DSP2812实验指导书第一部分.docx
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DSP2812实验指导书第一部分
第1章教学实验系统使用指导
1.1DSP教学实验箱简介
本套DSP系统，为DSP教学和科研提供了一套整体解决方案。
本套系统最大的特点就是模块化设计，既满足了目前教学的需要，又为将来产品的升级换代，做了技术上的考虑。
同时这种模块化的设计可以应用到多个方面，比如：
●本科的DSP的实验教学；
●基于DSP应用的课程设计；
●基于DSP用于图象，语音，网络的毕业设计；
●基于DSP的研究生嵌入式系统的开发；
一．DSP教学实验箱的特点和指标：
由于该套实验系统主要由4部分组成，因此，这里分4部分来介绍该套系统。
1、实验箱部分：
●两个独立的信号发生器，可同时提供两种波形、四路输出；信号的波形、频率、幅度可调。
-频率微调：
在每个频率段范围内进行频率调整。
-波形切换：
提供4种波形（方波，三角波，正弦波，白噪声），可通过拨动开关进行选择。
-幅值微调：
0—3.3V平滑调整。
-信号接插孔：
4路A/D输入（ADCIN0-3），4路D/A输出（DACOUT1-4），每路均提供信号和地。
●多种直流电源输出。
+5V（5A），+12V（1A），-12V（0.5A），地。
●底板提供插座，可使用插座完成DSP评估板上的A/D信号输入和D/A输出。
●测试模块：
提供18个测试点，可以测量PWM输出、AD输入和DA输出波形。
●双信号发生器设计，更加贴近DSP的实际应用，许多实际的情况都是需要对两个信号进行相关分析。
2、通用DSP开发系统部分：
●USB2.0接口开发系统，支持C2000/VC33/C5000/C6000的开发应用。
●支持CCS。
●通用开发系统和DSP控制板分离，有利于将来DSP的升级。
同时，也可以脱离实验箱单独从事科研开发使用。
3、通用控制模块部分：
●显示输出：
-液晶显示（LCD）：
240×128点阵图形显示屏，可调整显示对比度。
-发光二极管。
●音频输出：
可由DSPI/O脚控制的蜂鸣器；D/A输出提供音频插座，可直接接插耳机。
●键盘：
8键数字键盘。
●直流电机：
板上有一个带速度反馈的闭环直流电机B，它的额定工作电压为+12V，额定转速为6500转，带有速度反馈线路。
●拨动开关（DIP）：
4路，可实现复位和设置DSP应用板参数。
4、DSP主处理板部分：
●ICETEK-F2812-A板、ICETEK-VC5509-A板、ICETEK-VC5416-A板、ICETEK-VC5416-AR板ICETEK-VC33-AR板、ICETEK-C6713-A板、ICETEK-LF2407-A板等。
二．DSP教学实验箱的组成
DSP教学实验箱主要由以下几个部分组成：
1．盖：
保护实验箱设备；保存教材、使用手册、实验指导书、各种实验用的连线；可拆卸，在实验中可从箱体上拆下。
2．箱体：
装载实验箱设备；左侧外壁上有一个标准外接电源线插孔；通过固定螺丝与实验箱底板连为一体。
3．底板：
固定各模块；提供电源开关、实验用直流电源插座、A/DD/A输入输出插座、各模块直流供电插座、信号插座、信号源输出插座、测试点；实现显示控制模块和DSP评估板模块的信号互连。
4．信号源：
三路输出；提供切换选择输出方波、三角波和正弦波，另可选择输出频率范围（10Hz-100Hz，100Hz-1KHz，1KHz-10KHz，10KHz-30KHz），可选择幅度范围（0-3.3V）。
5．仿真器模块：
固定ICETEK仿真器，支持PP型和USB型；提供PP型仿真器供电+5V
电源插座；仿真器可从底板上拆下单独使用或更换。
6．显示控制模块：
通过信号线连接到底板；从底板提供的+5V和+12V直流电源插座输入电源；提供液晶图形显示（240x128象素），指示灯（8只，两排）。
闭环直流电机，八键数字键盘，蜂鸣器。
显示控制模块可从底板上拆下更换。
7．测试模块：
提供对常用信号的测试点，其中有PWM信号（4路，仅针对DSP系统ICETEK-F2812-A-USB-EDU的实验箱）、模数转换信号（4路）、和数模转换信号（4路），另外还包括两个地线（DGND、AGND）。
8．DSP评估板模块：
固定各种DSP评估板；提供+5V直流电源插座（两个位置）；34Pin信
号线插座（4个），用于连接DSP评估板和实验箱底板。
DSP评估板模块可从底板上拆下更换。
三．DSP教学实验箱结构图（参见图1.1.1）
实验箱电源开关
电源指示灯
扩展电源插座（+5V、+12V、+9V）
闭环直流电机
图1.1.1教学实验箱结构图
1.2教学实验箱硬件接口和编程说明
一．DSP教学实验箱的外围接口
-外围接口PA：
2812-A扩展接口P4（其中连接到实验箱底板的引脚加下划线，其他未连接）
图1.2.1外围接口PA
-外围接口PB：
2812-A扩展接口P3（其中连接到实验箱底板的引脚加下划线，其他未连接）
图1.2.2外围接口PB
-外围接口PC：
2812-A扩展接口P2（其中连接到实验箱底板的引脚加下划线，其他未连接）
图1.2.3外围接口PC
-外围接口PD：
2812-A扩展接口P1（其中连接到实验箱底板的引脚加下划线，其他未连接）
图1.2.4外围接口PD
二．DSP教学实验箱硬件编程
控制模块共有8个寄存器，如表1-2-1定义：
表1-2-1控制和状态寄存器列表
名称
地址
功能
属性
CTRSTATUS
0x108000
全局控制寄存器
W
CTRLED
0x108004
指示灯控制寄存器
W
MCTRKEY
0x108005
键盘接收寄存器
R
CTRCLKEY
0x108006
键盘清除寄存器
W
LCDCOMMAND
0x108000
液晶屏幕指令寄存器
W
LCDDATA
0x108001
液晶屏幕参数寄存器
W/R
LCDSTATUS
0x108002
液晶屏幕状态字寄存器
R
CTRMOTORBSPEED
0x108002
电机速度回读寄存器
R
显示控制模块有一个全局控制寄存器CTRSTATUS，地址映射在TMS320F2812的IO扩展空间上，地址为0x108000。
其各位上的定义如表1-2-2：
表1-2-2全局控制寄存器CTRSTATUS
Bit7
bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
GS
保留
保留
保留
BUZZE
保留
IOPE
PWME
GS：
全局控制标志位；
BUZZE：
蜂鸣器使能；
IOPE：
通用I/O端口（PA-LED）直接控制指示灯D4使能；
PWME：
电机控制使能；
例如需要使能电机，可以用以下C语言语句：
CTRSTATUS=1;
1．液晶模块初始化编程说明
要控制液晶模块的所有外设，必须要先对液晶模块进行初始化。
初始化由全局控制寄存器的最高位GS完成。
连续向GS写入1，0，1即可完成对液晶屏幕的初始化。
使用C语言编程如下：
CTRSTATUS=0x80;
CTRSTATUS=0;
CTRSTATUS=0x80;
2．液晶显示模块编程控制：
液晶显示模块由芯片T6963控制。
该芯片的管脚说明如表1-2-3所示。
表1-2-3T6963管脚说明
显示控制方法：
T6963的命令包括指令和参数两部分。
指令寄存器地址为Port8001，参数寄存器地址为Port8002，T6963C的命令可有一个或两个参数，或无参数。
每条命令的执行都是先送入参数（如果有的话），再送入指令代码。
T6963的控制命令表如表1-2-4所示。
表1-2-4T6963的控制命令
每次对液晶屏幕进行操作之前，最好先进行状态字检测。
液晶屏幕状态字寄存器地址为Port8000。
该寄存器各比特位描述如表1-2-5所示。
表1-2-5状态字寄存器比特位描述
3．发光二极管编程控制：
显示/控制模块上的发光二极管Led4-Led11是由连接在5416DSP扩展地址接口上的寄存器CTRLED控制的。
该寄存器均为8位寄存器，其位定义参见表1-2-6：
表1-2-6寄存器CTRLED
Bit7
Bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
Led11
Led10
Led9
Led8
Led7
Led6
Led5
Led4
该寄存器的地址映射到5416DSP的IO扩展空间Port8004上。
DSP通过对该地址的写操作来CTRLED上各位的状态，当寄存器某位取‘0’值时，相应指示灯被点亮，取‘1’值则熄灭。
例如，要点亮指示灯Led4，其它灯熄灭，可使用如下C语句：
CTRLED=0xfe;
4．蜂鸣器编程控制：
蜂鸣器由DSP的PWM输出控制，可将此管脚上的频率输出转换成声音输出。
5．键盘输入编程控制：
键盘的扫描码由DSP的MCTRKEY扩展地址Port8005给出
表1-2-7寄存器MCTRKEY
Bit7
Bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
K8
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1
当有键盘输入时，MCTRKEY中相应的位会被置1，当无键被按下时读此端口的结果为0。
键盘清除寄存器CTRCLKEY地址为Port8006。
读取的方法如下：
uWork=MCTRKEY;CTRCLKEY=0;//uWork中为读到的键盘值。
注意：
对于高速运行的DSP，在两次读键盘之间可能需要增加延时语句
1.3DSP教学实验箱操作手册
一．DSP教学实验箱的拆卸和安装
注意：
拆卸前首先关闭实验箱总电源、拔掉外接电源线。
1．更换显示/控制模块
拆卸：
拔掉模块左侧的两个供电电源连线；卸除模块四角的固定螺钉；小心地将模块从底板上的插座中拔出，这时模块将完全从底板脱离，取下模块。
安装：
先将模块上的插针对准底板上的相应插座对齐查好；用固定螺钉将模块固定在底板上；连接底板和模块的相应电源插座，注意+12V（位于上侧）和+5V（位于下侧）不要连错，安装完成。
2．更换DSP评估板模块
拆卸：
拔掉模块的供电电源连线；拔掉与仿真器的仿真插头（左侧）；如果评估板四角有螺钉固定，卸除模块四角的固定螺钉，小心地将模块从底板上的插座中拔出，取下模块。
安装：
先将模块上的插针对准底板上的相应插座对齐插好；用固定螺钉将模块固定在底板上；连接仿真器的仿真插头到评估板上的JTAG插座；连接评估板与底板的+5V电源插座，安装完成。
检查：
评估板的电源插座和JTAG插头应靠近仿真器模块，串行通信插座、USB插座应靠近试验箱右侧边缘。
3．更换仿真器模块
拆卸：
对于PP型仿真器，拔掉模块的供电电源连线；拔掉连接DSP评估板的仿真插头；卸除模块四角的固定螺钉，取下模块。
安装：
安装模块四角的固定螺钉，将模块固定到底板上；将仿真插头插到DSP评估板上的JTAG端口；对于PP型仿真器，连接仿真器和底板上相应+5V电源插座，安装完成。
4．拆卸和安装底板
拆卸：
拆除底板四周的固定螺钉；掀起底板；使用“十”字改锥将电源连线从箱底的开关电源的接线柱上松开拔出，取下底板。
安装：
连接底板上的4根电源线到箱底开关电源上的相应接线柱上，用改锥固定；将底板放置妥当后安装四周的固定螺钉，安装完毕。
二．DSP教学实验箱使用注意事项
1．拆卸各模块时请务必将实验箱总电源关闭；
2．不使用显示/控制模块时将相关电源开关关闭；
3．220V交流电源线连接须牢靠，勿使发生虚接或接触不良，并保证良好地连接地线；
4．实验箱底板上标称值不同的直流电源不能直接跨接；
5．实验箱底板上直流电源不能直接跨接地线；
6．不要直接连接电源和信号插座；
7．显示/控制模块上的两个电源插座不要连接错误，上边插座为+12V，下面的为+5V；
8．连接不同类型的插座时，请再三确认无误后进行；
9．不要带电拔插各模块；
10．不要带电拔插仿真器和DSP评估板上JTAG插头的连接电缆；
11．如无特殊情况，请勿打开实验箱底板；
12．不要带电拔插键盘插头；
13．如遇实验箱冒烟等异常现象请立即关闭总电源，并查找原因。
三．DSP教学实验箱故障判断及排除
1．无法接通电源：
请检查外接电缆是否完好；电缆是否与实验箱边插座连接妥当；电缆是否与外接插座连接紧密；检查实验箱上220V电源插座（箱体左侧）中保险管是否完好。
2．信号源没有输出：
请确认相应信号源的开关是否打开；检查相应信号源的“幅值微调”旋钮是否处在最小位置；信号连接线是否连接好。
3．显示/控制模块上步进电机不转：
请检查显示/控制模块的+12V电源是否连接，开关z否打开；摸一下电机指针看是否有振动，如有试着拨动一下是否能恢复转动。
4．显示/控制模块上液晶没有显示：
请调节显示/控制模块上液晶对比度调节电位器R2。
5．直流电机不停转动：
如果有的话退出CCS启动运行的程序；将显示/控制模块的电源开关关闭后再打开。
6．如果无法进入CCS软件仿真请检查：
a.断掉实验箱电源，从仿真器上拔掉usb电缆，重新插usb电缆，检查usb上的红灯和绿灯是按照先红后绿的次序来亮的。
然后再打开实验箱电源。
b.检查软件设置和驱动。
c.请用Ctrl+Alt+Del三个组合键打开任务管理器，看看“进程”中是否有“cc_app.exe”的进程，有的话，请先关闭，然后再点击进入CCS软件。
d．每次给评估板上电后，按一下板上复位按钮S1，再启动CCS软件。
1.4数字信号源使用说明
一、DSP数字信号源的特点和指标
驱动电压：
5V（4.8V~5.2V）。
波形输出
输出端口：
3路。
输出波形种类：
方波，三角波，正弦波，白噪声。
频率范围：
10Hz~30KHz。
幅度范围：
0~3.3V。
语音录入
采样率：
6.4KHz。
典型带宽：
2.6KHz。
电压最大幅度：
2V。
两路压差：
<100mV。
录音时间：
10s。
扬声器
电压范围：
-0.3V~5.3V。
最大功耗：
200mW。
带宽：
100Hz~20KHz。
二、DSP数字信号源的结构图
（1）信号源正面实物图，如图1.4.1所示
图1.4.1上部有一个红色的电源指示灯，当信号源上电后，该指示灯应处于点亮状态。
图1.4.1上部和中部有波形输出A和波形输出B两端口，可输出10~30KHz的方波，三角波，正弦波以及白噪声四种波形。
在两个波型输出端口左侧有一排共16个状态指示灯。
其中红灯表示输出波形种类，绿灯表示输出波形频率。
上面8个灯表示波形输出A的状态，下面8个灯表示波形输出B的状态。
当波形输出A处于任一状态时，上面8个灯中均会有一个红灯和一个绿灯点亮（输出白噪声时绿灯状态无意义）。
波形输出B同理。
在顶部中间部分有一个混叠波输出端口，它始终输出波形输出A和波形输出B的等比例混叠波型。
图1.4.1左侧中间部分有录音，放音，循环三个按钮，一个录音指示灯（红色）和一个麦克风。
麦克风可在录音时作为语音信号的输入端。
当信号源处于录音状态时，录音指示灯应点亮。
按放音钮时，可以从扬声器或耳机中听到录在信号源中的语音信号。
按住循环钮不放，可以循环播放录下的语音信号。
当按下录音按钮后，信号源正面的红色录音指示灯应处于点亮状态。
此时，若录音输入端口没有接入音频线，信号源会将从麦克风输入的语音信号录下。
若录音输入端口有接入音频线，信号源就会录下从音频线输入的语信号。
使用音频信号线录音时，需要注意信号与电源的共地问题，最好使用与信号源配套的dsp评估板作为音源，不然可能会产生噪音。
在图1.4.1底部两侧有两个扬声器。
两扬声器之间有耳机输入和扬声器输出两端口。
通过音频线将一个音源的输出接入到扬声器输出端口可以从扬声器中直接听到该音源的输出。
在放音或循环放音时，将耳机输入线插入到耳机输入端口可以从耳机中听到信号源的输出。
图1.4.1信号源正面实物图
（2）信号源顶部实物图，如图1.4.2所示。
在图1.4.2左侧的黑方框部分为电源输入端口。
可以通过5伏变压器供电，也可以用电源线连接试验箱上任意一个5伏电源供电。
右侧是混叠波比例调节旋钮。
它影响混叠波输出端口的输出波形。
将它向左调，波形输出A在混叠波中占的比例会变大，反之，波形输出B占的比例会变大。
图1.4.2信号源顶部实物图
（3）信号源右侧实物图，如图1.4.3所示
在信号源右侧从上到下共有4个旋钮，上面两个控制波形输出A，下面两个控制波形输出B。
最上面的旋钮控制波形输出A的输出波形种类和输出频率。
令其上下滑动，可以调节输出信号的频率。
频率共分4档，分别10~100Hz，100~1KHz，1K~10KHz，10K~30KHz。
当输出信号的频率落入哪一档的范围时，在信号源正面，与该档位相对应的绿色指示灯会点亮。
将该旋钮向内侧压可以调节输出信号的波形种类。
共有方波，三角波，正弦波和白噪声4种波形可选，当输出为某一特定波形时，信号源正面相应的红色指示灯会点亮。
从上面数第2个旋钮是波形输出A的幅度调节旋钮。
将其向上滑动，可令输出信号的幅度变小，向下滑动则幅度变大。
幅度变化范围是0~3.3V。
下面两个旋钮依次为波型输出B的频率/波型选择旋钮和幅度调整旋钮。
使用方法同上
下面两个旋钮依次为波型输出B的频率/波型选择旋钮和幅度调整旋钮。
使用方法同上。
三、DSP数字信号源连接说明
（1）电源线及信号线的连接：
信号源用于波型输出部分的信号线，如图1.4.5所示
信号源使用的电源线，如1.4.6所示
信号源与电源线和信号线的连接方式，如图1.4.7所示。
信号源采用试验箱上的5伏电源供电。
两根信号线分别从信号源的波形输出A和波形输出B端口接出，连接到试验箱底板ADCIN2和ADCIN3端口上，此时试验箱上的2812-A评估板可以读入形输出A和波形输出B两端口的输出波形。
也可以将连接到信号源上的两根信号线中的任意一根接到混叠波输出端口上，这样2812-A评估板也可以读到混叠波输出端口的波形。
（2）音频线的连接方式
信号源使用的音频线，如图1.4.8所示。
信号源与DSP评估板的连接方式1，如图1.4.9所示
图1.4.9所示为以2812-A评估板作为信号源的上级输入，用信号源直接播放上级语音信号的连接方式。
在评估板中事先存好一段语音信号，运行程序将其输出，通过音频线将DSP的耳机输出端口与信号源的扬声器输出端口相联接，此时可以从信号源的两个扬声器中听到存在DSP中的语音信号。
信号源与DSP评估板的连接方式2，如图1.4.10所示
图1.4.10所示为用2812-A评估板作为信号源的上级输入，用信号源录音的连接方式。
用音频线连接2812-A评估板的立体声输出端口和信号源的录音输出端口，将耳机的输入线插在信号源的耳机输入端口。
按住录音钮，可以将上级输入的语音信号录入信号源内，按放音或循环钮，可以从耳机和扬声器中听到信号源录下的语音信号。
信号源与DSP评估板的连接方式3，如图1.4.11所示
图1.4.11所示为信号源作为上级输入，将语音信号传入DSP评估板上进行处理后再通过耳机输出的连接方式。
用音频线连接信号源的耳机输入端口和DSP评估板的麦克风输入端口，耳机插入到DSP评估板的耳机输出端口。
按信号源的放音或循环钮，可以将录在信号源内的语音信号传送到DSP评估板进行处理，从耳机中可以听到处理后的语音信号。
四、DSP数字信号源使用说明
（1）波形发生部分
信号源共有3个波型输出端口，分别为波型输出A，波形输出B和混叠波输出。
波形输出A和波形输出B独立工作。
通过各自的频率/波形选择旋钮和幅值调整旋钮调节输出波形的种类，频率和范围。
以波形输出A为例，将频率调至100-1KHz，幅度调至最大，图1.4.12至图1.4.15分别为输出方波，三角波，正弦波和白噪声的波形。
图1.4.12方波
图1.4.13三角波
图1.4.14正弦波
图1.4.15白噪声
将波形输出A波形调至方波，频率调至100-1KHz，幅度调至最大，波形输出B波形调至正弦波，频率调至1K-10KHz，幅度调到大约最大幅度的一半位置，此时混叠波输出端口输出的波形，如图1.4.16所示。
图1.4.16混叠波
（2）语音处理部分
信号源的语音处理部分有从扬声器直接播放输入的语音信号，录音，播放录在信号源内的语音信号3个功能。
所以它既可以作为上级语音信号的输出也可以为下级音频播放或处理器件提供输入。
信号源录下的一段语音信号波形如图1.4.17和图1.4.18所示。
图1.4.17语音信号时域波形
图1.4.18语音信号频域波形
直接播放功能：
用音频线将想要播放的语音信号接入到信号源的扬声器输出端口就可以从扬声器中听到输入的语音信号。
录音功能：
信号源有两种录音方式，一是用麦克风录音，二是通过音频线从录音输入端口录音。
当录音输入端口未接入音频线时，按住录音钮不放（此时录音钮旁边的红灯会点亮），信号源会录下从麦克风中采集的语音信号直到松开录音钮为止，最长可录制10秒左右的语音信号。
当录音输入端口有接入音频线时，信号源会录下从音频线输入的语音信号。
信号源录下的声音在下一次录音时会被自动覆盖，并且断电后不会丢失。
放音功能：
信号源有放音和循环两个按钮执行放音功能。
按下放音钮时，信号源的扬声器会播放录在信号源内的语音信号，播放完后就自动停止。
此时若将耳机输入线插入到耳机输入端口，也可以从耳机中听到信号源播放的语音信号。
循环钮的功能为循环播放，将其按住不放信号源就会在语音信号播放完后自动开始重新播放。
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