DSP实验报告数据测量和条件传输系统.docx

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DSP实验报告数据测量和条件传输系统

研究生实验报告

课程名称：

DSP技术应用

综合设计名称：

数据测量和条件传输系统

2009年12月28日

一、实验内容和目的

1、实验内容

本实验主要模拟某种电子信息处理设备的功能，实现下列要求：

要求1：

对给定的一路波形信号，计算该信号的频率大小。

要求2：

信号频率低于50HZ时，根据信号控制LED灯每隔10个信号周期点亮或熄灭一次。

要求3：

信号频率高于50HZ时（不超过5KHZ），LED灯不再点亮，并且将信号频率利用SCIB接口传输给上位机，传输格式为：

（例如：

信号测量频率为124HZ的时候，传输格式为<124HZ>）。

2、实验目的

（1）掌握TMS320F28335扩展数字I/O口的方法及应用；

（2）掌握A/D转换模块的性能、数据采集及编程方法；

（3）了解F28335的SCI模块的结构及特点，掌握串行口工作方式及编程方法，了解PC机串行通讯的工作过程；

（4）掌握中断处理程序的编程方法；

二、硬件电路

硬件电路原理图如图1所示。

图1实验硬件电路原理图

由图1可见，试验系统由以下三个部分组成：

（1）PC机

（2）SEED-XDS510系列仿真器

（3）SEED-DTK28335综合实验系统

PC机通过并口或USB口与SEED-XDS510系列仿真器相连；SEED-XDS510系列仿真器通过JTAG口与SEED-DTK综合实验系统相连。

本实验主要用到以下三个模块：

（1）数字I/O模块

DSP系统中一般只有少量的数字I/O资源，而一些控制系统中经常需要大量数字量的输入与输出。

因而，在外部扩展I/O资源非常重要。

扩展I/O资源时，可以采用74LS273、74LS373之类的锁存器，或者采用CPLD在其内部做锁存逻辑，SEED-DEC28335实验箱中采用的是后者。

实验箱上I/O控制部分映射到F28335的Zone7，其起始地址为0x（字地址）。

交通灯控制口的偏移地址为0x0000，地址为0x。

（2）SCI串行通讯模块

在SEED-DEC28335模板直接采用F28335片上的2通道SCI作为异步收发器UART。

SEED-DEC28335采用MAX3160多协议收发器，使得异步串口接口电平可配置为RS232/RS422/RS485多种接口电平标准。

（3）A/D转换模块

F28335的A/D转换模块是带内置采样和保持（S/H）的12位模数转换模块，共有16个模拟输入通道（ADCIN0-ADCIN15）。

SEED-DEC28335板卡上AD接口的ADCINA0、ADCINA2、ADCINA4及ADCINA6共四个通道与波形发生器通道0的输出相连。

实验中选用ADCINA6进行数据采集，通过键盘设置波形发生器通道0的波形及其参数。

三、实验设计说明

1、主程序流程图：

图2-1主程序流程图

2、中断子程序流程图：

图2-2中断子程序流程图

3、程序设计思路：

实验程序主要包括两个部分：

主程序，AD中断子程序。

主程序主要有以下功能：

系统的初始化，SCIB通讯模块初始化，I/O口设置，A/D模块初始化及中断设置。

AD中断子程序中，首先对给定信号进行采样，根据采样数据计算信号频率。

如果计算得到的信号频率小于50HZ，则每隔10个信号周期点亮或熄灭LED灯一次；信号频率大于50HZ时，通过SCIB模块将信号频率以的格式传输给上位机。

本次实验中，信号频率的计算方法如图3所示：

图3信号频率计算方法原理图

为了防止采样无效计数，故设置了两个比较值：

H&L。

每当采样值大于比较值H时，就将flag置1，继续比较。

在flag=1的情况下，当采样值一旦小于比较值L时，num++，观察num值

（1）如果num<=1，采样数cj开始计数，并将flag置0；

（2）如果num>1（num=2），cj停止采样计数。

这样得到的cj的值便是一个周期内所得的采样点数，已知采集一个数据所需时间为AD中断周期Ts，那么显然，信号周期T=cj×Ts。

计算完成后，重置参数为flag=0，num=0，cj=0。

本实验中，设定H=500HZ，L=200HZ。

三、实验结果和分析

1、实验步骤及程序调试

实验主要步骤如下：

（1）关掉PC电源；

（2）将并口线一端连接到PC并行端口；

（3）将并口线另一端连接到SEED-XDS510PP仿真器上；

（4）用XDS510PP仿真器上的接头与SEED-DTK28335综合实验系统上JTAG仿真端口连接。

程序调试方法：

1）设置断点

2）复位目标板

有三种复位目标板的方法：

a.ResetDSP：

暂停运行中的程序并初始化所有寄存器的内容。

执行该命令后，需重新装载.out文件。

b.Restart：

将PC值恢复至当前程序的入口地址。

c.Gomain：

将程序运行至主程序的入口处暂停。

3）执行

CCS提供了四种执行程序的方法（Debug菜单中）

a.执行（Run）：

运行程序直到遇到断点为止。

b.暂停执行（Halt）：

停止程序运行。

c.动画执行（Animate）：

反复运行程序，每次遇到断点停顿一段时间。

d.自由执行（RunFree）：

忽略所有断点运行程序。

4）单步执行

5）查看变量：

右击—WatchWindow命令

6）Graph的设置及图形显示：

选择View—Graph—Time/Frequency

2、运行结果

1）给定信号频率低于50HZ时，LED灯循环点亮与熄灭（间隔10个信号周期）。

图4-1发生波形图（f=30HZ）图4-2LED点亮图4-3LED熄灭图

2）给定信号频率高于50HZ时，LED灯熄灭，并且通过PC机显示信号频率，如图5所示为信号频率为600HZ时，PC机显示结果：

图5f=600HZ时的频率显示

3、实验中遇到的问题

在实验过程中，出现了不少的问题，首先是AD中断经常需要经过开关实验板来重置，这个问题应该是硬件接触不良的原因引起的；其次，在实验初期，当频率f<50HZ时，经常会出现波形变成噪声的情况，导致不能进行信号周期的计算，如图6所示为f=30HZ的标准正弦波的波形。

但是如果f比较大时，不会出现这种情况，将f从大逐渐减小至30HZ，则波形又能正常显示，这个问题我们暂时还未能讨论出可靠的干扰原因。

图6f=30HZ时的error噪声波形

四、源程序

//头文件

#include"DSP2833x_Device.h"

//DSP2833xHeaderfileIncludeFile

#include"DSP2833x_Examples.h"

//DSP2833xExamplesIncludeFile

#include"comm.h"

interruptvoidadc_isr（void）;

voidscib_fifo_init（）;

//地址定义

volatileunsignedint*p_ceselect=（volatileunsignedint*）0x;

volatileunsignedint*p_trafficaddr=（volatileunsignedint*）0x;

volatileunsignedint*p_ioenable=（volatileunsignedint*）0x;

//设置A/D采样时钟频率为12.5MHz，宽度为16

#if（CPU_FRQ_150MHZ）

//Default-150MHzSYSCLKOUT

#defineADC_MODCLK0x3

//HSPCLK=SYSCLKOUT/2*ADC_MODCLK2

=150/（2*3）=25.0MHz

#endif

#if（CPU_FRQ_100MHZ）

#defineADC_MODCLK0x2

//HSPCLK=SYSCLKOUT/2*ADC_MODCLK2=100/（2*2）=25.0MHz

#endif

#defineADC_CKPS0x1

//ADCmoduleclock=HSPCLK/2*ADC_CKPS

=25.0MHz/（1*2）

=12.5MHz

#defineADC_SHCLK0xf

//S/HwidthinADCmoduleperiods

=16ADCclocks

//定义全局变量

Uint16LoopCount;

Uint16ConversionCount;

Uint16Voltage1[1024];//存储波形采样数据

Uint16num=0,cj=0,flag=0;//用于频率计算的参数

float32T,Ts=7.68e-6;//信号、A/D采样周期T、Ts

Uint32f;//信号频率f=1/T

Uint16Tjc=0;//信号采样周期计数

unsignedintiostatus=0;

main（）

{

InitSysCtrl（）;///系统初始化

//GPIO口初始化

InitGpio（）;//Skippedforthisexample

InitSciGpio（）;//设置SCI模块所用到的GPIO口

DINT;

InitXintf（）;

InitPieCtrl（）;//初始化中断

IER=0x0000;//清除中断标志

IFR=0x0000;//清除中断标志

*p_ceselect=0x3;//打开ce3空间

DELAY_US（100）;//延迟函数

*p_ioenable=0xfff;//IO空间始能

DELAY_US（100）;

InitPieVectTable（）;//I初始化中断向量表

//设置A/D中断入口

EALLOW;

PieVectTable.ADCINT=&adc_isr;

EDIS;

//初始化SCIB模块和A/D模块

scib_fifo_init（）;//InitSCI-B

InitAdc（）;//Forthisexample,inittheADC

//使能AD中断

PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6=1;

IER|=M_INT1;//EnableCPUInterrupt1

EINT;//EnableGlobalinterruptINTM

ERTM;//EnableGlobalrealtimeinterruptDBGM

LoopCount=0;

ConversionCount=0;

//AD模块初始化

AdcRegs.ADCTRL1.bit.ACQ_PS=ADC_SHCLK;//采样时间预定标

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS=ADC_CKPS;//AD时钟预定标

AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1;//级联排序

AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1=0x1;//中断使能

AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1=0x1;

AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00=0x6;//将第6通道的转换结果存放在CONV00中

AdcRegs.ADCMAXCONV.bit.MAX_CONV1=15;//最大转换通道为16

AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1=0x1;//软件触发启动

for（;;）;//循环等待AD中断

}

//AD中断函数

interruptvoidadc_isr（void）

{

Voltage1[ConversionCount]

=AdcRegs.ADCRESULT0>>4;

//将采样所得数据结果存储到Voltage1数组中

if（Voltage1[ConversionCount]>50）

flag=1;//当采样值大于50时，flag置1

if（num>=1）

cj++;//num大于1时，cj开始计数

if（flag==1）//flag为1时，如果采样值小于200，//num计数加1，同时将flag置0；

{

if（Voltage1[ConversionCount]<200）

{num++;flag=0;}

}

if（num==2）

//num=2时，计算信号频率，并重置参数

{

num=0;

T=cj*Ts;//计算信号周期

f=1/T;//计算信号频率

cj=0;//信号采样点计数复位

Tjc++;//信号采样周期计数

}

if（ConversionCount==1024）

//If1024conversions

//havebeenlogged,startover

{

ConversionCount=0;

}

elseConversionCount++;

if（Tjc%10==0）//每10个信号周期，

//执行一些操作

{

if（f<50）//信号频率小于50Hz时的一些操作

{

iostatus=*p_trafficaddr;

if（iostatus==0）

//判断上一次LED灯的状态

iostatus=0xfff;//点亮LED灯

else

iostatus=0;//熄灭LED灯

*p_trafficaddr=iostatus;

}

else//信号频率大于或等于50HZ时

{

iostatus=0;

*p_trafficaddr=iostatus;//熄灭LED灯

//将信号频率传输给上位机，传输格式为：

xxxHZ