DSP原理及其应用技术课程设计报告Word下载.docx
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一、设计的目的和意义…………………………………………………………………3页
二、CCS软件概述………………………………………………………………………3页
2.1CCS软件安装………………………………………………………………………3页
2.2CCS软件设置………………………………………………………………………3页
2.3CCS软件启动………………………………………………………………………5页
2.4CCS软件退出………………………………………………………………………6页
2.5CCS软件应用………………………………………………………………………6页
三、基于DSP原理及应用的课程设计题目选择………………………………………7页
3.1基于DSP的定时器的系统设计…………………………………………………………7页
3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计……………………7页
3.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计……………………7页
3.4基于DSP5000的电机控制方案设计……………………………………………………7页
四、设计原理概述……………………………………………………………………………7页
4.1基本原理概述……………………………………………………………………………7页
4.2基于DSP的定时器的系统设计原理……………………………………………………7页
4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计原理…………………8页
4.4基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计原理…………………8页
4.5基于DSP5000的电机控制方案设计原理………………………………………………8页
五、程序设计流程图……………………………………………………………………………9页
5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图……………………………………………………10页
5.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计流程图………………11页
5.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计流程图………………12页
5.4基于DSP5000的电机控制方案设计流程图………………………………………………13页
六、主要工程文件程序代码…………………………………………………………………14页
6.1基于DSP的定时器的系统设计主要工程文件代码………………………………………15页
6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计主要工程文件代码…16页
6.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计主要工程文件代码…17页
6.4基于DSP5000的电机控制方案设计主要工程文件代码………………………………19页
七、设计结果分析………………………………………………………………………………18页
7.1基于DSP的定时器的系统设计结果分析…………………………………………………19页
7.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计结果分析………………20页
7.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计结果分析………………21页
7.4基于DSP5000的电机控制方案结果分析…………………………………………………22页
八、参考资料及实验设备………………………………………………………………………22页
九、课程设计心得……………………………………………………………………………………23页
一、课程设计的目的
一、课程设计的目的：
（1）掌握如何使用DSP仿真平台；
掌握DSP内部结构和工作原理；
熟悉DSP的指令系统；
熟悉用DSP实现各种基本算法。
（2）熟悉VC5509A的定时器；
掌握VC5509A定时器的控制方法；
掌握VC5509A的中断结构和对中断的处理流程；
学会C语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序流程。
（3）掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；
熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；
了解各种窗函数对滤波器特性的影响。
（4）了解ICETEK-VC5509-A板上语音codec芯片TLV320AIC23的设计和程序控制原理；
了解数字回声产生原理、编程及其参数选择、控制；
熟悉VC5509DSP扩展存储器的编程使用方法。
二、CCS软件概述
2.1.CCS软件安装
1．CCS软件安装
⑴在硬盘上建立一个临时目录，如：
c:
\install。
⑵将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。
⑶打开教学光盘的“CCS开发软件”目录，用鼠标右键单击文件ccs5000.exe
⑷打开第⑴步建立的临时文件夹，双击其中的“Setup.exe”，进入安装程序。
⑸选择“CodeComposerStudio”，按照安装提示进行安装，并重新启动计算机。
⑹安装完毕，桌面上出现两个新的图标.
⑺清空在第⑴步建立的临时文件夹。
⑻按照第⑶步的方法，安装“CCS开发软件”目录中的压缩文件
2．安装DSP通用仿真器：
⑴仿真器的Windows驱动程序；
⑵仿真器在CCS环境中的驱动程序。
3.安装实验程序：
将教学光盘上的“软件测试程序”目录中的“ICETEK-VC5509-EDULab”子目录复制到C:
\上，并将目录中所有文件（包含子目录中的文件）的只读属性去除。
4．安装初始化仿真器程序
将“C:
\ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“ICETEKEMUReset.bat”复制到“c:
\ti\cc\bin”目录。
将“C:
\ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“icetek.cfg”复制到“c:
\ti\cc\bin\BrdDat”目录。
用鼠标右键单击“C:
\ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”文件名，选择“发送到”->
“桌面快捷方式”。
2.2.CCS软件设置
1．设置CCS工作在软件仿真环境,CCS可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC机内存中构造一个虚拟的DSP环境，可以调试、运行程序。
但一般软件无法构造DSP中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件的算法和进行效率分析等。
在使用软件仿真方式工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件
2.双击桌面上图标：
进入CCS设置窗口。
3.在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：
接着在下面出现的窗口中选择“否（N）”。
此时CCS已经被设置成Simulator方式（软件仿真TMS320VC5509器件的方式），如果一直使用这一方式就不需要重新进行以上设置操作了。
4．设置CCS通过ICETEK-5100USB仿真器连接ICETEK-VC5509-A硬件环境进行软件调试和开发：
⑴双击桌面上图标：
⑵在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：
⑶接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择：
⑷在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：
⑸在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：
以上设置完成后，CCS已经被设置成Emulator的方式（用仿真器连接硬件板卡的方式），并且指定通过ICETEK-5100USB仿真器连接ICETEK-VC5509-A评估板。
如果您需要一直使用这一方式就不需要重新进行以上设置操作了。
2.3.CCS软件启动
1．启动Simulator方式：
双击桌面上图标：
2．启动Emulator方式：
⑴首先将实验箱电源关闭。
连接实验箱的外接电源线。
⑵检查ICETEK-5100USB仿真器的黑色JTAG插头是否正确连接到ICETEK-VC5509-A板的J1插头上。
注：
仿真器的插头中有一个孔加入了封针，与J1插头上的缺针位置应重合，保证不会插错。
⑶检查是否已经用电源连接线连接了ICETEK-VC5509-A板上的POW1插座和实验箱底板上+5V电源插座。
⑷检查其他连线是否符合实验要求。
检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求。
⑸打开实验箱上电源开关（位于实验箱底板左上角），注意开关边上红色指示灯点亮。
ICETEK-VC5509-A板上指示灯D5和D6点亮。
如果打开了ICETEK-CTR的电源开关，ICETEK-CTR板上指示灯L1、L2和L3点亮。
如果打开了信号源电源开关，相应开关边的指示灯点亮。
⑹用实验箱附带的USB信号线连接ICETEK-5100USB仿真器和PC机后面的USB插座，注意ICETEK-5100USB仿真器上指示灯Power和Run灯点亮。
⑺双击桌面上仿真器初始化图标如果出现下面提示窗口，表示初始化成功，按一下空格键进入下一步操作。
如果窗口中没有出现“按任意键继续…”，请关闭窗口，关闭实验箱电源，再将USB电缆从仿真器上拔出，返回第⑵步重试。
如果窗口中出现“Theadapterreturnedanerror.”，并提示“按任意键继续…”，表示初始化失败。
⑻双击桌面上图标：
启动CCS2.21。
⑼如果进入CCS提示错误，先选“Abort”，然后用“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”初始化仿真器，如提示出错，可多做几次。
如仍然出错，拔掉仿真器上USB接头（白色方形），按一下ICETEK-VC5509-A板上S1复位按钮，连接USB接头，再做“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”。
2.4.CCS软件退出
2.5.CCS软件应用
1．可创建工程：
通过CodeComposerStudio2.21创建工程，完成系统的软件开发和调试。
2．可编辑修改工程中的文件：
可查看工程文件，查看源文件，编辑修改源文件，修改工程文件的设置。
3．可实现基本调试功能：
设置软件调试断点，利用断点调试程序。
4．可使用观察窗口：
在观察窗口中双击变量，则可以在这个窗口中改变变量的
5．可使用文件输入/输出：
从PC机上加载数据到DSP上，用于利用已知的数据流测试算法。
6．可使用图形功能：
使用CCS的图形功能检验结果
三、基于DSP原理及应用的课程设计题目
3.1基于DSP的定时器的系统设计
3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计
3.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计
3.4基于DSP5000的电机控制方案设计
四、设计原理概述
4.1基本原理概述
一、数字信号处理的基本理论，包括信号处理系统的概念、离散时间信号处理系统的基本分析方法、连续时间系统的离散化处理等。
二、利用科学计算软件MATLAB来帮助求解数字信号理论的内容。
三、DSP器件的基本理论，包括器件的结构（总线、CPU、寄存器、存储器等）和工作原理，器件中片内外部设备（定时器、计数器、串行I/O接口等）的工作原理，器件的代数指令系统等。
四、DSP仿真开发技术基本理论。
4.2基于DSP的定时器的系统设计原理
1．通用定时器介绍及其控制方法（详见spru595b.pdf）：
TMS320VC5509A内部有两个20位通用定时器（GP）：
*每个通用定时器包括：
-1个16位的减计数的计数器TIM；
-1个16位的定时器周期寄存器PRD；
-1个16位的定时器控制寄存器TCR；
-1个16位的定时器预定标寄存器PSCR；
PSCR寄存器说明:
PSC:
4位的预定标值,与TIM共同组成20位的定时计数器；
TDDR:
预定标周期寄存器（在需要时重装入PSC的值）；
TCR寄存器说明（详见spru595b.pdf）；
2．中断响应过程（详见spru595b.pdf）：
外设事件要引起CPU中断，必须保证：
IER中相应使能位被使能，IFR相应中断也被使能。
在软件中，当设置好相应中断标志后，开中断，进入等待中断发生的状态；
外设（如定时器）中断发生时，首先跳转到相应中断高级的服务程序中（如：
定时器1会引起TINT中断），程序在进行服务操作之后，应将本外设的中断标志位清除以便能继续中断，然后返回。
3．中断程序设计：
-程序中应包含中断向量表，VC5509A默认向量表从程序区0地址开始存放，根据IPVD和IPVH的值确定向量表的实际地址。
-注意观察程序中INTR_init（）函数的定义部分，其中IPVD和IPVH的值都为0x0d0；
同时观察配置文件ICETEK-VC5509-A.cmd中的VECT段描述中o=0x0d000。
-向量表中每项为8个字，存放一个跳转指令，跳转指令中的地址为相应服务程序入口地址。
第一个向量表的首项为复位向量，即CPU复位操作完成后自动进入执行的程序入口。
-服务程序在服务操作完成后，清除相应中断标志，返回，完成一次中断服务。
4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计原理
1．有限冲激响应数字滤波器的基础理论。
2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。
3．数字滤波器系数的确定方法。
4．根据要求设计低通FIR滤波器。
要求：
通带边缘频率10kHz，阻带边缘频率22kHz，阻带衰减75dB，采样频率50kHz。
设计：
-过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=22-10=12kHz
-采样频率：
f1=通带边缘频率+（过渡带宽度）/2=10000+12000/2=16kHz；
Ω1=2πf1/fs=0.64π
-理想低通滤波器响应：
h1[n]=sin（nΩ1）/n/π=sin（0.64πn）/n/π
-根据要求，选择布莱克曼窗，窗函数长度为：
N=5.98fs/过渡带宽度=5.98*50/12=24.9
-选择N=25，窗函数为：
w[n]=0.42+0.5cos（2πn/24）+0.8cos（4πn/24）
-滤波脉冲响应为：
h[n]=h1[n]w[n]|n|≤12；
h[n]=0|n|＞12
-根据上面计算，各式计算出h[n]，然后将脉冲响应值移位为因果序列。
-完成的滤波器的差分方程为：
y[n]=-0.001x[n-2]-0.002x[n-3]-0.002x[n-4]+0.01x[n-5]-0.009x[n-6]-0.018x[n-7]-0.049x[n-8]-0.02x[n-9]+0.11x[n-10]+0.28x[n-11]+0.64x[n-12]+0.28x[n-13]-0.11x[n-14]-0.02x[n-15]+0.049x[n-16]-0.018x[n-17]-0.009x[n-18]+0.01x[n-19]-0.002x[n-20]-0.002x[n-21]+0.001x[n-22]
4.4基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计原理
1．无限冲激响应数字滤波器的基础理论。
2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器）。
4．根据要求设计低通IIR滤波器：
低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz处的增益为-3dB，12kHz处的阻带衰减为30dB，采样频率25kHz。
利用MATLAB输入函数【B,A】=BUTTER（28，0.54,’LOW’）
得到系统函数的系数，由此可知道系统函数方程
4.5基于DSP5000的电机控制方案设计原理第
对PWM控制直流电机的原理及构成的分析，设计一个采用数字信号处理器DSP5000系列结合L298N直流电机驱动器实现对电机的控制器。
控制系统的功能为：
根据键盘设定的电机转速和方向，自动控制电机的转速和正反转，实现电机转速的跟踪，显示，实现电机的手动控制，点动控制，正反转控制。
五、程序设计流程图
5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图
5.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计流程图
5.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计流程图
5.4基于DSP5000的电机控制方案设计流程图
六、主要工程文件程序代码
6.1基于DSP的定时器的系统设计主要工程文件代码
1、clk_init.c文件内容
#include"
myapp.h"
voidCLK_init（）
{ioportunsignedint*clkmd;
clkmd=（unsignedint*）0x1c00;
*clkmd=0x21f3;
//0x2033;
//0x2413;
//144MHz=0x2613}
voidSetDSPPLL（unsignedintuPLL）
*clkmd=uPLL;
}
voidTMCR_reset（void）
{ioportunsignedint*TMCR_MGS3=（unsignedint*）0x07FE;
ioportunsignedint*TMCR_MM=（unsignedint*）0x07FF;
*TMCR_MGS3=0x510;
*TMCR_MM=0x000;
2、main.c文件内容
#include"
//定义指示灯寄存器地址和寄存器类型
#defineLBDS（*（（unsignedint*）0x400001））
voidINTR_init（void）;
voidTIMER_init（void）;
intnCount;
main（）
{nCount=0;
CLK_init（）;
SDRAM_init（）;
LBDS=0;
INTR_init（）;
TIMER_init（）;
while
（1）{}}
voidinterruptTimer（）
{nCount++;
nCount%=16;
if（nCount==0）
LBDS^=1;
voidINTR_init（void）
{IVPD=0xd0;
IVPH=0xd0;
IER0=0x10;
DBIER0=0x10;
IFR0=0xffff;
asm（"
BCLRINTM"
）;
voidTIMER_init（void）
{ioportunsignedint*tim0;
ioportunsignedint*prd0;
ioportunsignedint*tcr0;
ioportunsignedint*prsc0;
tim0=（unsignedint*）0x1000;
prd0=（unsignedint*）0x1001;
tcr0=（unsignedint*）0x1002;
prsc0=（unsignedint*）0x1003;
*tcr0=0x0B964;
*tim0=0;
*prd0=0x0ffff;
*prsc0=2;
*tcr0=0x00e0;
3、ICETEK-VC5509-A.cmd工程文件内容
-w
-stack500
-sysstack500
-lrts55x.lib
MEMORY
{DARAM:
o=0x100,l=0x07f00
VECT:
o=0x0d000,l=0x100
DARAM2:
o=0x0d100,l=0x1f00
SARAM:
o=0x10000,l=0x30000
SDRAM:
o=0x40000,l=0x3e0000}
SECTIONS
{.text:
{}>
DARAM
.vectors:
VECT
.trcinit:
.gblinit:
frt:
.cinit:
.pinit:
.sysinit:
.bss:
DARAM2
.far:
.const:
.switch:
.sysmem:
.cio:
.MEM$obj:
.sysheap:
.sysstack{}>
.stack:
DARAM}
6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计主要工程文件代码
1、fir.c工程文件内容
6.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计主要工程文件代码
6.4基于DSP5000的电机控制方案设计主要工程文件代码
ICETEK-VC5509-E
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