DSP实验指导书.docx

1、DSP实验指导书DSP技术及其应用实验指导书邢海涛，郑佳春 编著集美大学信息工程学院通信技术实验室2011年5月4日目 录实验一 CCS集成开发环境 2实验二 汇编语言程序设计 9实验三 FIR数字滤波器的C54X实现 11实验四 C程序设计实验 14实验五 TI DSP USB开发系统和XM5402评估板的使用 19实验六 中断系统实验 22实验七 综合应用实验 27*实验八 设计实验 37实验一 CCS集成开发环境一、实验目的1熟悉CCS开发软件的环境界面；学会开发环境的设置；2掌握DSP开发的构建工程，程序的编辑、编译、链接、运行、调试的方法；3学会数据的输入和结果分析、查看。二、实验内

2、容1、CCS配置单击桌面上的“CCSsetup”图标，打开CCS开发环境设置界面如图1-1，对于软件仿真，仅选择软件仿真器即可（图中选择的是芯片为5409的仿真器），点击“Import”导入系统，点击“save and quit”保存退出设置界面，启动CCS即可进入编辑界面。图1-1 CCS配置对话框2、 建立工程文件（1）工程的创建、打开和关闭。选择菜单“ProjectNew”，弹出如图1-2对话框，在Project后的文本框里输入工程名即可创建新工程（这里设定工程名为lab1）。在实验中我们规定文件名统一选为“姓_学号”（用拼音）。选择菜单“ProjectOpen” 和“ProjectCl

3、ose”，即可完成工程的打开和关闭。 （2）在工程中添加/删除文件在当前工程窗口，以下任一操作都能添加文件到工程中： a、选择命令ProjectAdd Files to project. b、在工程视图中右键单击调出关联菜单，选择Add Files 在工程视图中右键单击要删除的文件名，选择Remove from project即可删除文件。 图1-2创建工程对话框3、构建工程工程所需文件编辑完成后，可以对该工程进行编译链接，产生可执行文件，为调试作准备。 (1)编译文件：命令ProjectCompile或单击工程工具条“编译当前文件”按钮，仅编译当前文件，不进行链接。 (2)增量构建：单击工程

4、工具条“增量构建”按钮则只编译那些自上次构建后修改过的文件。增量构建(incremental build)只对修改过的源程序进行编译，先前编译过、没有修改的程序不再编译。 (3)重新构建:命令ProjectRebuild或单击工程工具条“重新构建”按钮重新编译链接当前工程。(4)停止构建：命令ProjectStop Build或单击工程工具条“停止构建”按钮停止当前的构建进程。4、调试（1）载入可执行程序 命令FileLoad Program载人编译链接好的可执行程序。用户也可以修改“Program Load”属性，使得在构建工程后自动装入可执行程序。设置方法为选择命令OptionsProgr

5、am Load。（2）使用反汇编工具用户的执行程序(不论是C程序或是汇编程序)载入到目标板或仿真器时，CCS调试器自动打开一个反汇编窗口。对每一条可反汇编的语句，反汇编窗口显示对应的反汇编指令(某些C语句一条可能对应于几条反汇编指令)，语句所处地址和操作码(即二进制机器指令)。当前程序指针PC(Program Point)所在语句用彩色高亮表示。（3）程序执行控制A.复位4种方法 (1)Reset DSP：DebugReset DSP命令初始化所有的寄存器内容并暂停运行中的程序。如果目标板不响应命令，并且用户正在使用一基于核的设备驱动，则DSP核可能被破坏，用户需要重新装入核代码。对仿真器，C

6、CS复位所有寄存器到其上电状态。 (2)Load Kernel：如果用户使用一基于核的调试器(不是JTAG)，则DSP核应负责与主机的通信。若DSP核被破坏，则设备驱动程序将无法与目标板通信。在这种情况下，用户应当重新装入DSP核。命令：Debug Load Kernel。 (3)Restart：DebugRestart命令将PC恢复到当前载入程序的人口地址。此命令不执行当前程序。(4)Go Main：DebugGo Main命令在主程序入口处设置一临时断点，然后开始执行。当程序被暂停或遇到一个断点时，临时断点被删除。此命令提供了一快速方法来运行用户应用程序。B.执行4种程序执行操作 (1)执

7、行程序。命令为DebugRun或单击调试工具条“执行” 按钮，程序运行直到遇见断点为止。 (2)暂停执行。命令为DebugHalt或单击调试工具条上的“暂停执行”按钮。 (3)动画执行。命令为Debug，Animate或单击调试工具条上的“动画执行”按钮。用户可以反复运行执行程序，直到遇到断点为止。 (4)自由运行。命令为DebugRun Free。此命令禁止所有断点，包括探针断点和Profile断点，然后运行程序。C.单步执行操作 (1)单步进入(快捷键F8)。命令为DebugStep Into或单击调试工具条上的“单步进入”按钮。当调试语句不是最基本的汇编指令时，此操作将进入语句内部(如子

8、程序或软件中断)调试。 (2)单步执行(快捷键F1O)。命令为Debug Step Over或单击调试工具条上的“单步执行”按钮。此命令将函数或子程序当作一条语句执行，不进其内部调试。(3)单步跳出(快捷键Shift+F7)。命令为DebugStep Out或单击调试工具条上的“单步跳出”按钮。此命令将从子程序中跳出。 (4)执行到当前光标处(快捷键Ctrl+F10)。命令为Debug Run to Cursor或单击调试工具条上的“执行到当前光标处”按钮。此命令使程序运行到光标所在的语句处。5、内存、寄存器操作（1）查看、编辑内存CCS允许显示特定区域的内存单元数据。方法为：选择ViewMe

9、mory或单击调试工具条上的“显示内存数据”按钮。在弹出对话框中输入内存变量名(或对应地址)、显示方式即可显示指定地址的内存单元。编辑某一内存单元的方法为：在内存窗口中鼠标左键双击需要修改的内存单元，或者选择命令EditMemoryEdit，在对话框中指定需要修改的内存单元地址和内存空间类型，并输入新的数据值即可。注意输人数据前面加前缀“0x”为十六进制，否则为十进制。查看：程序代码；变量位置。编辑链接命令文件，加入工程；重新构建工程；重复上述过程。比较结果，体会链接命令文件的作用。（2）CPU寄存器 选择命令ViewCPU RegistersCPU Register或单击调试工具条上的CCS

10、将在CCS窗口下方弹出一寄存器查看窗口。 有3种方法可以修改寄存器的值： a、命令EditEdit Register。 b、在寄存器窗口双击需要修改的寄存器。 c、在寄存器窗口单击右键，从弹出的菜单中选择需要修改的寄存器。三种方法都将弹出一编辑对话框，在对话框中指定寄存器(如果在“Register栏中不是所期望的寄存器)和新的数值即可。6、调试一个程序试调试乘法累加运算程序（教材例4 P95）。（1）创建一个工程；（2）在工程里编辑源程序文件、中断向量文件、链接命令文件，加入到工程并保存；（3）编译、查错、链接生成可执行文件，并加载文件；（4）查看列表文件、存储器映像文件，体会它们的作用。（5

11、）单步运行程序，在反汇编窗口观察程序的运行情况；观察程序的控制和转移以及加、减、乘运算；同时从存储器窗口、CPU寄存器窗口查看、分析程序运行结果，并判断结果是否正确。（6）系统复位，观察程序的运行情况。（7）若算法中滤波器的系数改变为： 0.9，0.7，0.5，0.3请问：程序如何修改？调试程序，查看运行结果。（8）若算法中滤波器的阶数改变为7阶，系数为： 0.9，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3 请问：程序如何修改？调试程序，查看运行结果，分析判断结果的正确性。三、实验报告要求1简述实验目的；2按实验内容附上实验结果，并对结果进行分析；3附上修改后的程序代码；4实验进行总结和讨

12、论。四、思考题1实验时你的程序代码和变量加载在什么存储器的什么位置？2简述列表文件和存储器映像文件包含哪些信息？3简述链接命令文件的作用。附录一： 链接命令文件* dspsy1.cmd *-o dsp_ccs.out-m dsp_ccs.map-e startMEMORY PAGE 0: EPROM1 :org=0FF80h,len=80h EPROM2 :org=0E000h,len=100h PAGE 1: SPRAM :org=0060h,len=0020h DARAM :org=0080h,len=100h SECTIONS VECTOR :EPROM1 PAGE 0 .text :E

13、PROM2 PAGE 0 .bss :SPRAM PAGE 1 .data :DARAM PAGE 1 STACK :DARAM PAGE 1 附录二： 中断向量文件* dspsy_vect.asm *; = vectors.asm =; Plug in the entry point at RESET in the interrupt vector table; = unused = .sect VECTOR .ref start ; C entry pointRESET: ; reset vector BD start ; branch to C entry point NOP NOP ;

14、 stack size of 200nmi: RETE ; enable interrupts and return from one NOP NOP NOP ;NMI ; software interruptssint17 .space 4*16sint18 .space 4*16sint19 .space 4*16sint20 .space 4*16sint21 .space 4*16sint22 .space 4*16sint23 .space 4*16sint24 .space 4*16sint25 .space 4*16sint26 .space 4*16sint27 .space

15、4*16sint28 .space 4*16sint29 .space 4*16sint30 .space 4*16int0: RETE NOP NOP NOPint1: RETE NOP NOP NOPint2: RETE NOP NOP NOPtint: RETE NOP NOP NOPrint0: RETE NOP NOP NOPxint0: RETE NOP NOP NOPrint1: RETE NOP NOP NOPxint1: RETE NOP NOP NOPint3: RETE NOP NOP NOP .end实验二 汇编语言程序设计一、 实验目的1在熟悉工程创建调试的基础上，进

16、一步熟悉汇编语言程序结构、编写方法；2学会程序的控制、转移、子程序调用；3学会加、减、乘运算的编程和实现。4学会使用CCS的图形显示工具。二、实验内容1熟悉汇编命令熟悉2-1中常用的汇编命令，熟练区分块的类别（未初始化块、已初始化块、自定义块等）。表2-1 常用的汇编命令汇编命令作 用举 例.title紧跟其后的是用双引号括起的源程序名.title “lab2.asm”.end结束汇编命令放在汇编语言源程序的最后.text紧随其后的是汇编语言的正文例程中，.text段是源程序正文。经汇编后，紧随.text后的是可执行程序代码.data紧跟其后的是已初始化数据有两种数据形式：.int和.word

17、.int.int用来设置16位无符号整型量常数table: .word 1,2,3,4 .word 8,6,4,2表示在程序存储器标号为table开始的8个单元中存放初始化数据1，2，3，4，8，6，4，2.word.word用来设置16位带符号整型量常数.bss为未初始化变量保留存储空间.bss x，4表示在数据存储器中空出4个存储单元存放：x1,x2,x3,x4.sect建立包含代码和数据的自定义段.sect “vectors”定义向量表，紧随其后的是复位和中断向量，名为vectors.usect为未初始化变量保留存储空间的子定义段STACK .usect “STACK”,10h在数据存储

18、器中保留出16个单元作为堆栈区，名为STACK2程序设计编写程序实现：利用子程序计算045度（间隔0.5度）的正余弦值，再利用倍角公式求出090度（间隔1度）的正弦值；然后，通过复制，获得0360度的正弦值，以获得正弦波。3调试程序单步运行程序，在反汇编窗口观察程序的运行情况；体会程序的控制和转移以及加、减、乘运算；同时从存储器窗口、CPU寄存器窗口查看、分析程序运行结果是否正确。4图形显示结果利用CCS的图形显示工具显示得到的正弦波。三、提高实验*1完成浮点乘法运算 调试教材P96例5程序。四、实验报告要求1简述实验目的；2按实验内容附上实验结果，并对结果进行分析；3对实验进行总结和讨论。4

19、回答思考题。 五、思考题1如果要将.text 定位到2000H，程序如何修改？2如果将.data定位到Page 1程序能正常运行吗？如果不能，请问如何修改，以调试出正确结果？3子程序调用时，压入堆栈的是什么内容？实验三 FIR数字滤波器的C54X实现一、 实验目的1学会FIR滤波器的DSP程序设计和实现。二、实验内容1程序算法系数对称的FIR滤波器，由于具有线性相位特性，因此应用很广，特别是对相位失真要求很高的场合，如调制解调器(MODEM)。一个N8的FIR滤波器，若a(n)a(N-1-n)，就是对称FIR滤波器，其输出方程为： y(n)aox(n)+alx(n-1)+a 2x(n-2)+a

20、 3x(n-3)+ a 4x(n-4)+a 5x(n-5)+a6x(n-6)+a7x(n-7)总共有8次乘法和7次加法。如果改写成： y(n)aox(n)+x(n-7)+alx(n-1)+x(n-6)+ a 2x(n-2)+x(n-5)+a3X(n-3)+x(n-4)变成4次乘法和7次加法。可见乘法运算的次数减少了一半。这是对称FIR的又一个优点。对称FIR滤波器C54x，实现要点如下：（1） 在数据存储器中开辟两个循环缓冲区：New循环缓冲区存放N/24个新数据；O1d循环缓冲区中存放老数据。循环缓冲区的长度为N/2。（2）设置循环缓冲区指针：AR2指向New缓冲区中最新的数据；AR3指向O

21、1d缓冲区中最老的数据。（3）在程序存储器中设置系数表。 数据存储器 程序存储器 New循环缓冲区 O1d循环缓冲区 系数表80h x（n） AR2 88h x（n-4） COFF a0 低地址81h x（n-3） 89h x（n-5） a182h x（n-2） 8Ah x（n-6） a283h x（n-1） 8Bh x（n-7） AR3 a3 高地址（4） (AR2)+(AR3)AH(累加器A的高位) (AR2)-1AR2， (AR3)-1AR3（5）将累加器B清零，重复执行4次(i0，1，2，3，)： (AH)*系数ai+(B)B， 系数指针(PAR)加1， (AR2)+(AR3)AH，

22、AR2和AR3减1（6）保存和输出结果(结果在BH中)。（7）修正数据指针，让AR2和AR3分别指向New缓冲区最新数据和O1d缓冲区中最 老的数据。（8）用New缓冲区中最老的数据替代Old缓冲区中最老的数据。O1d缓冲区指针减1。（9）输入一个新数据替代NeW缓冲区中最老的数据。重复执行第（4）（9）步。2程序代码在编程中要用到FIRS(对称有限冲激响应滤波器)指令，其操作如下：FIR xmem，Ymem，Pmad执行 PmadPAR 当(RC)0 (B)+（A（3116）(由PAR寻址Pmem)B (Xmem)+(Ymem)16A (PAR)+1PAR (RC)-1RC FIRS指令在同

23、一个机器周期内，通过C和D总线读2次数据存储器，同时通过D总线读一个系数。 对称FIR滤波器(N=8)的源程序清单如下： mmregs def start bss y，1x_new usect “DATAl”，4x_o1d usect “DATA2”，4 size set 4PA0 set 0PAl set 1 dataCOEF word 1*32768/10，2*32768/10 word 3*32768/10，4*32768/10 textStart： LD #y，DP SSBX FRCT STM # x _new，AR2 ；AR2指向新缓冲区第1个单元 STM #x_o1d+(size-

24、1)，AR3 ；AR3指向老缓冲区最后1个单元 STM # size，BK ；循环缓冲区长度Size STM # -1，AR0 ；仿效*ARn- LD #x_new，DP PORTR PAl，#x_ new ；输入X(n)FIR： ADD *AR2+0，*AR3+0，A ；AHx(n)+x(n-7)(第一次) RPTZ B，#(size-1) ；B0，下条指令执行size次 FIRS *AR2+0，*AR3+0，COEF；B+AH*a0，AHX(n-1)+x(n-6)， STH B，y ；保存结果 PORTW y，PA0 ；输出结果MAR *+AR2（2）% ；修正AR2，指向NEW缓冲区最老

25、的数据MAR *AR3+ ；修正AR3，指向OLD缓冲区最老的数据MVDD *AR2，*AR3+0 ；新缓冲区向老缓冲区传送一个数BD FIRPORTR PAl，*AR2 ；输入新数据至新缓冲区.END3试用窗函数法设计一线性相位数字低通滤波器，其技术指标为： 3dB截止频率为：0.2 PI；阻带截止频率为：0.4PI；阻带最小衰减为-30dB； 并编程用DSP实现。要求：1）设计出FIR滤波器，并制成DSP可用的数据文件；（可使用MATLAB） 2）编写出所有的DSP程序（.asm、.cmd 等）； 3）生成输入数据；（可使用MATLAB） 4）调试程序，显示滤波结果，验证结果的正确性。三、

26、实验报告要求1简述实验目的；2按实验内容附上实验结果，并对结果进行分析；3实验进行总结和讨论。4回答思考题。四、思考题1如何对设计出FIR滤波器的系数处理成在DSP可用的数据文件？写出处理步骤。2如果设计结果滤波器的阶数N为100，请问程序应如何修改？3写出以下指令的具体操作： RPTZ B，#(size-1) FIRS *AR2+0，*AR3+0，COEFMAR *+AR2（2）实验四 C程序设计实验一、实验目的1学会DSP的C语言程序设计的基本方法；2学会DSP的C语言程序初始化。3学会DSP的C语言程序中断编程及调试方法。二、实验内容1.C程序中断、定时器实验编写程序实现外部中断、定时器

27、中断响应，中断响应时输出提示信息。2如果要将中断向量要配置到：208020FFh，请问程序如何修改? 请修改程序，调试出正确的结果。3如果要使用外部中断1，实现输出：“你的学号、姓名”，请修改程序，调试出正确的结果。4修改程序实现10000微妙的定时，请修改程序，调试出正确的结果。*5. FFT C编程实现离散付氏变换DFT是可以用数字方式来实现的时域到频域的变换，FFT是DFT的一种高效运算方法，它把N2次运算减少为（n/2）log2N。使DFT的运算大大简化，运算时间一般可以缩短一、二个数量级。一般情况下，都假定输入序列为复数。本实验主要是编写一个可以执行81024复数点FFT的实用程序并

28、上机调试。用C语言编程实现FFT，调试、分析结果。三、实验报告要求1简述实验目的；2按实验内容附上实验结果，并对结果进行分析；3实验进行总结和讨论。四、思考题1如果要使用软件中断18，实现输出：“你的学号、姓名”，请问如何修改程序代码?写出程序代码。2如果要实现1秒定时，请问如何修改程序代码？写出程序代码。主要参考程序清单：* /* c exam . C */* TMS320C5409 DSP */* INT2 INTERRUPT ff80ffffH */ /* PROGRAM DARAM 5000H */ /* DATA DARAM 1000H */*/ #include #define SWWSR (volatile unsigned int *)0x0028 #define BSCR (volatile unsigned int *)0x0029 #define PRD (volatile unsigned int *)0x0025 interrupt void int2_handler() long int j; puts(INT