DSP技术及应用实验指导书.docx
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DSP技术及应用实验指导书
《DSP技术及应用》
实验指导书
吴延海吴冬梅编
西安科技大学通信学院
2006
目录
第一章DES320PP－U介绍
§1.1功能特点3
§1.2XDS510仿真调试器3
§1.3对外的扩展接口3
§1.4DES5402PP-U结构及功能4
第二章DES320PP－U驱动程序的安装8
§2.1安装驱动程序setupcc54x8
§2.2安装CCS下的硬仿真器驱动程序9
第三章DSP实验内容12
§3.1实验一CCS开发环境练习12
§3.2实验二基本算术运算—--定点加减法15
§3.3实验三基本算术运算----定点乘除法18
§3.4实验四用定时器实现数字振荡器21
§3.5实验五FFT的实现26
§3.6实验六BSP串口操作45
§3.7实验七HPI接口操作实验50
§3.8实验八FIR滤波器56
附录DES320PP-U实验系统资源一览63
附1.1实验系统跳线说明63
附1.2实验系统测试点说明64
附1.3实验系统I/O接口说明65
附1.4存储器映射一览表65
第一章DES320PP－U介绍
§1.1功能特点
●集成XDS510仿真调试器，无需外部JTAG仿真器便可完成所有DSP实验；全面支持'C2000，'C5000，'C6000，'VC33各个系列DSP，并全面兼容CCS2.0，方便您调试自己的目标DSP系统
●多类型仿真/教学实验DSP平台，通过更换DSP子卡可满足不同需求，包括C2000系列、C5000系列、C6000系列的DSP子卡
●在可换CPU架构上，提供多种扩展模块，包括USB1.1模块、视频模块、EDA实验模块、信号与系统实验模块等等，便于用户选购定制；
●可学习深层次信号处理原理，如G.723编解码；定点DSP实现MP3解码；无线基带通信所涉及的卷积编码、Vitebi译码、自适应均衡；AM调制、LMS自适应滤波；
●可完成语音频段范围的信号处理实验：
使用TLC320AC01作为模拟接口（AIC）电路，提供A/D和D/A各1个通道（14bit），最高采样率为25KSa/s。
●可作为函数发生器产生方波、三角波、正弦波等常用实验信号，并能通过PC机作为示波器观察
●预留128K字的静态存储器和32K字的EEPROM，方便完成各种代码装入（BOOTLOADER）实验。
也可使该实验设备脱机独立运行。
●外部主机（PC机）可以通过并口与DSP的HPI接口通讯，直接访问DSP片内存储器。
也可通过HPI接口实现代码装入（BOOTLOADER）功能。
●丰富的I/O外设，如汉字液晶显示屏，键盘，交通灯，数码管，UART异步串口等。
●多种模拟信号接口，如麦克风和扬声器接口，普通模拟信号输入/输出接口，电话线接口等。
●预留1个DSP多通道缓冲串口（McBSP），1组数据、地址以及控制总线等二次开发接口，保留DSP各种状态显示以及设置开关，方便用户实验。
●提供直流电机、步进电机驱动电路，方便完成各种电机驱动实验。
●配套“十。
五”规划教材，《DSP技术的发展与应用》，获2002年度教学成果奖，高教出版社。
●适用于学习、科研、实验等各种场合
§1.2XDS510仿真调试器
DES320PP-U实验系统集成嵌入式JTAG控制电路，无需外部仿真器，直接通过计算机并口便可使用CCS等调试工具完成实验。
同时该实验设备还提供并口型XDS510仿真器功能，全面支持‘C2000，‘C5000，‘C6000，‘VC33各个系列DSP，并全面兼容CCS2.0，可调试用户自己的DSP系统。
因此本实验系统同时具有EVM评估板和XDS510仿真器等多种功能，真正实现一机多用。
§1.3对外的扩展接口
DES320PP-U实验系统提供了多种外部扩展接口，方便学生自己动手制作外围接口电路，增强该DSP实验设备的应用范围。
外部扩展接口如下：
●二次开发接口：
为一组通用扩展总线，包括16条数据线、4条地址线、1条片选信号线、1条读写信号线、2条通用数字I/O。
利用该扩展总线可以很方便的设计DSP扩展板卡，如高性能A/D或D/A等，充分锻炼学生的动手能力。
●UART异步串口：
利用该串口，DSP可以与PC机或其它外设交换数据。
●PC机并口提供PC与DSP的HPI的连接。
●DSP同步串口：
TMS320VC5402的多通道缓冲串口1（McBSP1）使用插座引出，方便与其它DSP设备连接。
●分别提供一个独立的串口和8位并行数据接口与MCU相连，系统利用该接口完成键盘的输入和信息的显示。
也可用于其它外部单片机的连接。
§1.4DES5402PP-U结构及功能
1.模拟信号部分
DES5402PP-U使用AC01作为模拟接口，提供一路14bitA/D和D/A，最高采样速率25KHz。
你可以短接JP12，将输入和输出相连，以便以后的实验。
有关AC01的控制操作，请参阅配套CD-ROM中的PDF目录下的AC01的DATASHEET。
在CCS中装入配套CD-ROM中的fir5402目录中的des5402pp.out,并运行。
你可以通过示波器在模拟信号输出端（J3）观察到一个1KHz的方波。
将程序Halt，在ccs_show的位置（在fir子程序中）上增加一个断点，然后打开图形显示窗口，显示从地址0x1800开始的128个点的16位有符号整数，这时你能看到输入的一个方波。
再打开一个图形窗口，显示从地址0x1020开始的128点的16位有符号整数，这时你能看到一个滤波输出的正弦波信号。
完成上述实验时，请短接JP12！
DES5402PP-U同时提供MIC（J12）和SPK（J13）接口。
其中，扬声器接口电路（功放电路）始终与AC01的模拟输出相连，插上耳机或使用连线将J10与LS1连接，就可以从耳机或喇叭中听到声音。
当使用麦克风时，请将JP16短接，并将JP12开放。
在配套CD-ROM的MIC5402目录中有演示程序，将MIC输入的信号直接从SPK输出。
你可以使用电位器R50来调节输出声音的大小。
麦克风请使用动圈式话筒。
2.McBSPs1串行通信接口
DES5402PP-U预留McBSPs1串口接口J16，其原理图参见图1-1：
图1-1McBSPs1串口连线
其中，‘VC5402虽然提供了独立的收发时钟BCLKR和BLCKX，独立的帧同步FSR和FSX信号，而在DES5402PP-U板上，我们提供两个跳线JP13，JP14，可以将两个时钟和两个帧同步分别接到一起。
有关McBSP的控制操作，请参阅配套CD-ROM中的PDF目录下的《TMS320C54xVolume5EnhancedPeripherals》。
3．HPI接口
DES5402PP-U板上的HPI接口具有同PC机并口交换数据的能力。
PC主机通过并口能访问DSP的片内16K存储器。
在提供的CD-ROM光盘中的HPI5402目录中的5402pp.c是一个主机通过并口将代码写入DSP片内存储器，并实现HPIBOOTLOADER的例子。
你可以直接运行HPI5402.EXE,主机将一段小小的代码（交替设置XF为0或1）写入DSP的0x2000开始的存储器中，然后启动DSP运行！
你可以看到D3在闪烁。
要使用HPIBOOTLOADER，请短接JP11，并放开JP10（ENABLEHPI）。
将JP11短接的目的是将DSP的HINT和INT2两引脚连接，以便完成HPIBOOTLOADER。
有关DSP的HPI的控制操作，请参阅配套CD-ROM中的PDF目录下的《TMS320C54xVolume5EnhancedPeripherals》。
4．时钟配置
DES5402PP-U板的上电默认配置没有将DSP时钟设置到100M，而只有20M，即X2模式。
你可以在CCS中通过0x58单元查看CLKMD寄存器的值（0x1007为PLLx2）。
若需要，你可以自己将PLL改为x10，以便DSP以100M全速运行。
修改CLKMD的代码（注意，不能直接改写CLKMD寄存器），请参考FIR滤波器程序。
若DSP以100MHz全速运行，请将软件等待周期设置寄存器SWWSR（0x28）改为0x0a994，即所有空间都插入4个等待周期。
注意，该设置不会影响DSP片内存储器的访问速度！
5．XDS510仿真器的使用
要使用仿真器功能，首先将JP6短接，然后检查并口电缆是否与PC机的并口连接好。
然后将提供的扁平电缆连接到JP15，另一头连接到你需要调试的目标系统上。
请按提供的电缆所固定的方向连接该电缆线！
接通DES5402PP-U的电源，安装适当的仿真器驱动程序，如你的目标系统使用‘C6711，你就得安装C6000的驱动程序，同时使用C6000的CCS！
我们在CCSDriver目录下提供了C2000、VC33、C5000、C6000的各种驱动程序，请注意识别。
6．外部扩展总线的使用
DES5402PP-U实验系统提供了一组通用外部DSP扩展总线，以便用户自己扩展包括A/D，D/A，FIFO等在内的I/O设备。
其接口电路连接图如图1-2和图1-3所示。
该扩展总线包括16跟数据线（D0-D15），4跟地址线（A0-A3），1跟预译码片选信号（GEL_CS），1跟读写信号（R/W），2跟通用数字IO（GEL_D3和GEL_D4）。
该通用扩展总线占用DSP的I/O空间的0x0D000h-0x0D00Fh，而通用数字IO分别对应0x8000（I/O空间）的D3和D4比特位。
表1-10x8000地址段存储器配置情况
JP5
JP4
D1
备注
EPROM在DATA空间的8000h
1
1
0
上电后默认配置
EPROM在PROG空间的8000h
0
X
X
扩展数据SRAM在8000h
X
0
X
（同上）
X
1
1
软件控制
7．外部扩展存储器
DES5402PP-U外部有两种存储器：
SRAM和EPROM。
其中，扩展存储器SRAM为64K字，地
址范围为0x18000h-0x1ffffh（32K）和0x28000h-0x2ffffh（32K）；外部扩展数据SRAM为32K字，地址范围为0x8000-0x0ffffh。
外部扩展EPROM占用地址为0x8000-0x0ffffh，大小为32K字。
用户可以通过JP5，JP4以及0x8000（IO空间）的D1比特位来确定哪个存储器被安排在地址0x8000-0x0ffffh，请参考表1-1。
图1-2外部扩展总线连接线路图（之一）
8．直流电机的控制
DES5402PP-U实验系统配有一个小型直流电机，可以DSP编程完成直流电机的调速控制。
其控制方法为：
当向0x0e000h（‘VC5402的IO空间）的D0比特位写入1时，电机正向转动；当写入0时，电机反向转动。
用户可以通过DO位1或0的持续时间控制电机的转速。
注意，使用直流电机时，应该先接通电机的电源，方法如下：
向IO空间的0x8000地址的D0比特位写入1。
若要关闭电源，请写入0。
当写入1或0时，你可以听到继电器动作的声音。
图1-3外部扩展总线连接线路图（之二）
9．步进电机的控制
DES5402PP-U实验系统还配有一个步进电机。
IO空间的0x0f000h的D0，D1，D2，D3四个比特位分别对应步进电机的四相驱动端。
依次向这四个比特位写入1，便可以控制步进的转动。
10．UART异步串口
‘VC5402本身并未提供异步串口，所以DES5402PP-U使用TLC16C55
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