DSP实验报告.docx

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DSP实验报告

[《DSP原理及应用》课程实验报告]

（软、硬件实验）

实验名称：

[《DSP原理及应用》实验]

专业班级：

[]

学生姓名：

[]

学号：

[]

指导教师：

[]

完成时间：

[]

目录

第一部分．基于DSP系统的实验1

实验3.1：

指示灯实验1

实验3.2：

DSP的定时器4

实验3.5单路，多路模数转换（AD）6

第二部分．DSP算法实验15

实验5.1：

有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验15

实验5.2：

无限冲激响应滤波器（IIR）算法20

实验5.3：

快速傅立叶变换（FFT）算法24

第一部分．基于DSP系统的实验

实验3.1：

指示灯实验

一．实验目的

1．了解ICETEK–F2812-A评估板在TMS320F2812DSP外部扩展存储空间上的扩展。

2．了解ICETEK–F2812-A评估板上指示灯扩展原理。

1．学习在C语言中使用扩展的控制寄存器的方法。

二．实验设备

计算机，ICETEK-F2812-A实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK–F2812-A系统板+相关连线及电源）。

三．实验原理

1．TMS320F2812DSP的存储器扩展接口

存储器扩展接口是DSP扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。

-ICETEK–F2812-A评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM外，还扩展了指示灯、DIP开关和D/A设备。

具体扩展地址如下：

C0002-C0003h：

D/A转换控制寄存器

C0001h：

板上DIP开关控制寄存器

C0000h：

板上指示灯控制寄存器

详细说明见第一部分表1.7。

-与ICETEK–F2812-A评估板连接的ICETEK-CTR显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备：

108000-108004h：

读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器

108002-108002h：

液晶辅助控制寄存器

2．指示灯扩展原理

3．实验程序流程图

四．实验步骤

1．实验准备

连接实验设备：

请参看本书第三部分、第一章、二。

关闭实验箱上扩展模块和信号源电源开关。

2．设置CodeComposerStudio3.3在硬件仿真（Emulator）方式下运行

请参看本书第三部分、第一章、四、2。

3．启动CodeComposerStudio3.3

请参看本书第三部分、第一章、五、2。

选择菜单Debug→ResetCPU。

4．打开工程文件

工程文件为：

C:

\ICETEK\F2812\DSP281x_examples\Lab0301-LED\LED.pjt

打开源程序LED.c阅读程序，理解程序内容。

5．编译、下载程序。

6．运行程序，观察结果。

7．退出CCS

请参看本书第三部分、第一章、六。

五．实验结果

六．问题与思考

ICETEK–F2812-A评估板上的指示灯控制寄存器是可读可写的，请问用什么办法可以回读指示灯状态？

实验3.2：

DSP的定时器

一．实验目的

1．通过实验熟悉F2812A的定时器；

2．掌握F2812A定时器的控制方法；

3．掌握F2812A的中断结构和对中断的处理流程；

4．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。

二．实验设备

计算机，ICETEK-F2812-A实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK–F2812-A系统板+相关连线及电源）。

三．实验原理

1．通用定时器介绍及其控制方法（详见spru078a.pdf）

TMS320F2812A内部有三个32位通用定时器（TIMER0/1/2），定时器1和2被保留给实时操作系统（DSPBIOS）用，只有定时器0可以提供给用户使用。

2．中断响应过程（详见spru078a.pdf）

a．接受中断请求。

必须由软件中断（从程序代码）或硬件中断（从一个引脚或一个基于芯片的设备）提出请求去暂停当前主程序的执行。

b．响应中断。

必须能够响应中断请求。

如果中断是可屏蔽的，则必须满足一定的条件，按照一定的顺序去执行。

而对于非可屏蔽中断和软件中断，会立即作出响应。

c．准备执行中断服务程序并保存寄存器的值。

d．执行中断服务子程序。

调用相应得中断服务程序ISR，进入预先规定的向量地址，并且执行已写好的ISR。

3．中断类别

可屏蔽中断：

这些中断可以用软件加以屏蔽或解除屏蔽。

不可屏蔽中断：

这些中断不能够被屏蔽，将立即响应该类中断并转入相应的子程序去执

行。

所有软件调用的中断都属于该类中断。

4．中断的优先级

如果多个中断被同时激发，将按照他们的中断优先级来提供服务。

中断优先级是芯片内部已定义好的，不可修改。

4．实验程序流程图

5．实验程序分析

本实验设计的程序是在上实验3.1基础上修改得来，由于实验3.1控制指示灯闪烁的延时控制是用循环计算方法得到的，延时不精确也不均匀，采用中断方式可以实现指示灯的定时闪烁，时间更加准确。

四．实验步骤

1．实验准备

连接实验设备：

请参看本书第三部分、第一章、二。

关闭实验箱上扩展模块和信号源电源开关。

2．设置CodeComposerStudio3.3在硬件仿真（Emulator）方式下运行

请参看本书第三部分、第一章、四、2。

3．启动CodeComposerStudio3.3

请参看本书第三部分、第一章、五、2。

选择菜单Debug→ResetCPU。

4．打开工程文件

打开菜单“Project”的“Open”项；选择C:

\ICETEK\F2812\DSP281x_examples\Lab0303-Timer目录中的“Timer.pjt”。

在项目浏览器中，双击time.c，激活time.c文件，浏览该文件的内容，理解各语句作用。

5．编译、下载程序。

6．运行程序，观察结果。

7．改变“CpuTimer0Regs.PRD.all=0xffff;”函数里的值;重复步骤5，6观察实验现象。

8．退出CCS

五．实验结果

-指示灯在定时器的定时中断中按照设计定时闪烁。

-使用定时器和中断服务程序可以完成许多需要定时完成的任务，比如DSP定时启动A/D转换，日常生活中的计时器计数、空调的定时启动和关闭等。

-在调试程序时，有时需要指示程序工作的状态，可以利用指示灯的闪烁来达到，指示灯灵活的闪烁方式可表达多种状态信息。

实验3.5单路，多路模数转换（AD）

一．实验目的

1．通过实验熟悉F2812A的定时器。

2．掌握F2812A片内AD的控制方法。

二．实验设备

计算机，ICETEK-F2812-A实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK–F2812-A系统板+相关连线及电源）。

三．实验原理

1．TMS320F2812A芯片自带模数转换模块特性

-12位模数转换模块ADC，快速转换时间运行在25mhz，ADC时钟或12.5MSPS。

-16个模拟输入通道（AIN0—AIN15）。

-内置双采样-保持器

-采样幅度：

0-3v，切记输入ad的信号不要超过这个范围，否则会烧坏2812芯片的。

2．模数模块介绍

ADC模块有16个通道，可配置为两个独立的8通道模块以方便为事件管理器A和B服务。

两个独立的8通道模块可以级连组成16通道模块。

虽然有多个输入通道和两个序列器，但在ADC内部只有一个转换器，同一时刻只有1路ad进行转换数据。

3．模数转换的程序控制

模数转换相对于计算机来说是一个较为缓慢的过程。

一般采用中断方式启动转换或保存结果，这样在CPU忙于其他工作时可以少占用处理时间。

设计转换程序应首先考虑处理过程如何与模数转换的时间相匹配，根据实际需要选择适当的触发转换的手段，也要能及时地保存结果。

关于TMS320F2812ADSP芯片内的A/D转换器的详细结构和控制方法，请参见文档spru060a.pdf。

4．实验程序流程图

四．实验步骤

1．实验准备

（1）连接实验设备：

请参看本书第三部分、第一章、二。

（2）准备信号源进行AD输入。

①取出2根实验箱附带的信号线（如右图，两端均为双声道语音插头）。

②用1根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出A端口和“A/D输入”模块的“ADCIN0”插座注意插头要插牢、到底。

这样，信号源波形输出A的输出波形即可送到ICETEK–F2812-A板的AD输入通道0。

③用1根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出B端口和“A/D输入”模块的“ADCIN1”插座注意插头要插牢、到底。

这样，信号源波形输出B的输出波形即可送到ICETEK–F2812-A板的AD输入通道1。

图3.2.3.3

④设置波形输出A：

-向内侧按波形频率选择旋钮，直到标有正弦波的指示灯点亮。

-上下调节波形频率选择旋钮，直到标有1KHz-10KHz的指示灯点亮。

-调节幅值调整旋钮，将波形输出A的幅值调到最大。

⑤设置波形输出B：

-向内侧按波形频率选择旋钮，直到标有三角波的指示灯点亮。

-上下调节波形频率选择旋钮，直到标有1KHz-10KHz的指示灯点亮。

-调节幅值调整旋钮，将波形输出B的幅值调到最大。

2．设置CodeComposerStudio3.3在硬件仿真（Emulator）方式下运行

请参看本书第三部分、第一章、四、2。

3.启动CodeComposerStudio3.3

请参看本书第三部分、第一章、五、2。

选择菜单Debug→ResetCPU。

4．打开工程文件

-工程目录：

C:

\ICETEK\F2812\DSP281x_examples\Lab0305-AD\ADC.pjt。

-在项目浏览器中，双击adc.c，打开adc.c文件，浏览该文件内容，理解各语句作用。

5．编译、下载程序。

6．打开观察窗口

-选择菜单“View”、“Graph”、“Time/Frequency…”做如下设置，然后单击“OK”按钮；

图3.2.3.4观察窗口设置1

-选择菜单“View”、“Graph”、“Time/Frequency…”做如下设置，然后单击“OK”按钮；

图3.2.3.4观察窗口设置2

-在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“ClearDisplay”。

通过设置，我们打开了两个图形窗口观察两个通道模数转换的结果。

7.设置信号源

由于模数输入信号未经任何转换就进入DSP，所以必须保证输入的模拟信号的幅度在0-3V之间。

必须用示波器检测信号范围，保证最小值0V最大值3V，否则容易损坏DSP芯片的模数采集模块。

8.运行程序观察结果

-单击“Debug”菜单，选择“Real–timeMode”,然后选择ContinuousRefresh再单击“Run”项，运行程序；

-停止运行，观察“ADCIN0”、“ADCIN1”窗口中的图形显示；

-适当改变信号源，按F5健再次运行，停止后观察图形窗口中的显示。

注意：

输入信号的频率不能大于10KHz，否则会引起混叠失真，而无法观察到波形，如果有兴趣，可以试着做一下，观察采样失真后的图形。

9．选择菜单File→workspace→saveworkspacsAs…，输入文件名SY.wks。

10．退出CCS

请参看本书第三部分、第一章、六。

五．实验结果

10-100Hz

100-1KHz

六．问题与思考

编写一个程序，实现下面的内容：

要求：

在触发1（定时器下溢）来到时开始1个自动转换，触发