数字信号处理EXPIV型教学实验系统实验四常规实验exp4常规.docx
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数字信号处理EXPIV型教学实验系统实验四常规实验exp4常规
第四章常规实验指导
实验一常用指令实验
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；
4、熟悉C54X系列的寻址系统；
5、熟悉常用C54X系列指令的用法。
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
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的应用方法参见第三章。
●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。
+-
实验二数据存储实验
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。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、实验系统相关资源介绍
本实验指导书是以TMS32OVC5402为例，介绍相关的内部和外部存储器资源。
对于其他类型的CPU请参考查阅相关的数据手册。
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
注：
本实验也可以在CPU1上运行
实验三I/O实验2
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、了解数字量与模拟量的区别和联系。
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
开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp03_cpu2目录下面的工程文件“exp03.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp03_cpu2\exp03.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp03_cpu2\debug目录下的exp03.out文件。
运行程序，分别调整开关量输入单元的开关K1～K8，观察LED指示灯LED1~LED8亮灭的变化，以及开关量输入和输出状态是否一致。
1、样例程序实验操作说明
启动CCS2.0，打开exp03_cpu2目录下面的工程文件“exp03.pjt”并加载
“exp03_cpu2\debug\exp03.out”；
单击“Run”运行程序；
任意调整K1～K8开关，可以观察到对应LED1~LED8灯“亮”或“灭”；单击“Halt”，暂停持续运行，开关将对灯失去控制；
关闭所有窗口，本实验完毕。
四、实验说明
实验中采用简单的一一映射关系来对I/O口进行验证，目的是使实验者能够对I/O有一目了然的认识。
在本实验中，提供的IO空间分配如下：
CPU2的I/O空间：
0x8000拨码开关input8位
CPU2的I/O空间：
0x8001LED灯output8位
实验四定时器实验2
一、实验目的
1、熟悉C54的定时器；
2、掌握C54定时器的控制方法；
3、学会使用定时器中断方式控制程序流程。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP硬件仿真器，实验箱。
三、实验步骤和内容
1、开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp04_cpu2目录下面的工程文件“exp04.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp04_cpu2\exp04.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp04_cpu2\debug目录下的exp04.out文件。
2、运行程序，观察LED指示灯LED1~LED8的变化；
3、程序实验操作说明
启动CCS2.0，打开工程文件“exp04.pjt”。
加载exp04_cpu2\debug目录下的
exp04.out文件。
单击“Run”运行，可观察到LED灯（LED1~LED8）以一定的间隔时间不停摆动；
单击“Halt”，暂停程序运行，LED灯停止闪烁；单击“Run”，运行程序，LED灯又开始闪烁；
关闭所有窗口，本实验完毕。
四、实验说明
C54的定时器是一个20位的减法计数器，可以被特定的状态位实现停止、重新启动、重设置或禁止，可以使用该定时器产生周期性的CPU中断，控制定时器中断频率的两个寄存器是定时周期寄存器PRD和定时减法寄存器TDDR，定时器的中断周期为：
CLKOUTX（TDDR+1）X（PRD+1）
在本系统中，如果设置时钟频率为10MHZ，令PRD=0x30D3，TDDR=15，这样得到每0.02秒中断一次，通过累计50次，就能实现1秒钟定时。
0.1usX（15+1）X（12499+1）X50=1S
实验五外部中断实验3
一、实验目的
1．掌握中断技术，学会对外部中断的处理方法；
2．掌握中断对程序流程的控制，理解DSP对中断的响应时序。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱
三、实验步骤和内容
1、低电平单脉冲触发DSP中断INT2；该中断由“单脉冲输出”按键产生。
按一次，产生一个中断。
2、拨码开关：
SW2
SW2
备注
1
2
3
4
码位
ON
ON
OFF
ON
单脉冲产生的中断给CPU2的中断INT2
3、关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp05_cpu2目录下面的工程文件“exp05.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp05_cpu2\exp05.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp05_cpu2\debug目录下的exp05.out文件。
a）运行实验程序；
b）每按一次“单脉冲输出”按键LED1~LED8灯亮灭变化一次；
4、填写实验报告。
5、样例程序实验操作说明
启动CCS2.0，打开工程文件“exp05.pjt”。
加载exp05_cpu2\debug目录下的exp05.out文件。
单击“Run”运行程序，反复按开关“单脉冲输出”，观察LED1~LED8灯亮灭变化；
单击“Halt”暂停程序运行，反复按开关“单脉冲输出”，LED1~LED8灯亮灭不变化；
四、实验说明
54XDSP的INT2中断为低电平沿触发。
实验六A/D转换实验3
一、实验目的
1．熟悉Ａ/Ｄ转换的基本原理；
2．掌握AD7822的技术指标和常用方法；
3．掌握并熟练使用DSP和AD7822BN的接口及其操作。
二、实验设备
计算机，CCS2.0软件，DSP仿真器，实验箱
三、实验步骤和内容
1、拨码开关设置：
JP3拨码开关：
码位
备注
1
ON：
将“模拟信号源”单元1的信号输入到AD7822
2
OFF：
3
OFF：
4
OFF：
5
OFF：
6
OFF：
SW2拨码开关：
SW2
备注
1
2
3
4
码位
ON
ON
ON
ON
AD7822的采样时钟为250KHZ，且中断给CPU2的中断2
2、运行CCS软件，加载示范程序；
3、观察采样结果；
4、填写实验报告。
5、样例程序实验操作说明
6、开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp06_cpu2目录下面的工程文件“exp06.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp06_cpu2\exp06.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp06_cpu2\debug目录下的exp06.out文件。
在“7822_54.c”中如下图“i=0;”处，设置断点；
单击“Run”运行程序，程序运行到断点处停止；
7、用下拉菜单中的View/Graph的“Time/Frequency”打开一个图形观察窗口；
设置该图形观察窗口的参数，观察起始地址为”data_buff”，长度为256的存储器单元内的数据，该数据为输入信号经A/D转换之后的数据，数据类型为16位整型；
8、单击“Animate”运行程序，调节信号源1的频率、幅值、波形调节旋钮，在图形观察窗口观察A/D转换后的数据波形变化；
9、单击“Halt”暂停程序运行，用“View”的下拉菜单中“Memory”打开存储器数据观察窗口；设置该存储器数据观察窗口的参数，选择地址为data_buff，数据格式C格式16进制数；
10、单击“Animate”运行程序，调整存储器数据观察窗口，并在该窗口中观察数据变化，A/D转换后的数据存储在地址为data_buff单元开始的256个单元内，变化数据将变为红色；
11、单击“Halt”停止程序运行；
12、关闭“exp06.pjt”工程文件，关闭各窗口，本实验完毕。
四、实验说明
AD7822通过DSP的I/O口完成数据通讯。
采样数据存储在从数据data_buff[]中。
AD7822的时序：
实验七D/A转换实验4
一、验目的
1、熟悉D/A转换的基本原理；
2．掌握AD7303的技术指标和常用方法；
3．熟悉DSP的多通道缓冲串口配置为SPI的应用方法；
4．掌握并熟练使用DSP和AD7303的接口及其操作。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱，示波器。
三、实验步骤与内容
1．开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；
2．运行CCS软件，加载示范程序；
3．按F5运行程序，用示波器检测“D/A转换单元的的2号孔接口“输出1”输出一个正弦波；
4．填写实验报告。
5．样例程序实验操作说明
开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；启动CCS2.0，在ProjectOpen菜单打开exp07_cpu2目录下面的工程文件“exp07.pjt”。
用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp07_cpu2\exp07.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。
在FileLoadProgram菜单下加载exp07_cpu2\debug目录下的exp07.out文件。
6、单击“Run”运行程序一次，然后取消运行。
7、在ViewGraphTime/Frequency打开一个图形观察窗口，以观察程序产生的波形。
设置观察窗口参数，起始地址为data_buff，长度为256，16位整型；
产生的正弦波图形如下：
8、然后单击“Run”全速运行程序。
用示波器检测“D/A转换单元的的2号孔“输出1”输出一个正弦波；
关闭所有窗口，本实验完毕。
四、实验说明
本实验通过DSP产生一个正弦波，然后再将这个正弦波的数据，按一定周期通过D/A发送出去。
在2号孔接口“输出1”输出一个连续的正弦波，正弦波的频率和辐值可以通过程序设定。
AD7303是单极性8位串口DA，所以生成的正弦波数据要换算到AD7303的数据范围。
针对此程序的换算公式为：
DATA=（1＋sinθ）*255/2，而且根据AD7303要求的数据格式，还要对换算后的数据作相应的变换才能最终通过SPI口发送给AD7303。
AD7303的接口时序：
实验八语音处理实验4
一、实验目的
1．熟悉TLV320AIC23的接口和使用；
2．熟悉McBSP多通道缓冲串口配置为SPI模式的通信的应用；
3．掌握一个完整的语音输入、输出通道的设计；
4．了解语音信号的采集、回放及滤波处理。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，实验箱、DSP仿真器、音频对录线、音频信号源。
三、实验步骤与内容
1．利用自备的音频信号源，或把计算机当成音源,从实验箱的“语音单元”的音频接口“麦克输入”输入音频信号，进行AD采集。
2．语音处理算法；
3．DA输出音频信号；（可以用示波器观察，也可以经过语音放大电路驱动板载扬声器）实现语音信号的回放；
4．具体的硬件接口连线参见样例程序实验操作说明；
5．开关K9拨到左边，即仿真器选择连接左边的CPU：
CPU1；运行CCS软件，加载示范程序，运行程序，扬声器有声音输出；
6．写实验报告。
7．样例程序实验操作说明
1）实验前准备
“语音接口”模块小板的拨码开关设置：
SW1拨码开关：
状态
备注
1
ON
2
OFF
3
ON
4
ON
SW2拨码开关：
状态
备注
1
ON
2
ON
3
ON
4
OFF
底板拨码开关的设置：
拨码开关S6：
状态
备注
1
ON，右声道开；
2
ON，左声道开；
用音频对录线，连接实验箱的“语音单元”的音频接口“麦克输入”接口和外部音源输入接口；
2）实验
实验A：
语音采集与回放实验
启动CCS2.0,打开“exp08_cpu1\useraudio01\”中的“useraudio01.pjt”工程文件；双击“useraudio01.pjt”及“Source”可查看各源程序；
并加载“exp08_cpu1\useraudio01\debug\”中的useraudio01.out；
打开音频源，输出音频，单击“Run”运行程序，或按F5运行程序；通过板载喇叭，可听到连续音频信号，调节“右声道调节”和“左声道调节”旋钮，输出音频信号大小变化。
在图示I=0处设置断点：
在ViewGraphTime/Frequency打开一个图形观察窗口，以观察程序采集到的左右声道的声音波形，设置观察窗口参数，起始地址为readaudio1和readaudio2，长度为256，16位整型；
采集到的声音波形如下：
实验说明：
该实验完成模拟音频信号的数字化采集、A/D及D/A转换和回放。
单击“Halt”暂停程序运行，选择“Close”关闭“useraudio01.pjt”工程文件，关闭各程序显示窗口；
实验B:
重低音处理实验
启动CCS2.0；打开“\super_bass\super_bass”文件夹中的“useraudio.pjt”工程文件；双击“useraudio.pjt”及“source”可查看各源程序；并加载“Suseraudio.out”下载文件；
打开音频源，输入音频信号，建议输入随程序附带的“东邪西毒”MP3，单击“Run”运行程序，或按F5运行程序；
程序中对左声道的输入信号做了“低音滤波”，右声道不做处理直接输出，调节左右声道调节旋钮，比较“低音滤波”声音和原始输入声音的区别，在mode=1时，小号声音被滤掉，主要输出为鼓的低音mode=2时，与mode=0时比较，低音有明显加强。
在图示J=0处设置断点：
在ViewGraphTime/Frequency打开一个图形观察窗口，以观察程序采集到的左声道的原始声音波形和滤波后的波形，设置观察窗口参数，起始地址为in和out，长度为256，16位整型；
采集到的声音波形如下：
实验说明：
程序中mode的说明
A、mode=0时，直通；输入与输出相同；
B、mode=1时，低音滤波，输出为输入信号的低音部分
C、mode=2时，对输入信号做低音加重处理，请注意与mode=0时输出结果比较
建议采用耳机或音箱监听处理结果。
原因：
实验箱自带喇叭的音频动态范围过窄。
由于程序主要完成低音加重处理，建议选用低音丰富的乐曲或歌曲作为音源进行处理。
实验时，输入及输出音量应视情况做适当调整，以避免溢出。
实验九键盘接口及七段数码管显示实验
一、实验目的
1．了解串行口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片HD7279A的基本原理；
2．学习用TMS320C54XDSP芯片控制芯片HD7279A键盘和LED的基本方法和步骤；
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、HD7279A芯片简介
该芯片是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管或（64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能。
HD7279A内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。
此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。
HD7279A具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。
四、实验步骤和内容
1．开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：
CPU2；正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，系统上电；
2.启动CCS2.0，用Project/Open打开exp09_cpu2/目录下的“exp09.pjt”工程文件；双击“exp09.pjt”及“source”可查看各源程序；并加载“debug”目录下的“exp09.out”；
3单击”run”运行程序或按F5运行程序，然后观察结果：
可以看到LED全部点亮（包括小数点）闪烁，然后LED13、LED14显示出
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，并逐渐左移，然后LED全部熄灭，此时按键盘上的按键，便可在最右边一位LED上显示出按键对应的键值，再次按下任意一键时，上一个显示的键值左移一位，新键值显示在最右端。
，同时LED1~LED8亮灭变化。
下面是键盘的键值表：
关闭所有窗口，本实验完毕。
五、实验说明
本实验帮助学习智能键盘、显示驱动芯片HD7279A的工作原理和使用方法；实验把DSP的MCBSP1配置成通用IO口来模拟串口实现和HD7279A的通信。
注：
HD7279的详细资料，请查看附带的PDF文档
实验十LCD实验
一、实验目的
1．了解LCD显示的基本原理；
2．学习用TMS320C54XDSP芯片控制LCD的基本方法和步骤；
3．加深对访问DSPIO空间的理解。
二、实验设备
计算机，CCS2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、LCD简介
液晶显示器（LCD）以其功耗低、体积小、外形美观、价格低廉等多种优势在仪器仪表产品中得到愈来愈多的应用。
LCD数据接口基本上分为串行接口和并行接口两种形式，本实验系统选用的是北京青云创新科公司生产的中文液晶显示模块，型号为LCM12864ZK_LCD，其字型ROM内含8192个16*16点中文字型和1
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