DSP设计报告.docx
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DSP设计报告
设计报告
课程名称DSP原理及应用
项目名称正弦波信号发生器
年级电科121班
专业电子信息科学与技术
学生姓名岑万双
学号1207010032
2015年12月21日
一、设计目的
1、掌握用汇编语言编写输出正弦波信号的程序
2、掌握正弦波信号的DSP实现原理和C54X编程技巧
3、进一步加深对CCS的认识
4、能通过CCS的图形显示工具观察正弦信号波形
二、设计内容
编写程序,利用ccs软件产生正弦波
三、设计原理
正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。
通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。
查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。
泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：
取泰勒级数的前5项，得近似计算式：
递推公式：
sin（nx）=2cos（x）sin[（n-1）x]-sin[（n-2）x]
cos（nx）=2cos（x）sin[（n-1）x]-cos[（n-2）x]
由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时,需要已知cos（x）、sin（n-1）x、sin（n-2）x和cos（n-2）x。
四、总体方案设计
本实验是基于CCS开发环境的。
CCS是TI公司推出的为开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。
它提供了环境配置、源文件编译、编译连接、程序调试、跟踪分析等环节，并把软、硬件开发工具集成在一起，使程序的编写、汇编、程序的软硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行，从而加速软件开发进程。
通过CCS软件平台上应用C54X汇编语言来实现正弦信号发生装置。
总体思想是：
正弦波的波形可以看作由无数点组成，这些点与x轴的每一个角度值相对应，可以利用DSP处理器处理大量重复计算的优势来计算x轴每一点对应的y的值（在x轴取N个点进行逼近）。
整个系统软件由主程序和基于泰勒展开法的SIN子程序组成，相应的软件流程图如图。
五、设计内容
1、设置
在Family下选择C55xx，将看到所有C55xx的仿真驱动，包括软件仿真和硬件仿真；
在Platform下选择Simulator，在AvailableFactoryBoards中只显示软件仿真驱动，选中相应的驱动；
双击C55xxRev4.0CPUFunctionalSimulator，可以在MySystem下看到所加入的驱动；
点击Save&Quit，将保存设置退出SetupCCStudiov3.1并启动运行CCStudio。
2、编写汇编源程序sin。
3.、建立汇编源程序
在CCS环境下，点击file/new/sourcefile菜单命令，打开一个空白文档，将汇编程序输入。
单击file/save菜单命令，在D:
\programfiles\ti\myprojects下保存文件名为sin，并选择保存类型为*.asm。
4、建立链接命令文件。
5、创建新的工程文件
启动CCS，在Project菜单中选择New项，在Project中输入denglin，CCS将创建一个名为denglin.pjt的工程。
6、将文件添加到工程中
在工程中添加源文件，执行菜单project/addfilestoproject，把sin文件添加到工程中。
7、生成和运行程序
（1）选择菜单命令Project→RebuildAll，对工程重新编译、汇编和链接，主窗口下方的信息窗口将显示build进行汇编、编译和链接的相关信息。
（2）选择菜单命令File→LoadProgram，在当前目录的Debug目录下选择sin并打开，将Build生成的程序加载到DSP中。
（3）选择菜单命令Debug→Run或在Debug工具栏上单击Run按钮，运行该程序。
8、观察运行结果
点击view/gragh菜单命令观看图像
9、主要参数
六、实验结果及分析
在ccs集成环境中实现正弦波能够起到防止干扰的作用，同时也大大地减小了波形的线性失真。
同时我们也能从中看出ccs能够精确地对各个角度进行计算得出相应的正弦值，幅度和频率易于调节，波形也较为稳定，抗干扰能力较强。
最重要的是这种设计方案简单可行，新颖实用，具有很高的实践和推广价值。
1、设计总结
这次实验把平时书本上生硬的文字变成了活生生的图像，使我对这门学科的基本知识、理论解起来更加方便直观和深刻。
通过实验我基本了解了DSP应用系统开发方法和设计过程，掌握了汇编源程序的编辑、汇编和链接过程，熟悉了CCS集成开发环境，CCS的安装及设置，CCS集成开发环境，CCS的基本使用，调试应用程序。
我成功通过CCS软件应用C54X汇编语言实现了正弦信号发生装置，这次实验使我能够更真实地体会到DSP的功能和用途。
在本次设计过程中我遇到一些课堂中从未有过的问题，通过网络查找和同学交流，大大促进了实训进程。
并在过程中进一步提高自身的创作、创新水平，扎实基础，扩展所学。
并且此次课程设计，基于课程理论知识和网上资料，使我对数字信号处理课程有了更深一步的了解和掌握，对利用CCS软件编程的数字信号处理方法有了进一步的了解。
在理论课的基础上进行实验实习，是对本门课程的深入学习和掌握，在以后的工作学习中，数字信号的处理都是采用计算机仿真的方很大的帮助。
这样一个课程设计对我们的发展有着极大的帮助！
2、源程序
汇编源程序sin
.mmregs
.defstart
.defd_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx,sinx,cosx
sin_x:
.usect"sin_x",360
STACK:
.usect"STACK",10H
k_theta.set286;theta=pi/360（0.5deg）
start:
.text
STM#STACK+10H,SP
STMk_theta,AR0
STM0,AR1
STM#sin_x,AR6
STM#90,BRC
RPTBloop1-1
LDMAR1,A
LD#d_xs,DP
STLA,@d_xs
STLA,@d_xc
CALLsinx;d_sinx=sin（x）
CALLcosx;d_cosx=cos（x）
LD#d_sinx,DP
LD@d_sinx,16,A;A=sin（x）
MPYA@d_cosx;B=sin（x）*cos（x）
STHB,1,*AR6+;AR6----2*sin（x）
MAR*AR1+0
loop1:
STM#sin_x+89,AR7;sin91（deg.）-sin179（deg.）
STM#88,BRC
RPTBloop2-1
LD*AR7-,A
STLA,*AR6+
loop2:
STM#179,BRC;sin180（deg.）-sin359（deg.）
STM#sin_x,AR7
RPTBloop3-1
LD*AR7+,A
NEGA
STLA,*AR6+
loop3:
STM#sin_x,AR6;generatesinwave
STM#1,AR0
STM#360,BK
Bloop3
sinx:
.defd_xs,d_sinx
.data
table_s.word01C7H;C1=1/（8*9）
.word030BH;C2=1/（6*7）
.word0666H;C3=1/（4*5）
.word1556H;C4=1/（2*3）
d_coef_s.usect"coef_s",4
d_xs.usect"sin_vars",1
d_squr_xs.usect"sin_vars",1
d_temp_s.usect"sin_vars",1
d_sinx.usect"sin_vars",1
d_l_s.usect"sin_vars",1
.text
SSBXFRCT
STM#d_coef_s,AR5;movecoeffstable_s
RPT#3
MVPD#table_s,*AR5+
STM#d_coef_s,AR3
STM#d_xs,AR2
STM#d_l_s,AR4
ST#7FFFH,d_l_s
SQUR*AR2+,A;A=x^2
STA,*AR2;（AR2）=x^2
||LD*AR4,B;B=1
MASR*AR2+,*AR3+,B,A;A=1-x^2/72,T=x^2
MPYAA;A=T*A=x^2（1-x^2/72）
STHA,*AR2;（d_temp）=x^2（1-x^2/72）
MASR*AR2-,*AR3+,B,A;A=1-x^2/42（1-x^2/72）;T=x^2（1-x^2/72）
MPYA*AR2+;B=x^2（1-x^2/42（1-x^2/72））
STB,*AR2;（d_temp）=x^2（1-x^2/42（1-x^2/72））
||LD*AR4,B;B=1
MASR*AR2-,*AR3+,B,A;A=1-x^2/20（1-x^2/42（1-x^2/72））
MPYA*AR2+;B=x^2（1-x^2/20（1-x^2/42（1-x^2/72）））
STB,*AR2;（d_temp）=B
||LD*AR4,B;B=1
MASR*AR2-,*AR3+,B,A;A=1-x^2/6（1-x^2/20（1-x^2/42（1-x^2/72）））
MPYAd_xs;B=x（1-x^2/6（1-x^2/20（1-x^2/42（1-x^2/72））））
STHB,d_sinx;sin（theta）
RET
cosx:
.defd_xc,d_cosx
d_coef_c.usect"coef_c",4
.data
table_c.word0249H;C1=1/（7*8）
.word0444H;C2=1/（5*6）
.word0AABH;C3=1/（3*4）
.word4000H;C4=1/2
d_xc.usect"cos_vars",1
d_squr_xc.usect"cos_vars",1
d_temp_c.usect"cos_vars",1
d_cosx.usect"cos_vars",1
c_l_c.usect"cos_vars",1
.text
SSBXFRCT
STM#d_coef_c,AR5;movecoeffstable_c
RPT#3
MVPD#table_c,*AR5+
STM#d_coef_c,AR3
STM#d_xc,AR2
STM#c_l_c,AR4
ST#7FFFH,c_l_c
SQUR*AR2+,A;A=x^2
STA,*AR2;（AR2）=x^2
||LD*AR4,B;B=1
MASR*AR2+,*AR3+,B,A;A=1-x^2/56,T=x^2
MPYAA;A=T*A=x^2（1-x^2/56）
STHA,*AR2;（d_temp）=x^2（1-x^2/56）
MASR*AR2-,*AR3+,B,A;A=1-x^2/30（1-x^2/56）;T=x^2（1-x^2/56）
MPYA*AR2+;B=x^2（1-x^2/30（1-x^2/56））
STB,*AR2;（d_temp）=x^2（1-x^2/30（1-x^2/56））
||LD*AR4,B;B=1
MASR*AR2-,*AR3+,B,A;A=1-x^2/12（1-x^2/30（1-x^2/56））
SFTAA,-1,A;-1/2
NEGA
MPYA*AR2+;B=-x^2/2（1-x^2/12（1-x^2/30（1-x^2/56）））
MAR*AR2+
RETD
ADD*AR4,16,B;B=-x^2/2（1-x^2/12（1-x^2/30（1-x^2/56）））
STHB,*AR2;cos（theta）
RET
.end
链接命令文件
MEMORY
{
PAGE0:
EPROM:
org=0E000H,len=1000H
VECS:
org=0FF80H,len=0080H
PAGE1:
SPRAM:
org=0060H,len=0020H
DARAM1:
org=0080H,len=0010H
DARAM2:
org=0090H,len=0010H
DARAM3:
org=0200H,len=0200H
}
SECTIONS
{
.text:
>EPROMPAGE0
.data:
>EPROMPAGE0
STACK:
>SPRAMPAGE1
sin_vars:
>DARAM1PAGE1
coef_s:
>DARAM1PAGE1
cos_vars:
>DARAM2PAGE1
coef_c:
>DARAM2PAGE1
sin_x:
align（512）{}>DARAM3PAGE1
.vectors:
>VECSPAGE0
}
六、设计源程序代码
正弦波形的汇编程序
.title"sinx.asm"
.mmregs
.def_c_int00
.refd_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx
sin_x:
.usect"sin_x",360
STACK:
.usect"STACK",10
k_theta.set286
PA0.set0
_c_int00:
.text
STM#STACK+10,SP
STM#0,AR1
STMk_theta,AR0
STM#sin_x,AR7
STM#90,BRC
RPTBloop1-1
LDMAR1,A
LD#d_xs,DP
STLA,@d_xs
STLA,@d_xc
CALLsin_start
CALLcos_start
LD#d_sinx,DP
LD@d_sinx,16,A
MPYA@d_cosx
STHB,1,*AR7+
MAR*AR1+0
loop1:
STM#sin_x+89,AR6
STM#88,BRC
RPTBloop2-1
LD*AR6-,A
STLA,*AR7+
loop2:
STM#179,BRC
STM#sin_x,AR6
RPTBloop3-1
LD*AR6+,A
NEGA
STLA,*AR7+
loop3:
NOP
end:
Bend
sin_start:
.defsin_start
d_coef_s.usect"coef_s",4
.data
table_s:
.word01C7H
.word030BH
.word0666H
.word1556H
d_xs.usect"sin_vars",1
d_squr_xs.usect"sin_vars",1
d_temp_s.usect"sin_vars",1
d_sinx.usect"sin_vars",1
c_1_s.usect"sin_vars",1
.text
SSBXFRCT
STM#d_coef_s,AR4
RPT#3
MVPD#table_s,*AR4+
STM#d_coef_s,AR2
STM#d_xs,AR3
STM#c_1_s,AR5
ST#7FFFH,c_1_s
SQUR*AR3+,A
STA,*AR3
||LD*AR5,B
MASR*AR3+,*AR2+,B,A
MPYAA
STHA,*AR3
MASR*AR3-,*AR2+,B,A
MPYA*AR3+
STB,*AR3
||LD*AR5,B
MASR*AR3-,*AR2+,B,A
MPYA*AR3+
STB,*AR3+
||LD*AR5,B
MASR*AR3-,*AR2+,B,A
MPYAd_xs
STHB,d_sinx
RET
cos_start:
.defcos_start
d_coef_c.usect"coef_c",4
.data
table_c:
.word0249H
.word0444H
.word0AABH
.word4000H
d_xc.usect"cos_vars",1
d_squr_xc.usect"cos_vars",1
d_temp_c.usect"cos_vars",1
d_cosx.usect"cos_vars",1
c_1_c.usect"cos_vars",1
.text
SSBXFRCT
STM#d_coef_c,AR4
RPT#3
MVPD#table_c,*AR4+
STM#d_coef_c,AR2
STM#d_xc,AR3
STM#c_1_c,AR5
ST#7FFFH,c_1_c
SQUR*AR3+,A
STA,*AR3
||LD*AR5,B
MASR*AR3+,*AR2+,B,A
MPYAA
STHA,*AR3
MASR*AR3-,*AR2+,B,A
MPYA*AR3+
STB,*AR3
||LD*AR5,B
MASR*AR3-,*AR2+,B,A
SFTAA,-1,A
NEGA
MPYA*AR3+
MAR*AR3+
RETD
ADD*AR5,16,B
STHB,*AR3
RET
.end
正弦波形的链接程序
MEMORY
{
PAGE0:
EPROM:
org=0E000H,len=1000H
VECS:
org=0FF80H,len=0080H
PAGE1:
SPRAM:
org=0060H,len=0020H
DARAM1:
org=0080H,len=0010H
DARAM2:
org=0090H,len=0010H
DARAM3:
org=0200H,len=0200H
}
SECTIONS
{.text:
>EPROMPAGE0
.data:
>EPROMPAGE0
STACK:
>SPRAMPAGE1
sin_vars:
>DARAM1PAGE1
coef_s:
>DARAM1PAGE1
cos_vars:
>DARAM1PAGE1
coef_c:
>DARAM2PAGE1
sin_x:
align（512）{}>DARAM3PAGE1
.vetors:
>VECSPAGE0
}
复位向量文件vectors.asm
.title"vectors.asm"
.ref_c_int00
.sect".vectors"
B_c_int00
.end
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