DSP芯片原理与应用指导书精.docx

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DSP芯片原理与应用指导书精

实验一CCS开发环境练习

一、实验目的

掌握加减法运算指令。

掌握ccs编译环境的使用

二、实验设备

计算机、SEED-DTK实验箱、5416EVM板

三、实验原理

参见教材第3章

四、实验内容

编写程序，分别实现计算z=x+y-w、y=mx+b

五、实验步骤

1、用仿真机将计算机与SEED-DTK系列实验箱连接好，然后打开实验箱电源，再运行CCStudiov3.3软件。

2、新建一个项目：

点击Project－New，将项目命名为experiment2，然后点击OK，系统会自动生成一个与项目同名的文件夹。

注意项目名要用英文名，不要将项目取名为中文名，因为CCS软件不能识别以中文命名的文件夹。

3、新建一个源文件：

点击File－New－SourceFile可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面（experiment2，保存类型选择*.ASM（如果源文件是C语言编写的，保存类型选择*.C,本实验中的例程是使用汇编语言编写的,所以选择*.ASM为保存类型），我们在这里将保存名字命名为example4.asm。

4、在项目中添加源文件：

在新建立了一个源文件以后，要想使用CCS编译器对该源文件进行编译还需要将源文件添加到项目中去。

添加方法是在工程管理器中右键单击experiment2.pjt，在弹出的菜单中选择AddFilestoproject，然后将刚才建立的example4.asm文件添加到该项目中去。

5、编写源程序：

在工程管理器中双击example4.asm，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入

如下内容：

*****************************************

*计算z=x+y-w*

*****************************************

.title"example4.asm"

.mmregs

STACK.usect"STACK",10H;堆栈的设置

.bssx,1;为变量分配4个字的存储空间

.bssy,1

.bssw,1

.bssz,1

.def_c_int00

.data

table.word10,26,23;x,y,w

.text

_c_int00:

STM#0,SWWSR;插入0个等待状态

STM#STACK+10H,SP;设置堆栈指针

STM#x,AR1;AR1指向x

RPT#2

MVPDtable,*AR1+;把程序存储器中的数据移动到数据存储器

CALLSUMB

end:

Bend

SUMB:

LD*（x,A

ADD*（y,A

SUB*（w,A

STLA,*（z

RET

.end

6、编写链接配置文件：

新建一个源文件：

点击File－New－SourceFile可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面（experiment2，保存类型选择*.cmd，我们在这里将保存名字命名为dec5416.cmd。

输入以下文本内容：

MEMORY

{

PAGE0:

VECT:

origin=0x28100,len=0x100

IPROG1:

origin=0x200,len=0x7c00

IPROG2:

origin=0x28200,len=0x7c00

IPROG3:

origin=0x38000,len=0x8000

FLASHL:

origin=0x40000,len=0x40000

FLASHH:

origin=0x4000000,len=0x80000

PAGE1:

SPRAM:

origin=0x60,len=0x20

DARAM:

origin=0x80,len=0x3f80

/*×öÏàÓ¦ÉèÖÃºóÒ²¿ÉÒÔÊÇFLASH¿Õ¼ä*/

SARAM:

origin=0x8000,len=8000

}

SECTIONS

{

.vector:

{}>VECTPAGE0

.text:

{}>IPROG2PAGE0

.cinit:

{}>IPROG2PAGE0

.switch:

{}>IPROG2PAGE0

.const:

{}>IPROG2PAGE0

.stack:

{}>IPROG1PAGE0

.data:

{}>DARAMPAGE1

.bss:

{}>DARAMPAGE1

.cio:

{}>IPROG1PAGE0

}

7、编写中断向量表文件

新建一个源文件：

点击File－New－SourceFile可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面（experiment2，保存类型选择*.asm，我们在这里将保存名字命名为vector.asm。

输入以下文本内容：

.title"vector.asm";/*中断向量表的文件名*/

.ref_c_int00;/*引用外部定义的标号*/

.sect".vector";/*定义初始化的段名*/

B_c_int00;/*引用start*/

.end

8、对项目进行编译和链接：

再从3.4.4Convolve文件夹下将dek-boot.gel文件拷到本项目所在的文件夹（experiment2并添加该gel文件。

把example4.asm、vector.asm、dec5416.cmd依次添加到项目后，点击Project－RebuildAll，编译成功之后并对该项目进行链接，生成*.out文件。

9、装载可执行文件：

要让程序代码在DSP内部运行必需将生成的*.OUT文件装载到DSP内部，装载方法是点击：

File－LoadPrograme再在项目文件夹下的子文件夹debug中选择生成的example4.out文件就可以将程序装载到DSP的内部存储器中。

10、运行程序并查看结果：

a）首先打开欲查看的数据空间：

点击View－Memory，弹出“MemoryWindowOptions”

对话框，把欲查看的地址改为0x0080，如右图所示。

b点击OK按钮，然后点击Debug－Run让程序在DSP内部运行，最后点击Debug－Halt，再观察“Memory”对话框，看是否与下图一致：

11、修改汇编源程序文件

将以上项目源程序中SUMB子程序的寻址方式改成间接寻址方式，运行程序并查看程序运行结果。

并记录下程序运行结束后CPU寄存器的结果。

12、建立其它项目工程文件

建立项目工程文件example5，使之实现计算y=mx+b；

.title"example4.asm"

.mmregs

STACK.usect"STACK",10H;堆栈的设置

.bssx,1;为变量分配4个字的存储空间

.bssm,1

.bssb,1

.bssy,1

.def_c_int00

.data

table.word15,3,20;x,m,b

.text

_c_int00:

STM#0,SWWSR;插入0个等待状态

STM#STACK+10H,SP;设置堆栈指针

STM#x,AR1;AR1指向x

RPT#2

MVPDtable,*AR1+;把程序存储器中的数据移动到数据存储器

CALLSUMM

end:

Bend

SUMM:

LD*（x,T

MPY*（m,A

ADD*（b,A

STLA,*（y

RET

.end

操作步骤与前面相似，需要观察的数据存储器的地址均为0x0080；

下面是该项目程序的实验运行结果：

example5的结果

并记录下程序运行结束后CPU各寄存器的结果。

实验二定点运算实验

一、实验目的

掌握各种乘法指令。

二、实验设备

计算机、SEED-DTK实验箱、5416EVM板

三、实验原理

参见教材第三章。

四、实验内容

编写程序，实现y=Σaixi。

五、实验步骤

1、用仿真机将计算机与SEED-DTK实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电

源，然后运行CCStudiov3.3软件。

2、新建一个项目：

点击Project－New，将项目命名为zhao4，并将项目保存在自己定义

的文件夹下，注意文件夹一定要用英文名，不要将文件夹取名为中文名，因为CCS软件不能识别以中文命名的文件夹。

3、新建一个源文件：

点击File－New－SourceFile可以打开一个文本编辑窗口，点击

保存按键，保存在和项目相同的一个文件夹下面（zhao4，保存类型选择*.ASM（如果源文件

是C语言编写的，保存类型选择*.C,本实验中的例程是使用汇编语言编写的,所以选择*.ASM

为保存类型），我们在这里将保存名字命名为zhao4.asm。

4、在项目中添加源文件：

在新建立了一个源文件以后，要想使用CCS编译器对该源文件

进行编译还需要将源文件添加到项目中去。

添加方法是在工程管理器中右键单击zhao4.pjt，

在弹出的菜单中选择AddFiles，然后将刚才建立的zhao4.asm文件添加到该项目中去。

5、编写源程序：

在工程管理器中双击zhao4.asm，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入如下

内容：

*************************************************

*用单操作数指令方案实现*

*y=（a1*x1+a2*x2+···a19*x19+a20*x20*

*************************************************

.title"zhao4.asm"

.mmregs

STACK.usect"STACK",30H

.bssa,20

.bssx,20

.bssy,2

.data

table:

.word1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11

.word12,13,14,15,16,17,18,19,20

.word21,22,23,24,25,26,27,28

.word29,30,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

.def_c_int00

.text

_c_int00:

STM#a,AR1

RPT#39

MVPDtable,*AR1+

LD#0,B

STM#a,AR2

STM#x,AR3

STM#19,BRC

RPTBdone-1

LD*AR2+,T;单操作数指令

MPY*AR3+,A;单操作数指令

ADDA,B

done:

STHB,*（y

STLB,*（y+1

end:

Bend

.end

6、编写链接配置文件：

参照实验二，可不作修改

7、编写中断向量表文件

参照实验二，可不作修改。

8、对项目进行编译和链接：

把zhao4.asm、vectors.asm、zhao4.cmd依次添加到项目后，点击Project－CompileFile，

在项目编译成功之后点击Project－Build选项对该项目进行链接，生成*.out文件。

9、装载可执行文件：

要让程序代码在DSP内部运行必需将生成的*.OUT文件装载到DSP内部，装载方法是点

击：

File－LoadPrograme再选择生成的zhao4.out文件就可以将程序装载到DSP的内部存储

器中。

10、运行程序并查看结果：

a）首先打开欲查看的数据空间：

点击View－

Memory，弹出“MemoryWindowOptions”对话框，把欲

查看的地址改为0x0080，如右图所示。

b点击OK按钮，然后点击Debug－Run让程序在

DSP内部运行，最后点击Debug－Halt，再观察“Memory”对话框，看是否与下图一致：

11、查看执行的周期数：

a关闭上述数据观察窗口，在文件zhao4.asm的“end:

Bend”处设置断点：

在该语句的左边灰色区域双击鼠标即可，如下图所示：

b点击菜单Profiler——EnableClock，使EnableClock上出现一个小钩（如右图所示；然后再点击Profiler——ViewClock，则会在CCS窗口中出现一个“Clock=0”的小窗口。

c对项目进行重新编译下载：

点击Project－RebuildAll，编译成功后点击File——ReloadProgram，最后点击Debug

——Run运行程序，则可发现Clock窗口中出现“Clock=?

”，显然这个数字即是程序运行所耗机器周期数N。

12、试使用双操作数指令方案实现上述程序的功能：

试用双操作数乘法指令和RPTZ指令来代替

RPTBdone-1

LD*AR2+,T;单操作数指令

MPY*AR3+,A;单操作数指令

ADDA,B

并完成上述程序的功能。

并查看程序运行的周期数。

13、试用分支指令实现上述程序的功能：

试用BANZ指令来代替

RPTBdone-1

LD*AR2+,T;单操作数指令

MPY*AR3+,A;单操作数指令

ADDA,B

并完成上述程序的功能。

并查看程序运行的周期数。

实验三FIR滤波器

一、实验目的

（1）了解FIR滤波器的原理及使用方法；

（2）了解使用Matlab语言设计FIR滤波器的方法；

（3）了解DSP对FIR滤波器的设计及编程方法；

（4）熟悉对FIR滤波器的调试方法；

二、实验内容

本试验要求设计滤波器采样频率为8000hz，截止频率2400hz的高通滤波器，

并设计FIR滤波器实现上面要求。

输入信号频率为800HZ，1800HZ和3300HZ的合成信号，目的是通过我们设计的滤波器将800HZ和1800HZ的信号滤掉，余下3300HZ的信号成分，达到滤波的效果。

三、实验原理

一个线性位移不变系统的输出序列y（n和输入序列x（n之间的关系，应满

足常系数线性差分方程：

x（n:

输入序列，y（n:

输出序列，ai、bi:

滤波器系数，N:

滤波器的阶数。

在式上式中，若所有的ai均为0，则得FIR滤波器的差分方程：

对上式进行z变换，可得FIR滤波器的传递函数：

FIR滤波器的结构

在数字滤波器中，FIR滤波器具有如下几个主要特点：

①FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统；

②FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。

本实验程序设计的就是一种偶对称的线性相位滤波器。

程序算法实现采用循环缓冲区法。

算法原理：

①在数据存储器中开辟一个N个单元的缓冲区（滑窗，用来存放最新的N个输入样本；

②从最新样本开始取数；

③读完最老样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变；

④用BK寄存器对缓冲区进行间接寻址，使缓冲区地址首尾相邻。

四、实验步骤

1.滤波器的Matlab语言设计

编写matlab程序，生成FIR滤波器系数后，附到DSP汇编语言程序中。

2．输入数据为800HZ，1800HZ和3300HZ的合成信号合成信号，采样率为8000hz,160个样点。

Input

.word0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1

.word0x48C3,0xCEF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AC,0x0FBB,0x3216

.word0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EE,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4

.word0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190E,0xDC23,0xD14A,0x4D7E

.word0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688

.word0x0C7C,0x21D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD85,0xDBB1,0x5BAF,0x058C

.word0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78E,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF2

.word0x48C3,0x42A1,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0xF7FD,0x04CF

.word0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1

.word0x48C3,0xCEF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AB,0x0FBB,0x3216

.word0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EF,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4

.word0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190D,0xDC24,0xD149,0x4D7E

.word0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688

.word0x0C7C,0x21D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD86,0xDBB1,0x5BAF,0x058C

.word0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78D,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF1

.word0x48C3,0x42A2,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0xF7FD,0x04CF

3．打开CCS，新建立一工程文件fir.pjt。

4．将汇编源文件fir.asm、中断向量表vectors.asm和链接命令文件fir.cmd

添加到fir.pjt中。

fir5.asm文件内容如下：

.title"fir5.asm"

.mmregs

.def_c_int00

.data

fir_table.word-6,28,46,27,-35,-100,-93,26,191,240,52,-291

.word-497,-278,337,888,773,-210,-1486,-1895,-442,2870

.word6793,9445,9445,6793,2870,-442,-1895,-1486,-210,773

.word888,337,-278,-497,-291,52,240,191,26,-93

.word-100,-35,27,46,28,-6

.data

input.word0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1