54DSP十天速成10.docx
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54DSP十天速成10
实验一 新手上路]
来自中国视频教程基地
初学者编写的第一个程序通常是控制XF引脚的变化，然后用示波器测量XF脚波形或观察与相接的LED。
这个程序也常常用来测度一下DSP能否正常工作。
实验1.1 最简单的程序：
控制XF引脚周期性变化
实验目的：
通过简单的程序了解DSP程序的结构，熟悉CCS开发环境。
*************************************************************
*最简单的程序：
TestXF1.asm
*循环对XF位置1和清0，用示波器可以在XF脚检测到电平高低周期性变化
*常用于检测DSP是否工作。
*************************************************************
.mmregs ;预定义的寄存器
.def CodeStart ;定义程序入口标记
.text ;程序区
CodeStart:
;程序入口
SSBX XF ;XF置1
RPT #999 ;重复执行1000次空指令产生延时
NOP
RSBX XF ;XF清0
RPT #999 ;重复执行1000次空指令产生延时
NOP
B CodeStart ;跳转到程序开头循环执行
.end
NOP指令执行时间为一个时钟周期，设DSP工作频率是50MHz，可以估算出XF引脚电平的变化频率约为：
50M/2000=25kHz
在没有示波器的情况下，就要将程序1.1稍作改进，增加延时，用一个延时子程序将XF脚电平变化频率降到肉眼可分辨的程度，就可以用LED来显示电平的变化，程序如下：
实验1.2 子程序调用
实验目的：
学习子程序的调用
*************************************************************
*TestXF2.asm
*对TestXF1.asm稍作改进，用延时子程序设置较长的延时，
*可以用试验板上的LED看到XF引脚电平的变化
*************************************************************
.mmregs ;预定义的寄存器
.def CodeStart ;定义程序入口标记
.text ;程序区
CodeStart:
;程序入口
SSBX XF ;XF置1
CALL Delay ;调用延时程序
RSBX XF ;XF清0
CALL Delay ;调用延时程序
B CodeStart ;跳转到程序开头循环执行
**************************************************************
*延时子程序：
Delay
*用两级减一计数器来延时。
调整AR1和AR2的大小LED闪烁的频率不同
**************************************************************
Delay:
STM #999,AR1 ;循环次数1000
LOOP1:
STM #4999, AR2 ;循环次数5000
LOOP2:
BANZ LOOP2,*AR2- ;如果AR2不等于0，AR2减1，再判断
BANZ LOOP1,*AR1- ;如果AR1不等于0，AR1减1,跳转到LOOP1
RET
.end
**************************************************************
*注意这种延时方法并不精确，需要精确定时必须用定时器。
*按此法延时的近似公式为：
4*（AR2+1）*（AR1+1）*时钟周期
*当DSP工作在50MHz（时钟周期20ns）,AR1=999, AR2=4999时
*延时约为400ms，则LED闪烁的周期为800ms，频率1.25Hz
**************************************************************
设计指导：
1．源代码书写格式
源代码的书写有一定的格式，初学者往往容易忽视。
简单归纳如下：
1．每一行代码分为三个区：
标号区、指令区和注释区。
标号区必须顶格写，主要是定义变量、常量、程序标签时的名称。
指令区位于标号区之后，以空格或TAB格开。
如果没有标号，也必须在指令前面加上空格或TAB，不能顶格。
注释区在标号区、程序区之后，以分号开始。
注释区前面可以没有标号区或程序区。
另外还有专门的注释行，以*打头，必须顶格开始。
2．一般区分大小写，除非加编译参数忽略大小写。
3．标点符号有时不注意会打成中文全角字符导致错误。
书写格式的要求在很多DSP书里都没有提，初学者往往只把书上的代码输入进去，编译时得到错误的提示，而不知所措。
其中最容易犯的错误指令顶格写，不过一般经提示后不会犯第二次。
有些格式CCS并没有做要求，但注意养成良好的代码书写风格，增加代码的可读性。
以上两个例子的书写风格可作参考，但不是硬性规定：
1．标号区占3个TAB的间隔，即12个字符
2．指令中的指令码占两个TAB间隔，然后是操作数。
3．每一行的尾注能对齐的尽量对齐
4．标明一段程序功能的注释以*号打头顶格写，如果功能说明的注释较多，用分格线框起来。
此外其它编程语言的编程风格也可以借用过来，比如标示符命名规则、程序说明的要求等。
如果项目组有规定，则按规定执行。
本书的代码尽量保持一定的风格，不过读者可以发现前面的代码注释较多，后面随着学习的深入，一般不会对每一条指令加注释，只注明程序段的功能。
另外代码贴到word里后，格式有些错位，无法一一纠正。
2．链接配置文件
一个完整的DSP程序至少包含三个部分：
程序代码、中断向量表、链接配置文件（*.cmd）。
这里介绍一下链接配置文件文件，对本次试验影响不大的中断向量表将在后文介绍。
连接配置文件的确定了程序链接成最终可执行代码时的选项，其中有很多条目，实现不同方面的选项，其中最常用的也是必须的有两条：
1.存贮器的分配
2.标明程序入口。
以本次实验为例，下面的简单的链接配置文件就够用了：
/* TestXF.cmd */
-e CodeStart /*程序入口，必须在程序中定义相应的标号*/
MEMORY {
page 0:
PRAM:
org=0100h len=0F00h /*定义程序存贮区，起始0100H，长度0F00H*/
}
SECTIONS{
.text:
>PRAM page 0 /*将.text段映射到page0的param区*/
}
由于每个程序都需要一个链接配置文件，可以编写一个满足通常需要的链接配置文件。
作为本手册通用的链接配置文件如下，可以满足本书大部分程序的需要。
在未特别指明的情况下使用这个通用的链接配置文件：
/* 5402.cmd */
-e CodeStart /*程序入口，必须在程序中定义相应的标号*/
-m map.map /*生成存储器映射报告文件 */
MEMORY {
PAGE 0:
VECT:
org=0080h len=0080h /*中断向量表*/
PARAM:
org=100h len=0F00h /*代码区*/
PAGE 1:
DARAM:
org=1000h len=1000h /*数据区*/
}
SECTIONS {
.text :
> PARAM PAGE 0 /*代码段*/
.vectors :
> VECT PAGE 0 /*中断向量表*/
STACK :
> DARAM PAGE 1 /*堆栈*/
.bss :
> DARAM PAGE 1 /*未命名段*/
.data :
> DARAM PAGE 1 /*数据段*/
}
更多参考：
1．关于代码书写格式：
SPRU102:
TMS320C54x Assembly Language Tools User's Guide，3.5
Source Statement Format
2．关于链接配置文件：
SPRU102:
TMS320C54x Assembly Language Tools User's Guide，7.5
Linker Command Files，7.7 The MEMORY Directive，7.8 The SECTIONS Directive
练习：
1、试一下不按规定格式书写代码会产生什么样的编译错误。
2、试一下将链接配置文件中的MEMORY，SECTIONS改成小写会出现什么样的编译错误。
3．修改程序1.2中AR1,AR2的值，观察LED闪烁频率
实验二 基本运算
＜本节选自为HK-DSP实验箱写的实验指导书，有待整理＞
DSP指令数量最多的是：
算术指令、逻辑指令和数据加载与传送指令。
数据加载与传送指令由于处处要用，所以不单独列为实验。
算术与逻辑指令也是数量繁多，无法一一举例，这里简单举一个加法和除法的例子，乘法和乘加指令在FIR用得比较多，稍后一并介绍。
其它指令有兴趣可以对照指令表的说明，试验一下各指令运行的结果。
实验2.1 加减法计算
************************************************
*计算z=x+y-w。
************************************************
.mmregs
.def CodeStart
Data_DP:
;数据段指针
x:
.word 10 ;初始化变量
y:
.word 26
w:
.word 23
z:
.word 0
.text
CodeStart:
LD #Data_DP,DP ;装载数据指针DP
STM #STACK+10H,SP
SUMB:
LD x,A ;A=x
ADD y,A ;A=A+y
SUB w,A ;A=A-w
STL A,z ;z=A
END:
B END
计算结果数据存储器地址存储内容十进制
x1010H000aH10
y1011H001aH26
w1012H0017H23
z1013H000dH13
技巧提示：
试验算术指令由于不需要外部资源，可以不需要仿真器和实验箱。
同学们可以平时自己用软件仿真，多多实验。
但是复杂的算法最好还是在线仿真，因为程序是流水线执行，软件仿真有时与实际硬件执行结果有所不同。
实验2.2 除法计算
DSP并没有除法指令，回想一下我们用在稿纸上演算除法列的竖式，实际是一种移位减法，DSP中也是通过做多次减法的办法来做除法。
下面例子是把用除以10的办法二进制数转成BCD码例子：
*********************************
*16进制转BCD码
*********************************
.mmregs
.global CodeStart
.data
x:
.word 1234 ;待转换的数字
y:
.word 10 ;除数
z:
.word 0Fh,0Fh,0Fh,0Fh,0Fh;结果区，每位BCD存一个字，
;初始化为F因为实验板的数码管不显示F
.text
CodeStart:
LD #x,DP ;设置DP
LD x,A ;被除数
STM #z,AR1 ;结果区指针
loop:
RPT #15 ;执行完16次减法后，A的高16位是余数
SUBC y,A ;低16位是商
STH A,*AR1+ ;余数保存到Z
AND #0FFFFH,A ;掩盖掉高16位，保留商值
BC loop,ANEQ ;继续做除法直到商为0
end:
B end
练习：
练习其他算术指令
其它参考：
spru172c：
TMS320C54x DSP Reference Set Volume 2:
Mnemonic Instruction
Set，2.1 Arithmetic Operations
这个资料对每个指令都有详细说明。
也可以在Help中的TMS320C54x DSP Mnemonic Instruction
Set中查询或搜索相关指令。
实验三 中断
中断的概念应该不陌生，指的是当某个事件发生时，暂停当前的操作，转向中断服务程序，执行完后再返回继续原来的操作。
这使得DSP能够处理多个任务。
DSP有许多中断源，可以设置中断控制寄存器来确定响应哪些中断而不理会哪些中断。
本实验介绍最常用的定时器中断和外部中断的使用方法，并介绍中断向量表和中断向量指针。
实验3.1 定时器中断：
方波发生器
实验目的：
学习定时器中断的设计方法
回顾一下实验一控制LED的闪烁实际就是一个简单的方波发生器。
但不足的是延时的方法定时不精确，另外还有一个缺点是在执行延时的过程中DSP就无法执行其它指令，这时就可以用定时器来改进。
使用定时器首先要对它初始化，基本步骤如下：
1．关掉中断
2．停止定时器运行。
3．设定时器的定时长度
4．允许定时器中断
5．运行定时器
6．打开中断
现以简单的方波程序为例：
;==============================================
; fangbo1.asm
; 利用定时器Timer0在XF脚产生周期2ms的的方波
;==============================================
.title "fangbo1.asm"
.mmregs
.def codestart ;程序入口
.def TINT0_ISR ;Timer0中断服务程序
STACK .usect "STACK",10H ;分配堆栈空间
;设定定时器0控制寄存器的内容
K_TCR_SOFT .set 0B<<11 ;TCR第11位soft=0
K_TCR_FREE .set 0B<<10 ;TCR第10位free=0
K_TCR_PSC .set 0B<<6 ;TCR第9-6位，可设TDDR一样，也可不设自动加载
K_TCR_TRB .set 1B<<5 ;TCR第5位TRB=1此位置1,PSC会自动加载的
K_TCR_TSS .set 0B<<4 ;TCR第4位TSS=0
K_TCR_TDDR .set 1001B<<0 ;TCR第3-0位TDDR=1001B
K_TCR .set
K_TCR_SOFT|K_TCR_FREE|K_TCR_PSC|K_TCR_TRB|K_TCR_TSS|K_TCR_TDDR
K_TCR_STOP .set 1B<<4 ;TSS=1时计数器停止
.data
DATA_DP:
;数据区指针
XF_Flag:
.word 1 ;当前XF的电平标志，如果XF_Flag=1,则XF=1
;================================================
;主程序：
;================================================
.text
CodeStart:
STM #STACK+10H,SP ;设堆栈指针SP
LD #DATA_DP,DP ;设数据地址DP
STM #XF_Flag,AR2 ;AR指向XF标志
;改变中断向量表位置
K_IPTR .set 0080h ;指向0080H，默认是FF80
LDM PMST,A
AND #7FH,A ;保留低7位，清掉高位
OR #K_IPTR,A ;
STLM A,PMST
*初始化定时器0
*f=50MHz，定时2ms时：
*根据定时器长度计算公式:
Tt=T*（1+TDDR）*（1+PRD）
*给定TDDR=9，PRD=9999，CLKOUT主频f=40MHz,T=25ns
*Tt=20ns*（1+9）*（1+9999）=2000us=2ms
*f=100Mhz，定时最大是：
10ns*2^4*2^16=10ms，
PERIOD .set 9999 ;定义计数周期
STM K_TCR_STOP,TCR ;停止计数器0
; STM #PERIOD,TIM ;可设成跟PRD一样，也可不设自动加载
STM #PERIOD,PRD ;设定计数周期
STM #K_TCR,TCR ;开始Timer0
stm #0008h,IMR ;允许Timer0中断
STM #0008h,IFR ;清除挂起的中断
rsbx intm ;开中断
end:
nop
B end
;================================================
;Timer0中断服务程序：
TIN0_ISR
;================================================
TINT0_ISR:
PSHM ST0 ;本中断程序影响TC，位于ST0中
;判断当前XF状态并作电平变化
BITF *AR2,#1 ;IF XF_Flag=1 then TC=1 else TC=0
BC ResetXF,TC ;IF TC=1 then XF=0 else XF=1
setXF:
SSBX XF ;置XF为高电平
ST #1,*AR2 ;相应修改标志
B Next
ResetXF:
RSBX XF ;;置XF为高电平
ST #0,*AR2 ;相应修改标志
Next:
POPM ST0
RETE
.end
有时定时的长度不能满足需要，比如DSP工作频率50Mhz时，定时最大值是：
20ns*2^4*2^16=20ms。
如果需要更长的定时，就要在定时器中断子程序中再加一个计数器，直到产生一定次数的定时中断后再执行相应的操作。
程序只需要稍作修改，见附盘的fangbo2.asm
技巧提示：
寄存器的不同位通常有不同的含义，初始化时单独设定寄存器的每一位可以增加程序可读性，容易让其它人看懂具体每一位设置的含义，并且易于修改。
如果代码太长可以自己写一个初始化的子程序，需要时修改一下调定时再调用。
当然如果对寄存器各个位的含义相当熟悉，直接整个初始化也行。
可以自行选择这些不同的编程风格。
设计指导：
1．中断向量表
中断向量表是DSP程序的重要组成部分，当有中断发生并且处于允许状态时，程序指针跳转到中断向量表中对应的中断地址。
由于中断服务程序一般较长，通常中断向量表存放的是一个跳转指令，指向实际的中断服务程序。
下面是5402中断向量表的一个范例，可以作为模板，使用时稍作修改就行：
*****************************************************************
*5402Vectors.asm
*完整的5402中断向量表示例
*5402共有30个中断向量，每个向量占4个字的空间。
*使用向量一般用一条跳转指令转到相应中断服务子程序，其余空位用NOP填充
*未使用的向量直接用RETE返回，是为了防止意外进入未用中断。
*****************************************************************
.sect ".vectors" ;开始命名段.vecotrs
.global CodeStart ;引用程序入口的全局符号定义
;。
。
。
引用其它中断程序入口的全局符号定义
.align 0x80 ; 中断向量表必须对齐128字的页边界
RESET:
B CodeStart ; Reset中断向量，跳转到程序入口
NOP ;用NOP填充表中其余空字
NOP ;B指令占了两个字，所以要填两个NOP
NMI:
RETE ;不可屏蔽中断
NOP
NOP
NOP
; 软件中断
SINT17 .space 4*16 ;软件中断使用较少，简单起见用0填充
SINT18 .space 4*16
SINT19 .space 4*16
SINT20 .space 4*16
SINT21 .space 4*16
SINT22 .space 4*16
SINT23 .space 4*16
SINT24 .space 4*16
SINT25 .space 4*16
SINT26 .space 4*16
SINT27 .space 4*16
SINT28 .space 4*16
SINT29 .space 4*16
SINT30 .space 4*16
INT0:
RETE ;外部中断INT0
NOP
NOP
NOP
INT1:
RETE ;外部中断INT1
NOP
NOP
NOP
INT2:
RETE ;外部中断INT2
NOP
NOP
NOP
TINT:
RETE ;Timer0中断
NOP
NOP
NOP
BRINT0:
RETE ;McBSP #0 接收中断
NOP
NOP
NOP
BXINT0:
RETE ;McBSP #0 发送中断
NOP
NOP
NOP
DMAC0:
RETE ;无定义（默认）DMA0中断
NOP
NOP
NOP
TINT1:
RETE ;Timer1中断（默认）或DMA1中断.
NOP
NOP
NOP
INT3:
RETE ;外部中断3
NOP
NOP
NOP
HPINT:
RETE ;HPI中断
NOP
NOP
NOP
BRINT1:
RETE ;McBSP #1接收中断（默认）或DMA2中断
NOP
NOP
NOP
BXINT1:
RETE ;McBSP #1发送中断（默认）或DMA3中断
NOP
NOP
NOP
DMAC4:
RETE ;DMA4中断
NOP
NOP
NOP
DMAC5:
RETE ;DMA5中断
.end
在本实验中只要把在开头加上中断子程序标号的引用，并在中断表的TINT部分换成跳转指令就行了：
*******************************************************
*vectors.asm for 方波发生器
*******************************************************
.sect ".vectors" ;开始命名段.vecotrs
.global CodeStart ;引用程序入口的全局符号定义
.global TINT0_ISR ;引用Timer0中断子程序
＜节省篇幅，中间省略＞
TINT:
B TINT0_ISR ;Timer0中断
NOP
NOP
BRINT0:
RETE ;McBSP #0 receive interrupt
<节省篇幅，下略>
技巧提示：
只有第一个中断（Reset中断）是每个程序都应该有的，在不需要其它中断的情况下，可以只用这一部分，后面可以省略。
如果只需要部分中断也可以按需设置，但必须保证所用中断在中断向量表的位置不变。
不熟悉中断向量表的情况下最好还是用这个完整中断向量表样例。
另外C5400系列中不同型号DSP的中断向量数量和在中断向量表中的位置有所不同，程序移植时需要查相应datasheet确认。
2．中断向量指针
中断向量表的位置并没有强制的位置，可以在内部存贮器，也可以在外部存贮器。
但有一个要求：
中断量表必须放在80H字长存贮块的起始处，即中断向量表的首地址的低7位必须全为0。
DSP
的寄存器PMST的高9位是中断向量表的指针IPTR。
其上电时默认是在FF80H处，这是为了
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