DSP实验讲义.docx

1、DSP实验讲义实验一 Code Composer Studio 入门实验一. 实验目的1. 掌握Code Composer Studio 2.0 的安装和配置。2. 了解DSP 开发系统和计算机与目标系统的连接方法。3. 了解Code Composer Studio 2.0 软件的操作环境和基本功能，了TMS320C5xxx 软件开发过程。. 学习创建工程和管理工程的方法。. 了解基本的编译和调试功能。. 学习使用观察窗口。. 了解图形功能的使用。二. 实验设备1. PC 兼容机一台；操作系统为Windows2000 (或WindowsNT 、Windows98 、WindowsXP，以下假定

2、操作系统为Windows2000)。Windows 操作系统的内核如果是NT 的应安装相应的补丁程序（如：Windows2000 为Service Pack3，WindowsXP为Service Pack1）。2. ICETEK-VC54167-USB-EDU(或ICETEK-VC5416-PP-EDU)实验箱一台。如无实验箱则配备ICETEK-ICETEK-USB 仿真器或ICETEK-ICETEK-PP 仿真器和ICETEK-VC5416-A 或ICETEK-VC5416-C 系统板，5V 电源一只。3. USB连接电缆一条(如使用PP 型仿真器换成并口电缆一条)。三. 实验原理开发TMS

3、320C5xxx 应用系统一般需要以下几个调试工具来完成：.软件集成开发环境(Code Composer Studio 2.0)：完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。它也是硬件调试的辅助手段。.开发系统(ICETEK 5100 USB或ICETEK 5100 PP)：实现硬件仿真调试时与硬件系统的通信，控制和读取硬件系统的状态和数据。.评估模块(ICETEK VC5416-A 或ICETEK VC5416-C 等)：提供软件运行和调试的平台和用户系统开发的参照。Code Composer Studio 2.0 主要完成系统的软件开发和调试。它提供一整套的程序编制、维护、编译、调试环境，

4、能将汇编语言和C 语言程序编译连接生成COFF (公共目标文件)格式的可执行文件，并能将程序下载到目标DSP 上运行调试。#用户系统的软件部分可以由Code Composer Studio 建立的工程文件进行管理，工程文件一般包含以下几种文件：.源程序文件：C 语言或汇编语言文件(*.ASM 或*.C).头文件(*.H).命令文件(*.CMD).库文件(*.LIB,*.OBJ)四. 实验步骤1. 实验准备. 连接实验设备 检查并设置ICETEK-LF2407 实验箱的各电源开关均处于关闭状态；连接实验箱提供的三相电源线，保证接地良好； 如使用USB型仿真器，将提供的USB电缆的扁平端连接到计算

5、机的USB接口上，另一端不接； 如使用PP 型仿真器，首先确认计算机电源处于关闭状态，然后将提供的并口电缆的一端连接到计算机的并行接口上； 连接仿真器的仿真电缆接头到DSP 系统板上的JTAG 接头。注意仿真器接头上的一个插孔中有一个封针，DSP 系统板上的JTAG 接口的相应插针是被空开的，这样保证了仿真接头的方向不会接反。 如使用PP 型仿真器，连接并口电缆的未连接端到仿真器上相应接头；连接5V 电源； 如使用ICETEK-VC5416-A 的DSP 系统板，关闭DSP 系统板上的电源开关； 将5V 电源连接到DSP 系统板上；. 开启设备 接通计算机电源，进入Windows 操作系统。

6、打开实验箱电源开关，实验箱上的电源指示灯亮。 如使用ICETEK-VC5416-A 的DSP 系统板，打开DSP 系统板电源开关；DSP 系统板上电源指示灯亮。. 安装Code Composer Studio 2.0(可选做) 将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器； 利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的CC C5000 目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序； 选择“Code Composer Studio”，按照安装提示进行安装，并重新启动计算机； 安装完毕，桌面上出现两个新的图标“Setup CCS 2(C5000)”、“CCS2(C5000)”；. 安装DSP 开发系统驱动

7、程序(可选做)安装USB型仿真器的驱动程序： 连接计算机上USB 接口电缆的方形接口一端到仿真器上相应接口；仿真器上红色电源灯亮，表示USB接口连通；计算机提示发现新的设备； 指定驱动程序的路径到教学光盘的ICETEKDriverC5000USBDevice 目录，选择“mdpjtag.inf”，并完成安装； 选择“开始”、“设置”、“控制面板”，双击列表中“ Blackhawk Control Panel”项，打开“Blackhawk”窗口； 观察其中显示的设备名称为“Blackhawk USB2.0 JTAG Emulator (S/N:BD1050)”； 观察仿真器上绿色指示灯亮，表示驱

8、动程序开始工作；安装PP 型仿真器的驱动程序： 利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的ICETEKDriverC5000 目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序； 按顺序进行安装，注意驱动程序所安装的隐含路径为C:ICETEK5xxPP； 如果仿真器的工作环境是以NT 为内核的操作系统，如：WindowsNT、Windows2000、WindowsXP，还需要安装WindowsNTDriver 驱动，运行教学光盘的ICETEKDriver 目录中的WndowsNTDriver.exe 并按照步骤完成安装即可，安装完毕按照提示需要重新启动计算机；2. 设置Code Composer Stu

9、dio2.0 在软件仿真(Simulator)方式下运行(可选做). 双击桌面上“Setup CCS 2(C5000)”，启动“Code Composer Studio Setup”。. 在“Import Configuration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项被清空。. 在“Available Configurations”列表中，单击选择“C5416 Simulator”驱动，并单击“Import”按

10、钮；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项中被加入“C54x Simulator”项。. 单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。. 选择“Code Composer Studio Setup”窗口“File”菜单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；选择“否”，不启动CCS。3. 设置Code Composer Studio 2.0 在硬件仿真(Emulator)方式下运行. 双击桌面上“Setup CCS 2(C5000)

11、”，启动“Code Composer Studio Setup”。. 在“Import Configuration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项被清空。. 对于USB 型仿真器( 如使用PP 型仿真器则跳过此步) ，在“ AvailableConfigurations”列表中，单击选择“ICETEK-5100 USB Emulator”驱动，并单击“Import”按钮；窗口“Code Composer S

12、tudio Setup”中左侧“SystemConfiguration”栏中“My System”项中被加入“C54x XDS”项。. 单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。. 对于PP 型仿真器，在“Code Composer Studio Setup”窗口中间的“AvailableBoard/Simulator Types”窗口中查找名为“Itk5xxpp”的驱动程序，如果没有或此驱动程序前有禁止符号则：选择右侧窗口中“Install a Device Driver”，在随后出现的“Select Device Driver File ”对话框中，选

13、择C:ICETEK5xxPP 目录中的“Itk5xxpp.dvr”驱动程序；双击“Code Composer Studio Setup”窗口中间的“Available Board/Simulator Types”中的“Itk5xxpp”，选择“Board Properties”卡片，将其中“I/O Port”的取值改为0x378，选择“Next”，单击“Add Signal”,单击“Startup GEL Files”中“CPU_1”项末尾的浏览按钮，选择C:5416EDULab目录中的VC5416A.gel 文件，单击“打开”；单击“Finish”；. 选择“Code Composer St

14、udio Setup”窗口“File”采单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；4. 启动Code Composer Studio 2.0双击桌面上“CCS 2(C5000)”，启动Code Composer Studio 2.0；可以看到显示出的C54X Code Composer Studio 窗口；5. 创建工程. 创建新的工程文件：选择菜单“ Project”的“New ”项；在“Project Creation”对话框中，在“Project”项输入volume ； 单击“ Location ” 项末尾的浏览按钮， 改变目录到C:5416EDULabLab

15、1-UseCC，单击“OK”；单击“完成”；这时建立的是一个空的工程文件；展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“volume.pjt”，其中各项均为空。. 在工程文件中添加程序文件：选择菜单“Project”的“Add Files to Project ”项；在“Add Files to Project”对话框中选择文件目录为C:5416EDULabLab1-UseCC，改变文件类型为“C SourceFiles(*.c;*.ccc)”，选择显示出来的文件“volum.c”；重复上述各步骤，添加volume.cmd文件到volum 工程中；添加C:tiC5400cgtoo

16、lslibrts.lib。. 编译连接工程：选择菜单“Project”的“Rebuild All”项；注意编译过程中CCS 主窗口下部的“Build”提示窗中显示编译信息，最后将给出错误和警告的统计数。6. 编辑修改工程中的文件. 查看工程文件展开CCS 主窗口左侧工程管理窗中的工程各分支，可以看到“volume.pjt”工程中包含“volume.h”、“rts.lib”、“volume.c”和“volume.cmd”文件，其中第一个为程序在编译时根据程序中的“include”语句自动加入的。. 查看源文件双击工程管理窗中的“volume.c”文件，可以查看程序内容。双击工程管理窗中的“vol

17、ume.h”文件，打开此文件显示，可以看到其中有主程序中要用到的一些宏定义如“BUF_SIZE”等。“volume.cmd”文件定义程序所放置的位置，此例中描述了5416 的存储器资源，指定了程序和数据在内存中的位置。. 编辑修改源文件打开“volume.c”，找到“main()”主函数，将语句“input = &inp_buffer0;”最后的分号去掉，这样程序中就出现了一个语法错误；重新编译连接工程，可以发现编译信息窗口出现发现错误的提示，双击红色错误提示，CC 自动转到程序中出错的地方；将语句修改正确(这里是将语句末尾的分号加上)；重新编译；注意，重新编译时修改的文件被CC 系统自动保存

18、。. 修改工程文件的设置选择“Project”菜单中的“Build Options ”项，打开“Build Options forvolume.pjt”对话框，选择“Linker”卡片，在“Stack Size”项后输入1024；单击“确定”完成设置；通过此设置，重新编译后，程序中的堆栈的尺寸被设置成1024 个字。7. 基本调试功能. 执行FileLoad Program , 在随后打开的对话框中选择刚刚建立的C:5416EDULabLab1-UseCCDebugvolume.out 文件。. 在项目浏览窗口中,双击volume.c 激活这个文件,移动光标到main()行上,右击鼠标选择To

19、ggle Breakpoint 或按F9 设置断点。. 选择DebugRun 或按F5 运行程序,程序会自动停在main()函数头上。 按F10 执行到write_buffer()函数上。 再按F8,程序将转到write_buffer 函数中运行。 此时,为了返回主函数,按shift-F7 完成write_buffer 函数的执行。 再次执行到write_buffer 一行,按F10 执行程序,对比与F8 执行的不同。注意: 在执行C 语言的程序时,为了快速的运行到主函数调试自己的代码,可以使用DebugGo main 命令，上述实验中的使用的是较为繁琐的一种方法。8. 使用观察窗口. 执行V

20、iew Watch Window 打开观察窗口。. 在volume.c 中,选中任意一个变量,右击鼠标,选择“Quick Watch”，CCS 将打开Quick Watch 窗口并显示选中的变量。. 在volume.c 中,选中任意一个变量,右击鼠标,选择“Add to Watch Window”，CCS将把变量添加到观察窗口并显示选中的变量值。. 在观察窗口中双击变量,则弹出修改变量窗口,此时,可以在这个窗口中改变程序变量的值。. 把str 变量加到观察窗口中,点击变量左边的”+”,观察窗口可以展开结构变量,并且显示结构变量的每个元素的值。. 把str 变量加到观察窗口中；执行程序进入wri

21、te_buffer 函数，此时num 函数超出了作用范围，可以利用Call Stack 窗口察看在不同作用范围的变量： 执行ViewCall Stack 打开堆栈窗口。 双击堆栈窗口的main()选项,此时可以察看num 变量的值。9. 文件输入/输出这一节介绍如何从PC 机上加载数据到目标机上。可用于使用已知的数据流测试算法的正确性。在完成下面的操作以前，先介绍Code Composer Studio 的Probe（探针）断点,这种断点允许用户在指定位置提取/注入数据。Probe 断点可以设置在程序的任何位置，.当程序运行到Probe 断点时，与Probe 断点相关的事件将会被触发，当事件结

22、束后，程序会继续执行。在这一节里，Probe 断点触发的事件是：从PC 机的数据文件加载数据到目标系统的缓冲区中。. 在真实的系统中，read_signals 函数用于读取A/D 模块的数据并放到DSP 缓冲区中。在这里，代替A/D 模块完成这个工作的是Probe 断点。当执行到函数read_signals 时，Probe 断点完成这个工作。 在程序行read_signals(int *input) 上单击鼠标右键， 选择“ Togglebreakpoint”，设置软件断点。 单击鼠标右键，选择“Toggle Probe Point”，设置Probe 断点。. 执行FileFile I/O，打

23、开对话框。. 点击Add File 把sine2.dat 文件加到对话框中。. 完成设置： 在Address 中，输入inp_buffer 在Length 中,输入100 保证warp around 被选中；. 关联事件和Probe 断点： 点击Add Probe Point 按钮,打开对话框； 点击Probe Point 列表中的内容,使之被选中； 在Connect 中选择sine2.dat 文件； 点击Replace 按钮确认设置； 点击”确定”关闭对话框。. 点击”确定”关闭对话框,此时,已经配置好了Probe 断点和与之关联的事件.进一步的结果在下面实验中显示；10. 图形功能简介下面

24、我们使用CC 的图形功能检验上一节的结果. 执行ViewGraph Time/Frequency 打开Graph Property Dialog 窗口；. 修改属性为如下值并确定：Graph Title： InputSatrt Address： inp_bufferAcquisition Buffer Size： 100Display Data Size 100DSP Type： 16-bit signed integer-在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“Clear Display”。. 按F12 运行程序.观察input 窗口的内容。五. 实验结果通过对工程文件“volume”的编译、

25、执行后得到结果的图形显示如下：实验二 编制链接控制文件一. 实验目的1. 学习用汇编语言编制程序；了解汇编语言程序与C 语言程序的区别和在设置上的不同；2. 学习编制命令文件控制代码的连接；3. 学会建立和改变map 文件，以及使用它观察内存使用情况的方法。4. 熟悉使用软件仿真方式调试程序。二. 实验设备PC 兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为Windows2000)，安装Code Composer Studio 2.0 软件。三. 实验原理1. 汇编语言程序汇编语言程序除了程序中必须使用汇编语句之外，其编译选项的设置与C 语言

26、编制的程序也稍有不同。其区别为： 汇编语言程序在执行时直接从用户指定入口开始，常见的入口标号为“start”，而C 语言程序在执行时，先要调用C 标准库中的初始化程序(入口标号为“_c_init00”)，完成设置之后，才转入用户的主程序main()运行；为了支持C初始化代码的连接，C 程序在编译时要包含C 语言库和与之相配的头文件，这需要用户将库添加到工程中。 由于Code Composer Studio 的代码链接器默认支持C 语言，在编制汇编语言程序时，需要设置链接参数，选择非自动初始化，注明汇编程序的入口地址。2. 命令文件的作用命令文件(文件名后缀为cmd)为链接程序提供程序和数据在具

27、体DSP 硬件中的位置分配信息。通过编制命令文件，我们可以将某些特定的数据或程序按照我们的意图放置在DSP 所管理的内存中。命令文件也为链接程序提供了DSP 外扩存储器的描述。3. 内存映射(map)文件的作用一般地，我们设计、开发的DSP 程序在调试好后，要固化到系统的ROM 中。为了更精确地使用ROM 空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序的map 文件可以了解DSP 代码的确切信息。当需要更改程序和数据的大小和位置时，就要适当修改cmd 文件和源程序，再重新生成map 文件来观察结果。4. 源程序分析汇编语言源程序UseCMD.asm 框图：四. 实验步骤1. 实验准备设

28、置软件仿真模式： 启动CC 驱动设置窗口：双击桌面上“Setup CCS 2(C5000)”图标。 清除原先驱动设置：单击“Clear”按钮。 安装软件仿真驱动（Simulator）：单击“C5416 Simulator”驱动名，单击“Import”按钮。 完成设置：单击“Close”，菜单“File”、“Exit”，“是”。2. 打开工程文件. 双击桌面上“CCS 2(C5000)”，启动Code Composer Studio 2.0。. 打开菜单“Project”的“New ”项；在“Project”项中输入UseCMD，在“Location”中选择C:5416EDULabLab2-Us

29、eCMD 目录，单击“完成”建立UseCMD.pjt。3. 设置工程文件. 打开设置窗口：选择菜单“Project”的“Build Options ”项。. 选择链接设置：单击“Linker”属性页。. 观察汇编语言程序的特殊设置：.“Autoinit Model”项设置成“No Autoinitialization”.“Code Entry Point”项中输入“start”。. 退出设置窗口：单击“确定”按钮。4. 编译源文件，下载可执行程序. 单击菜单“Project”、“Rebuild All”；. 执行FileLoad Program ,在随后打开的对话框中选择刚刚建立的UseCMD

30、.out文件。完成后，系统自动打开源程序文件UseCMD.asm。5. 打开观察窗口. 开启CPU 寄存器观察窗口：单击菜单“ View”、“CPU Registers”、“CPURegisters”。. 在内存观察窗口中观察变量的值：选择“View”菜单中“Memory ”项，在“Memroy Window Options”窗口中的“Adress”项中输入x，单击“OK”完成设置；在随后显示的“Memory”窗口中单击鼠标右键，选择“Float In Main Window”项。6. 观察程序运行结果这时，代表程序运行位置的黄色光标条停在start 标号下面语句上，程序将从此开始执行。. 单

31、步执行程序（按F10 键）2 次，可观察到CPU 寄存器窗口中DP 和ST0 的值有变化。. 单步运行2 次，在变量窗口中观察到变量x、y 被赋值。. 单步执行到xh 标号后面的语句，观察ACC 寄存器和变量z 值的变化。7. 生成内存映像文件. 单击菜单“Project”、“Options ”，启动“Build Options”工程设置对话框。. 单击“Linker”属性页，在“Map Filename”项中输入需要生成的map 文件名，比如可以输入UseCMD.map. 单击“确定”，完成设置。. 选择菜单“Project”、“Rebuild All”，重新编译工程，生成新设置的map 文件。8. 对照观察map 文件和cmd 文件的内容. 选择菜单“File”、“Open ”，将找到C:2407EDULabL