DSP实验指导书.docx
《DSP实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP实验指导书.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
DSP实验指导书
目录
实验一DSP系统软硬件熟悉
实验二数据存储、汇编程序实验
实验三I/O、定时器实验
实验一DSP系统软硬件熟悉
一、实验目的
1、了解DSP开发系统的组成和结构；
2、熟悉DSP开发系统的连接；
3、熟悉CCS的开发界面；
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、实验步骤与内容、
项目一：
熟悉系统硬件安装与实验运行
1、系统连接
进行DSP实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：
2、上电复位
在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接正常后，接通仿真器电源，启动计算机，此时，仿真器上的“红色小灯”应点亮，否则DSP开发系统有问题。
3、运行CCS程序
待计算机启动成功后，实验箱后面220V输入电源开关置“ON”，实验箱上电，启动CCS，此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮，并且CCS正常启动，表明系统连接正常；否则仿真器的连接、JTAG接口或CCS相关设置存在问题，掉电，检查仿真器的连接、JTAG接口连接，或检查CCS相关设置是否正确。
注：
如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系统硬件并复
位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，具体仿真器和仿真
软件CCS的应用方法参见课本第四章。
●成功运行程序后，首先应熟悉CCS的用户界面
●学会CCS环境下程序编写、调试、编译、装载，学习如何使用观察窗口等。
4、修改样例程序，尝试DSP其他的指令。
注：
实验系统连接及CCS相关设置是以后所有实验的基础，在以下实验中这部分内容将不再复述。
5、填写实验报告。
6、样例程序实验操作说明
仿真口选择开关K9拨到右侧，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；
启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp01_cpu2目录下面的工程文件“exp01.pjt”
注意：
实验程序所在的目录不能包含中文，目录不能过深，如果想重新编译程序，去掉所有文件的只读属性。
用下拉菜单中Project/Open，打开“exp01.pjt”，双击“Source”，可查看源程序
在FileLoadProgram菜单下加载exp01_cpu2\debug目录下的exp01.out文件：
加载完毕，单击“Run”运行程序；
实验结果：
可见指示灯D1定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则指示灯停止闪烁，如再单击“Run”，则指示灯D1又开始闪烁；
注：
指示灯D1在CPLD单元的右上方
关闭所有窗口，本实验完毕。
项目二：
熟悉CCS软件开发工具
本项目将学习开发一个具备基本信号处理功能的DSP程序的过程。
掌握如何创建一个工程、向工程中添加源文件、浏览代码、编译和运行程序、修改Build选项并更正语法错误、使用断点和Watch窗口等基本应用以及使用探针和图形显示的方法。
Ø基本应用
1．创建一个工程
（1）选择“Project
New（工程
新建）”，弹出工程建立对话框。
（2）在Project栏输入文件名Volume。
默认的工作目录是C:
\ti\myprojects\（假设CCS安装在C:
\ti下），其他两项也选默认即可。
（3）单击“完成”按钮，将在工程窗口的Project下面创建Volume工程。
2．向工程中添加源文件
（1）将“C:
\ti\tutorial\sim54xx\Volume1”（假设CCS安装在C:
\ti下）下全部文件复制到新建的“C:
\ti\myprojects\Volume”目录下。
（2）选择“Project
AddFilestoProject（工程
加载文件）”，在文件加载对话框中选择Volume.c文件，点击打开按钮将Volume.c添加到工程中，如图所示。
（3）用同样方法将Vector.asm添加到工程中。
Vector.asm中包含的是将RESET中断指向C程序入口c_int00的汇编指令和其他中断的入口指令。
如果调试的程序更为复杂，则可在Vector.asm中定义更多的中断矢量。
（4）将Volume.cmd添加到工程文件中。
该文件的作用是将段（Sections）分配到存储器中。
（5）将load.asm添加到工程文件。
该文件包含一个简单的汇编循环程序，被C程序调用。
调用时带有一个参数（argument），执行此程序共需约1000×argument个指令周期。
（6）将“C:
\ti\c5400\cgtools\lib”下的rts.lib加入到工程文件中。
该文件是采用C语言开发DSP应用程序的运行支持库函数。
在工程中双击所有“+”，即可看到整个工程的文件。
在以上的操作中，没有将头文件加到工程中，CCS将在Bulid时自动查找所需的头文件。
3．浏览代码
双击Project视图中的Volume.c，将在代码窗口看到源文件代码。
#include
#include"volume.h"
/*Globaldeclarations*/
intinp_buffer[BUFSIZE];/*processingdatabuffers*/
intout_buffer[BUFSIZE];
intgain=MINGAIN;/*volumecontrolvariable*/
unsignedintprocessingLoad=BASELOAD;/*processingroutineloadvalue*/
structPARMSstr=
{
2934,
9432,
213,
9432,
&str
};
/*Functions*/
externvoidload（unsignedintloadValue）;
staticintprocessing（int*input,int*output）;
staticvoiddataIO（void）;
/*
*========main========
*/
voidmain（）
{
int*input=&inp_buffer[0];
int*output=&out_buffer[0];
puts（"volumeexamplestarted\n"）;
/*loopforever*/
while（TRUE）
{
/*
*Readinputdatausingaprobe-pointconnectedtoahostfile.
*Writeoutputdatatoagraphconnectedthroughaprobe-point.
*/
dataIO（）;
#ifdefFILEIO
puts（"beginprocessing"）/*deliberatesyntaxerror*/
#endif
/*applygain*/
processing（input,output）;
}
}
/*
*========processing========
*
*FUNCTION:
applysignalprocessingtransformtoinputsignal.
*
*PARAMETERS:
addressofinputandoutputbuffers.
*
*RETURNVALUE:
TRUE.
*/
staticintprocessing（int*input,int*output）
{
intsize=BUFSIZE;
while（size--）{
*output++=*input++*gain;
}
/*additionalprocessingload*/
load（processingLoad）;
return（TRUE）;
}
/*
*========dataIO========
*
*FUNCTION:
readinputsignalandwriteprocessedoutputsignal.
*
*PARAMETERS:
none.
*
*RETURNVALUE:
none.
*/
staticvoiddataIO（）
{
/*dodataI/O*/
return;
}
从以上代码可以看出：
（1）主程序显示一条提示信息后，进入一个无限循环，不断调用dataIO和processing两个函数。
（2）processing函数将输入buffer中的数与增益相乘，并将结果送给输出buffer，它还调用汇编load例程的参数processingLoad的值计算指令周期的时间。
（3）dataIO函数不执行任何实质操作。
它没有使用C代码执行I/O操作，而是通过CCS中的ProbePoint工具，从PC机文件中读取数据到inp_buffer中，作为processing函数的输入参数。
4．编译和运行程序
（1）选择“Project
RebuildAll（工程
重新编译）”，对工程进行重新编译。
（2）选择“File
LoadProgram（文件
下载程序）”，选volume.out并打开，将Build生成的程序加载到DSP。
（3）选择“View®MixedSource/ASM（查看®混合C程序/汇编）”。
该设置使得C程序与其汇编结果同时显示。
（4）在反汇编窗口中单击汇编指令，按F1键切换到在线帮助窗口，显示光标所在行的关键词的帮助信息。
（5）选择“Debug®GoMain（调试®到主程序首）来使得程序从主程序开始执行。
（6）选择“Debug
Run（调试
运行）”，可以在Output窗口看到“beginprocessing”信息。
（7）选择“Debug®Halt（调试®停止），中止正在执行的程序。
5．修改Build选项并更正语法错误
在以上的程序中由于FILEIO没有定义，因而在编译时将忽略程序中的部分代码，这样在链接生成的DSP程序中也不包括这部分代码。
下面通过更改程序选项来定义FILEIO，从而将这部分代码生成到执行程序中
（1）选择“Project®BuildOptions（工程®编译选项）”。
（2）在Compiler栏的Categroy域，单击Preprocessor。
在右侧的DefineSymbols中键入FILEIO。
这时将在编译参数栏中看到-dFILEIO,如图所示。
在定义FILEIO后，C编译器将对所有的源代码进行编译。
（3）单击确定按钮保存选项设置结果。
（4）选择“Project®RebuildAll（工程®重新编译）”。
在工程选项更改后，重新编译程序是必须的。
在BuildOptions下定义FILEIO
（5）此时output窗口提示源代码中存在语法错误，错误出现在第68行，如图所示。
在该行后加分号后存盘，再重新编译程序并生成新的volume.out文件。
6．使用断点和Watch窗口
（1）选择“File
ReloadProgram（文件
重新下载程序）”，重新下载程序。
（2）在工程视图中双击volume.c，打开源文件编辑窗口。
（3）将光标放在“dataIO（）;”行。
（4）右击鼠标，在弹出菜单上选择Togglebreakpoint，设置断点。
（5）选择“View®WatchWindow（查看®观察窗口）”，将出现Watch窗口。
程序运行时WatchWindow窗口将显示要查看的变量值。
（6）选择Watch1栏。
（7）在Watch1窗口单击
图标，在name栏输入dataIO。
（8）选择“Debug®GoMain（调试®到主程序首）”。
（9）选择“Debug®Run（调试®运行）”，运行程序，如图所示。
显示出dataIO是一个函数，该函数存放的首地址是0x00001457。
7．使用Watch窗口观察结构体
仿照上面的方法，在Watch窗口中加入str结构体变量。
可以看到在str左边有一个“＋”标志，表明str是一个结构体。
双击“＋”后将看到str结构体中包含的元素，如图所示，双击每个元素可以更改其数值大小。
在Watch窗口中单击右键，在弹出菜单时还可选择：
移去一个表达式、隐藏Watch窗口等。
可以通过选择“Debug®Breakpoints（调试®断点）”，在该窗口中单击DeleteAll按钮将所有断点去掉。
Ø探针和显示图形的使用
学习创建和测试一个简单数字信号算法的过程，所需处理的数据放在PC机文件中。
学习使用探针和图形显示的方法
ProbePoint是开发算法的一个有用工具，可以使用ProbePoint从PC机文件中存取数据。
即：
●将PC机文件中数据传送到目标板上的buffer，供算法使用。
●将目标板上buffer中的输出数据传送到PC机文件中以供分析。
●更新一个窗口，如由数据绘出的Graph窗口。
ProbePoint与Breakpoints都会中断程序的运行，但ProbePoint与Breakpoints在以下方面不同。
ProbePoint只是暂时中断程序运行，当程序运行到ProbePoint时会更新与之相连接的窗口，然后自动继续运行程序；Breakpoints中断程序运行后，将更新所有打开的窗口，且只能用人工的方法恢复程序运行；ProbePoint可与FILEIO配合，在目标板与PC文件之间传送数据，Breakpoints则无此功能。
下面讲述如何使用ProbePoint将PC机上文件中的内容作为测试数据传送到目标板。
同时使用一个断点以便在到达ProbePoint时自动更新所有打开的窗口。
1．为FILEI/O添加ProbePoint
（1）打开上小节已经完成的程序，并进行编译。
（2）选择“File®LoadProgram（文件®下载程序）”。
选择volume1.out文件，并点击“打开”。
（3）双击volume.c，以便在右边的编辑窗口显示源代码。
（4）将光标放在主函数的dataIO（）行上。
（5）单击右键，在弹出菜单中选择“ToggleProbePoint”，添加ProbePoint。
（6）在file（文件）菜单，选择“FileI/O”，出现FileI/O对话框，如图所示，在对话框中选择输入/输出文件
（7）在“FileInput”栏，单击“AddFile”
（8）在volume.c文件所在目录选择sina.dat，并单击打开。
此时将出现一个控制窗口，如图所示。
可以在运行程序时使用这个窗口来控制数据文件的开始、停止、前进、后退等操作。
（9）在FileI/O对话框中，在Address域填入inp_buffer，在length域填入100，同时将WrapAround框选中。
这几部分值含义如下：
9
●Address域指示的是从文件中读取的数据将要存放的地址。
inp_buffer是在volume.c中定义的整型数组，其长度为BUFFSIZE。
●Length域指示的是每次到达ProbePoint时从数据文件中读取多少个样点。
这里取值为100是因为BUFFSIZE=100，即每次取100个样值放在输入缓冲中。
如果Length超过100则可能导致数据丢失。
●选中WrapAround表明读取数据的循环特性，每次读至文件结尾处将自动从文件头开始重新读取数据。
这样将从数据文件中读取一个连续（周期性）的数据流。
（10）单击“AddProbePoint”，将出现“Break/ProbePoints”，如图所示，选中“ProbePoints”栏。
（11）在ProbePoint列表中显示有“VOLUME.Cline61-->NoConnection”行。
表明该第61行已经设置ProbePoint，但还没有和PC文件关联。
（12）在Connect域，单击向下箭头并从列表中选sine.dat。
（13）单击Replace按钮，ProbePoint列表框表示ProbePoint已与sine.dat文件相关联。
（14）单击确定按钮，FileI/O对话框指示文件连至一个ProbePoint。
（15）单击确定按钮，关闭FileI/O对话框。
2．显示图形
如果现在运行程序，将看不到任何程序运行结果。
当然可以设置Watch窗口观察inp_buffer和out_buffer等的值，但需要观察的变量很多，而且显示的也只是枯燥的数据，远不如图形显示直观、友好。
CCS提供很多方法将程序产生的数据图形显示，包括时域/频域波形显示，星座图、眼图等。
在本例中使用时域/频域波形显示功能观察一个时域波形。
（1）选择“ViewGraphTime/Frequency（显示图形时域/频域）”。
弹出GraphProperty对话框，如图所示。
（2）在GraphProperty对话框中，更改GraphTitle（图形标题）、StartAddress（起始地址）、AcquisitionBufferSize（采集缓冲区大小）、DSPDataType（DSP数据类型）、Autoscale（自动伸缩属性）及MaximumY-alue（最大Y值）。
（3）单击OK按钮，将出现一个显示inp_buffer波形的图形窗口。
（4）在图形窗口中单击右键，从弹出菜单中选择ClearDisplay，清除已显示波形。
（5）再次执行“ViewGraphTime/Frequency”。
（6）将GraphTitle修改为outputbuffer，StartAddress修改为out_buffer，其他设置不变。
（7）单击OK按钮，出现一个显示out_buffer波形的图形窗口，同样单击右键从菜单中选ClearDisplay，清除已有显示波形。
3．动态显示程序和图形
到现在为止，我们已经设置了一个ProbePoint。
它将临时中断程序运行，将PC机上数据传给目标板，然后继续运行程序。
但是，ProbePoint不会更新图形显示内容。
本节将设置一个断点，使图形窗口自动更新。
使用Animate命令，使程序到达断点时更新窗口后自动继续运行。
（1）在volume.c窗口，将光标放在dataIO行上。
（2）在该行上同时设置一个断点和一个ProbePoint，这使得程序在只中断一次的情况下执行两个操作：
传送数据和更新图形显示。
（3）重新组织窗口以便能同时看到两个图形窗口。
（4）在Debug菜单单击Animate。
此命令将运行程序，碰到断点后临时中断程序运行，更新窗口显示，然后继续执行程序。
与Run不同的是，Animate会继续执行程序直到碰到下一个断点。
只有人为干预时，程序才会真正中止运行。
可以将Animate命令理解为一个“运行中断继续”的操作。
（5）每次碰到ProbePoint时，CCS将从sine.dat文件读取100个样值，并将其写至输入缓冲inp_buffer。
由于sine.dat文件保存的是40个采样值的正弦波形数据，因此每个波形包括2.5个sine周期波形，如图所示。
（6）选择“DebugHalt（调试停止）”，停止程序运行。
Gain＝1时的输入/输出图形显示
4．增益调节
本程序将输入缓冲的数据与增益相乘后送至输出缓冲中：
output++=input++*gain
增益被初始化为MINGAIN，在volume.h中定义为1。
为改变输出值，需改变增益，方法之一是使用Watch功能。
（1）选择“ViewWatchWindow（查看观察窗口）”。
（2）在Watch窗口单击右键，选择“InsertNewExpression”。
（3）键入Gain作为要观察的表达式，单击OK按钮。
（4）如程序已中止运行，单击Animate按钮重新运行程序。
（5）在Watch窗口双击Gain。
（6）在变量编辑窗口将Gain值改为10，单击OK按钮。
（7）注意到输出缓冲图中的幅度值已经变为原来的10倍，如图所示。
Gain=10时的输入/输出图形显示
实验二数据存储、汇编程序实验
一、实验目的
1、掌握TMS320C54的程序空间的分配；
2、掌握TMS320C54的数据空间的分配；
3、熟悉操作TMS320C54数据空间的指令；
4、熟悉汇编语言常用指令
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、实验系统相关资源
下面给出TMS32OVC5402的存储器分配表：
对于数据存储空间而言，映射表相对固定。
值得注意的是内部寄存器都映射到数据存储空间内。
因此在编程应用是这些特定的空间不能作其他用途。
对于程序存储空间而言，其映射表和CPU的工作模式有关。
当MP/MC引脚为高电平时，CPU工作在微处理器模式；当MP/MC引脚低电平时，CPU工作在微计算机模式。
具体的存储器映射关系如上如所示。
存储器试验主要帮助用户了解存储器的操作和DSP的内部双总线结构。
并熟悉相关的指令代码和操作等。
四、实验步骤与内容
连接好DSP开发系统，开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；
1、运行CCS软件；
2、在CCS的Memory窗口中查找C5402各个区段的数据存储器地址，在可以改变的数据地址随意改变其中内容；
3、在CCS中装载实验示范程序，单步执行程序，观察程序中写入和读出的数据存储单元内容的变化；
4、联系其他寻址方式的使用。
5、样例程序实验操作说明
启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp02_cpu2目录下面的工程文件“exp02.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp02_CPU2\exp02.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp02_cpu2\debug目录下的exp02.out文件。
用“View”下拉菜单中的“Memory”查看内存单元；
输入要查看的内存单元地址，本实验要查看0x1000H~0x100FH单元的数值变化，输入地址0x1000H；
查看0x1000H~0x100FH单元的初始值，单击“Run”运行程序，也可以“单步”运行程序；
单击“Halt”暂停程序运行；
查看0x1000H~0x100FH单元内数值的变化；
关闭各窗口，本实验完毕。
本实验说明：
本实验程序将对0x1000开始的8个地址空间，填写入0x55AA的数值，然后读出，
并存储到0X1008开始的8个地址空间。
在CCS中可以观察DATA存储器空间地址
实验三I/O、定时器实验
一、实验目的
1、了解I/O口的扩展；掌握I/O口的操作方法；
2、熟悉在C语言中访问IO口的方法
3、熟悉C54的定时器；
4、掌握C54定时器的控制方法；
二、实验设备
计算机，CCS2.
升级会员 