dsp实验报告1.docx
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dsp实验报告1
DSP实验报告
小组杜筱佳0904210204
薛茜茜0904210215
学院电子工程与光电技术学院
班级0904210204
指导老师刘明
实验日期2012.11——2012.12
实验一DSP开发基础
一、实验目的
1、了解DSP开发系统的基本配置
2、掌握DSP集成开发环境（CCS）
3、掌握C语言开发的基本流程
4、熟悉代码调试的基本方法
二、实验仪器
计算机，C2000DSP教学实验箱，XDS510USB仿真器，示波器
三、实验内容
建立工程，对工程进行编译、链接，载入可执行程序，在DSP硬件平台上进行实时调试，利用代码调试工具，查看程序运行结果
四、实验要求及实验结果
1、项目的编译、链接、调试
2、dataIO（）子程序入口地址0x003F81F5
processing（）子程序入口地址0x003F81DB
currentBuffer.input所在存储器地址0x008480
currentBuffer.output所在存储器地址:
0x008500
3、图形方式显示数据空间currentBuffer.input和current.Buffer.output缓冲存储区的波形
currentBuffer.input:
图1.1
currentBuffer.output:
图1.2
4、.map文件中，
.text段在存储空间的地址003f8000长度0000012b；位于TMS320F2812程序存储空间，物理存储块名称H0_PM
.data段在存储空间的地址00000040长度00000001；位于TMS320F2812数据存储空间，物理存储块名称M0_RAM
.bss段在存储空间的地址00000000长度00000000；
实验二任意信号发生器
一、实验目的
1、熟悉DSP硬件开发平台
2、熟悉DSP集成开发环境（CCS）
3、熟悉TMS320F2812的存储器配置表
4、学习DMS320F2812的编程开发
5、熟悉代码调试的基本方法
二、实验仪器
计算机，C2000DSP教学实验箱，XDS510USB仿真器，示波器
三、实验内容
建立工程，编写DSP主程序，并对工程进行编译、链接，利用现有DSP平台实现任一
波的产生，通过示波器观察结果。
四、实验要求与结果
1、独立完成项目编译、链接、调试的全过程。
2、利用数码显示管，在DSP初始化子模块后调节语句或者编写自程序，使之能够显示实验日期。
添加的C语句：
#defineCHAR_00X3F
#defineCHAR_10X06
#defineCHAR_40X66
#defineCHAR_50X6D
LED初始化改为、；
/*初始化LED*/
//LED8
*LED8=CHAR_5;
//LED7
*（LED8+0x100）=CHAR_1;
//LED6
*（LED8+0x200）=CHAR_4;
//LED5
*（LED8+0x300）=CHAR_0;
//LED4
*（LED8+0x400）=CHAR_2;
//LED3
*（LED8+0x500）=CHAR_1;
//LED2
*（LED8+0x600）=CHAR_2;
//LED1
*（LED8+0x700）=CHAR_4;
//WIRTEDATATOLED
*（LEDWR）=0XFF;
这样显示屏显示结果为：
42120415
3、波形数据保存的空间地址：
RamAddr0X00100000
图形方式显示线性调频信号的波形：
图2.1
实验三DSP数据采集
1、实验目的
1、熟悉DSP的软硬件开发平台
2、掌握TMS320F2812的ADC外设的使用
3、熟悉TMS320F2812的中断的设置
4、掌握代码调试的基本方法
2、实验仪器
计算机，C2000DSP教学实验箱，XDS510USB仿真器，示波器，信号源
3、实验内容
建立工程，编写DSP的主程序，并对工程进行编译、链接，利用现有DSP平台实现数据采集、存储以及模拟还原，通过图标以及示波器观察结果。
四、实验要求与结果
1、独立完成项目编译、链接、调试的全过程
2、根据提示程序，给出ADC的采样频率计算公式，改写源程序中，修改ADC的采样频率
源程序中EvaRegs.T1CON.bit.TPS=7;//设置定时器时钟频率为HSPCLK/128；
改变后EvaRegs.T1CON.bit.TPS=6;//设置定时器时钟频率为HSPCLK/64；原来的采样率为9.3k,调整后变为20k左右。
3、波形数据保存的空间地址
由于在该实验中任意设置了一个数组存放（intdatasum[1024]；），用datasum[i]=（AdcRegs.ADCRESULT0）+0x8000来存放;其空间自动分配为0x003F9040
图形方式显示采集的信号波形
图3.2
4、验证采样频率的方法
将输出端连接到示波器上，调节好波形，观察波形每个中期内的取点个数，一般来说，取多少个点就意味着多少K的采样频率。
五、实验思考
1、观察输入信号与示波器显示信号、存储器存储波形信号幅度的差异，解释差异产生的原因。
2、除了上述粗略验证ADC采样频率以外，思考其他测试采样频率的方法和手段。
3、除了中断方式，DSP内核还可以采用查询方式获取ADC外设的采样数据。
如果采样查询方式，则需要查询那些标志位。
试图编程实现。
实验三的作业
根据“DSP应用技术\实验11DSP数据采集\源程序\AD_C”中实验内容，打开程序AD.c，DSP_281x_PieCtrl.c以及相关头文件，阅读AD.c的主程序段落。
InitPieCtrl（）;
InitPieVectTable（）;
……
PieVectTable.ADCINT=&adc_isr;
EDIS;
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6=1;
IER=1;
1.程序执行完后，PIEIER1~12，PIEIFR1~12，PIECTRL，PIEACK，IER寄存器的数值分别是多少，用16进制表示。
PieCtrlRegs.PIEIERx.all=0;PIEIERx=0x0
PieCtrlRegs.PIEIFR1.all=0;PIEIFRx=0x0
PieCtrlRegs.PIECRTL.bit.ENPIE=1;PIECTRL=0x1
PieCtrlRegs.PIEACK.all=0xFFFF;PIEACK=0x0
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6=1;PIEIER1=0x20
IER=1;IER=0x1
2.上述程序执行完后，什么外设中断被使能打开？
PIEIER1.6对应了ADC中断，因此ADC中断被打开。
PieVectTable.ADCINT=&adc_isr;
指令执行后，0x00000D4A地址处内容为中断服务子程序adc_isr的地址。
实验四FIR滤波器的DSP实现
一、实验目的
1、巩固数字FIR滤波器的概念
2、理解定点DSP中数的定标、有限字长、溢出等概念
3、理解算法实现中实时的概念
4、掌握DSP开发过程以及基本调试方法
5、理解汇编以及高级语言开发DSP、实现算法的区别
二、实验仪器
计算机，C2000DSP教学实验箱，XDS510USB仿真器，示波器，信号源
三、实验内容
针对FIR算法，设计滤波器系数，完成数据的定标，查看滤波器特性曲线。
建立工程，编写DSP的主程序，并对工程进行编译、链接，利用现有DSP平台实现FIR滤波器的算法，通过信号源、示波器理解滤波器特性，验证实现与理论设计的一致性。
四、实验要求与结果
1、独立完成项目的编译、链接、调试的全过程
2、当输入信号为正弦信号时，改变正弦信号频率，观察示波器，几率各频点对应的幅度，并描点作图，与实际理论幅频曲线对比，做误差分析，指出FIR滤波器的设计参数指标。
3、记录FIR核心算法程序执行时间，以及采样时间，判断系统是否实时
五、实验思考
1、观察各种输入信号通过数字滤波器系统之后的输出波形，解释信号失真原因。
2、加载其他格式编写程序所产生的FIR滤波器程序，测量运算时间，比较分析C语言效率低的原因。
3、以该FIR滤波器系统为例，总结分析实时性的取决因素。
六具体实验过程
1、DSP实现流程：
开始
中断设置
ADC设置
EVA设置
FIR计算
保存AD结果
复位ADC
数据写DAC
等待
退出中断
DSP初始化
读取AD结果
2、算法实现流程：
3用matlab生成滤波器系数，并仿真验算正确性
FIRDesign
%
%
clc;
clear;
closeall;
N=50;
wm=0.5;
h_ft=fir1（N,wm）;
q=quantizer（'fixed','fixed',[16,15]）;
h_fx=quantize（q,h_ft）*2^15;
[H_ft,W_ft]=freqz（h_ft）;
[H_fx,W_fx]=freqz（h_fx）;
A_ft=20*log10（abs（H_ft））;
A_fx=20*log10（abs（H_fx））;
figure,
plot（W_ft/pi,A_ft,'b',W_fx/pi,A_fx,'r'）;
ylabel（'幅度：
dB'）;
xlabel（'归一化频率：
×\pirad'）
legend（'FloatCoff','FixedCoff'）;
N=50，Wn=o.5并用Q15定标，采样频率20khz
得出h[N]={33,0,-43,0,68,0,-112,0,180,0,-276,0,410,0,-593,0,852,0,-1240,0,1901,0,-3361,0,10382,16368,10382,0,-3361,0,1901,0,-1240,0,852,0,-593,0,410,0,-276,0,180,0,-112,0,68,0,-43,0,33};
4、在程序中实现FIR滤波器功能，其中核心代码如下：
/***************************************************/
/*FIR数字滤波器程序*/
/*采样频率fs=29.29KHz,wn=0.5*/
#include"DSP281x_Device.h"
#defineN51
#defineCHAR_NULL0x00
#defineCHAR_L0x38
#defineCHAR_40x66
#defineCHAR_DH0x08
#defineCHAR_C0x39
#defineCHAR_F0x71
#defineCHAR_i0x10
#defineCHAR_r0x50
#defineCHAR_DOT0x80
voidConfigureGpio（void）;
voidInitSystem（void）;
voidInitLed（void）;
interruptvoidadc_isr（void）;
volatileunsignedint*DA1OUT=（volatileunsignedint*）0x002900;
unsignedintadcInput0[N];
unsignedintAdIndex=0;
intcoef[N]={33,0,-43,0,68,0,-112,0,180,0,-276,0,410,0,-593,0,852,0,-1240,0,1901,0,-3361,0,10382,16368,10382,0,-3361,0,1901,0,-1240,0,852,0,-593,0,410,0,-276,0,180,0,-112,0,68,0,-43,0,33};
inti;
unsignedlongintFirRslt;
voidmain（void）
{
InitSystem（）;//初始化DSP内核寄存器
InitPieCtrl（）;//调用PIE控制单元初始化函数
InitPieVectTable（）;//调用PIE向量表初始化函数
InitAdc（）;//调用ADC模块的基本初始化函数
InitLed（）;
EALLOW;
PieVectTable.ADCINT=&adc_isr;//重新设置PIE向量表中ADc的中断入口向量
EDIS;
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6=1;//使能PIE中断分组1中的ADC中断
IER=1;//使能和ADC中断相连的CPUINT1中断
EINT;//使能全局中断位INTM
ERTM;//使能全局实时调试中断DBGM
/*SETADC*/
AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0;
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN=0;
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS=0;
AdcRegs.ADCMAXCONV.all=0x0000;//单通道转换
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00=0x0;//将ADCINA0设置为SEQ1的第一个转换通道
AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1=1;//使能EVA引起的中断
AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1=1;
AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS=2;//ADc模块的核心时钟频率=HSPCLK/4
/*SETEVA*/
EvaRegs.GPTCONA.bit.TCMPOE=0;//禁止比较输出
EvaRegs.GPTCONA.bit.T1PIN=0;
EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC=2;//设置周期中断标志启动ADC
EvaRegs.T1CON.bit.FREE=0;//防真挂起时，定时器1立即停止工作
EvaRegs.T1CON.bit.SOFT=0;
EvaRegs.T1CON.bit.TMODE=2;//连续增计数模式
EvaRegs.T1CON.bit.TPS=7;//设置定时器时钟频率为HSPCLK/128
EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=1;//允许定时器操作
EvaRegs.T1CON.bit.TCLKS10=0;//内部时钟
EvaRegs.T1CON.bit.TCLD10=0;//计数器为0时重载
EvaRegs.T1CON.bit.TECMPR=0;//禁止比较操作
EvaRegs.T1PR=62;//定时器周期寄存器
/*SETGPIO*/
EALLOW;
GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0x0;
GpioMuxRegs.GPADIR.all=0xFFFF;
EDIS;
/*Initialisedatabuffer*/
for（AdIndex=0;AdIndexadcInput0[AdIndex]=1;
AdIndex=0;
while
（1）
{
}
}
voidInitSystem（void）
{
EALLOW;
SysCtrlRegs.WDCR=0x00E8;//禁止看门狗模块
SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV=10;//将CPU的PLL倍频系数设为5
SysCtrlRegs.HISPCP.all=0x1;//高速时钟的预定标器设置成除以2
SysCtrlRegs.LOSPCP.all=0x2;//低速时钟的预定标器设置成除以4
//根据需要时能各种外设模块的时钟
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=1;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVBENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIAENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIBENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.MCBSPENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SPIENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ECANENCLK=0;
SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ADCENCLK=1;
EDIS;
}
}
interruptvoidadc_isr（void）
{
EALLOW;
GpioDataRegs.GPASET.all=0xFFFF;
AdIndex=0;
adcInput0[AdIndex]=AdcRegs.ADCRESULT0>>4;
FirRslt=0;
for（i=0;iFirRslt+=（int）（adcInput0[i]）*coef[i];
*DA1OUT=（FirRslt>>12）+0x8000;
for（i=N-1;i>=0;i--）
adcInput0[i+1]=adcInput0[i];
//重新初始化ADC采样序列
AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1=1;//复位SEQ1
AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR=1;//清除中断位INTSEQ1
PieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1;//清除PIE1的中断响应位
GpioDataRegs.GPACLEAR.all=0xFFFF;
EDIS;
}
说明:
FirRslt的定标：
将滤波器的结果赋值给输出的时候，要根据FirRslt的动态范围对其进行适当右移。
因为DA1OUT接受的是一个16bit数据，而y是unsignedint型，即32bit，直接赋值势必会溢出。
检验的FirRslt动态范围有多种方法，其中比较简便的方法是将FirRslt添加到变量观察窗口，在赋值语句后设置断点，动态运行，观察的动态范围，即估计FirRslt的最大与最小值，目标是保留有效数值的高16位，于是便能确定最后赋值给输出口前y需要右移的位数，经过这一步，我们确定y应右移12位。
5调试程序，验证滤波器功能：
我们设置的系统参数为：
输入型号幅度1vpp，低通FIR滤波器，wn=0.5，采样频率20khz，则截止频率fn=5kHz
改信号源频率与示波器输出波形的幅度列表：
信号频率（khz）
1
2
3
4
4.1
幅度（v）
0.36
0.35
0.35
0.348
0.342
信号频率（khz）
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
幅度（v）
0.340
0.32
0.29
0.25
0.21
信号频率（khz）
4.7
4.8
4.9
5.0
5.1
幅度（v）
0.16
0.12
0.08
0.04
0.02
描点绘图
6实验思考
1.以该FIR滤波器为例，总结分析系统实时性取决因素。
滤波器阶数对实时性的影响：
滤波器阶数越高，运算量越大，实时性越难满足
实时性取决为运算量和芯片速度两个方面。
而运算量又可以分为数据率和算法复杂采样频率对实时性的影响：
采样频率越高，则数据率越大，实时性越难满足程度。
语言和汇编语言实现相同算法所需时间的比较也可以看出，算法或者代码的复杂程度对实时性也有很大影响。
2.观察各种信号通过数字滤波器后的输出波形，解释信号失真原因。
采样频率为20Khz时，如果输入信号频率大于5khz,则平均一个周期采样点数小于4，造成了严重的失真现象。
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