态读取和LED灯的亮灭控制。
4.4寄存器介绍
CPLD寄存器定义如下：
本实验所需配置的寄存器为USER_REG，该寄存器用于读取DIP开关状态，并将LED灯开关。
其具体描述如下：
由上表可以看出，USER_REG前四个比特用于DIP，读该寄存器前四比特，若相应比特位置一表示所对应开关断开，相应比特位置零表示所对应开关打开；后四个比特用于LED控制，向该寄存器写数据，若相应比特位置一表示点亮所对应LED灯，置零则表示将所对应LED熄灭。
五.功能描述
1）运行程序后，在控制台显示HelloWorld；
2）通过写8bit数值到CPLD寄存器来实现按键控制四盏LED灯以一定频率同时亮灭；
3）通过写8bit数值到CPLD寄存器来实现四盏LED灯作为跑马灯顺序亮灭；
4）通过写8bit数值到CPLD寄存器来实现四盏LED灯作为跑马灯加速亮灭；
六.程序模块描述
6.1HelloWorld模块
使用printf语句输出
。
6.2LED灯同时亮灭模块
首先初始化板子初始函数以及LED及DIP，然后设置while循环，在循环之中读取CPLD寄存器的八比特数值。
若检测到数值为0XE0，即表示只有DIP0按下，则设置CPLD寄存器八比特数值为0XEF，即表示四盏灯全亮，延迟一段时间之后，设置CPLD寄存器八比特数值为0XE0，即表示四盏灯全灭，并延迟相同时间；否则设置CPLD寄存器八比特数值为0XE0，即表示四盏灯全灭。
3.跑马灯模块
首先初始化板子初始函数以及LED及DIP，然后设置while循环，在循环之中读取CPLD寄存器的八比特数值。
若检测到数值为0XD0，即表示只有DIP1按下，则依次设置CPLD寄存器八比特数值为0XE0、0XE1、0XE2、0XE4、0XE8，分别表示四盏灯全灭、只有第一盏灯亮、只有第二盏灯亮、只有第三盏灯亮、只有第四盏灯亮，在每次设置之后延迟相同的时间；否则设置CPLD寄存器八比特数值为0XE0，即表示四盏灯全灭。
4.跑马灯变速模块
若检测到数值为0X90，即表示DIP1与DIP2同时按下，则通过改变延迟的时间来改变跑马灯的速度。
七.程序流程
八.各种功能的测试记录、结果及说明
8.1功能分析
本实验所设计的功能都顺利实现:
1）在运行程序之后，控制台显示
；
2）当DIP0没有按下时，四盏LED全灭；
3）当只按下DIP0时，四盏LED灯闪烁，频率为200Hz；
4）当只按下DIP1时，四盏LED灯依次点亮然后熄灭，频率为200Hz；
5）当DIP1及DIP2同时按下时，四盏LED灯依次点亮然后熄灭，频率为400Hz。
8.2截图分析
1）控制台显示
如图所示，在运行程序之后，控制台显示
。
2）LED灯同时亮灭
只按下DIP0并如上图所示设置断点，单步运行后查看寄存器的值，低八位的值为EF，与所赋的值相同，此时四盏灯全亮，如下图所示：
3）跑马灯顺序亮灭
只按下DIP1并如上图所示设置断点，单步运行后查看寄存器的值，低八位的值为D1，与所赋的值相同，此时第一盏灯亮，如下图所示：
4）跑马灯加速亮灭
同时按下DIP1及DIP2并如上图所示设置断点，单步运行后查看寄存器的值，低八位的值为90，与所赋的值相同，此时四盏灯全灭，如下图所示：
九.调试过程中的主要问题及难点
第一次实验的重点在于认识DSP芯片的基本架构，根据课件的步骤，能熟练的操作使用CodeComposerStudiov5工作环境，在编写简单的程序代码之后，完成编译、调试等步骤。
过程中遇到的一个问题是硬件驱动的安装，在刚开始做实验时我没有注意到这个问题，一直到调试过程中报错时才发现驱动安装有问题，后来向同学询问了手动导入安装驱动的方法，才顺利完成了实验。
程序部分的一个难点在于DSK6416_RSET（）和DSK6416_RGET（）函数的使用，在基本功能实现以后，我们想要实现不同DIP开关对应不同的状态，所以又回顾了课件中CPLD寄存器方面的内容，了解了CPLD寄存器不同状态对应的8bit数值的含义。
十.心得体会
总体来说第一次DSP实验比较简单，主要是学习DSP芯片的基本知识，熟悉DSK开发板以及CodeComposerStudiov5集成开发环境，掌握利用CPLD的USER_REG寄存器配置LED和DIP开关的方法，了解程序优化的原理和基本操作。
感觉编程能力方面要求不高，在原来的编程基础上需要掌握DSK6416相关函数、LED相关函数和4DIP开关相关函数的使用就可以。
除了在熟悉软件和开发板上遇到了一些问题以外，实验的其他方面进行得非常顺利，在基本功能实现后我们很快就完成了其他扩展功能，比如实现了LED全亮全灭，跑马灯及变速等功能。
另外根据实验课件教程，我们进行了多次的断点调试，使用软件更加熟练，为之后的实验做充足的准备。
本次实验给我的感觉是十分有趣，能够锻炼提升实际操作能力和分析解决问题的能力。
实验开始时助教学长跟我们介绍了如何做好实验前的准备工作，开发板的养护，以及实验过程中一旦遇到问题时怎么迅速有效地解决。
感觉学长们也很认真负责，热心地给同学们答疑解惑，极大地增加了我对DSP实验的热情和信心，相信接下来的实验，我一定会更愿意去做，并能给我带来更大的收获。
十一.程序源代码
#include
#include"dsk6416.h"
#include"dsk6416_led.h"
#include"dsk6416_dip.h"
#definedelay100000
#definedelay150000
voidmain（）
{
DSK6416_init（）;//初始化所有板子初始函数
DSK6416_LED_init（）;//初始化LED
DSK6416_DIP_init（）;//初始化DIP
printf（"HelloWorld!
\n"）;
while
（1）
{
if（DSK6416_rget（DSK6416_USER_REG）==0XE0）//只有DIP0按下
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XEF）;
DSK6416_waitusec（delay）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;
DSK6416_waitusec（delay）;
}
else
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;
}
if（DSK6416_rget（DSK6416_USER_REG）==0XD0）//只有DIP1按下
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;//写8bit数值到CPLD寄存器
DSK6416_waitusec（delay）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE1）;
DSK6416_waitusec（delay）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE2）;
DSK6416_waitusec（delay）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE4）;
DSK6416_waitusec（delay）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE8）;
DSK6416_waitusec（delay）;
}
else
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;
}
if（DSK6416_rget（DSK6416_USER_REG）==0X90）//DIP1、2按下
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;
DSK6416_waitusec（delay1）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE1）;
DSK6416_waitusec（delay1）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE2）;
DSK6416_waitusec（delay1）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE4）;
DSK6416_waitusec（delay1）;
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE8）;
DSK6416_waitusec（delay1）;
}
else
{
DSK6416_rset（DSK6416_USER_REG,0XE0）;
}
}
}
注：
1）如果想要改变灯的亮灭，只需要改变delay的数值；
2）寄存器高四位代表着按键的状态，其中
表示按下，
表示抬起（只能读不能写）；
3）寄存器低四位代表着LED灯的状态，其中
表示熄灭，
表示点亮（可读可写）；4）可以通过读取及修改寄存器的数值来获取按键、LED灯的状态以及改变LED灯的状态。
十二.组内分工描述
郑逸琛主要负责相关头文件、库文件以及cmd文件等相关配置操作，程序流程的分析和设计，程序算法的编程实现；赵月主要负责开发环境的熟悉，项目工程的建立，CPLD寄存器的使用和设置，以及后期程序的调试与优化。
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