DSP原理及其应用技术课程设计报告Word下载.docx

1、一、设计的目的和意义3页二、CCS软件概述 3页2.1 CCS软件安装3页2.2 CCS软件设置3页2.3 CCS软件启动5页2.4 CCS软件退出6页2.5 CCS软件应用6页三、基于DSP原理及应用的课程设计题目选择 7页3.1基于DSP的定时器的系统设计7页3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计 7页3.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计7页3.4基于DSP5000的电机控制方案设计7页四、设计原理概述 7页4.1基本原理概述7页4.2基于DSP的定时器的系统设计原理7页4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）

2、的系统设计原理8页4.4基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计原理8页4.5基于DSP5000的电机控制方案设计原理 8页五、程序设计流程图9页5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图10页5.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计流程图11页5.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计流程图12页5.4基于DSP5000的电机控制方案设计流程图13页六、主要工程文件程序代码 14页6.1基于DSP的定时器的系统设计主要工程文件代码15页6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计主要工程文件代码

3、16页6.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计主要工程文件代码17页6.4基于DSP5000的电机控制方案设计主要工程文件代码 19页七、设计结果分析18页7.1基于DSP的定时器的系统设计结果分析19页7.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计结果分析20页7.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计结果分析21页7.4基于DSP5000的电机控制方案结果分析22页八、参考资料及实验设备 22页九、课程设计心得 23页一、课程设计的目的一、课程设计的目的：（1）掌握如何使用DSP仿真平台；掌握DSP内部结构和工作原

4、理；熟悉DSP的指令系统；熟悉用DSP实现各种基本算法。（2）熟悉VC5509A 的定时器；掌握VC5509A 定时器的控制方法；掌握VC5509A 的中断结构和对中断的处理流程；学会C 语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序流程。（3）掌握用窗函数法设计FIR 数字滤波器的原理和方法；熟悉线性相位FIR 数字滤波器特性；了解各种窗函数对滤波器特性的影响。（4）了解ICETEK-VC5509-A 板上语音codec 芯片TLV320AIC23 的设计和程序控制原理；了解数字回声产生原理、编程及其参数选择、控制；熟悉VC5509DSP 扩展存储器的编程使用方法。 二、CCS软件概述2.1.

5、CCS 软件安装 1CCS 软件安装在硬盘上建立一个临时目录，如：c:install。将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。打开教学光盘的“CCS 开发软件”目录，用鼠标右键单击文件ccs5000.exe 打开第步建立的临时文件夹，双击其中的“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.清空在第步建立的临时文件夹。按照第步的方法，安装“CCS 开发软件”目录中的压缩文件2安装DSP 通用仿真器：仿真器的Windows 驱动程序；仿真器在CCS 环境中的驱动程序。3.安装实验

6、程序：将教学光盘上的“软件测试程序”目录中的“ICETEK-VC5509-EDULab”子目录复制到C:上，并将目录中所有文件（包含子目录中的文件）的只读属性去除。4安装初始化仿真器程序 将“C:ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“ICETEKEMUReset.bat”复制到“c:ticcbin”目录。将“C:ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“icetek.cfg”复制到“c:ticcbinBrdDat”目录。用鼠标右键单击“C:ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“初始化ICETEK-5100 USB2.0仿真器”文件名，选择“发送到”-“桌面

7、快捷方式”。2.2. CCS 软件设置1设置CCS 工作在软件仿真环境,CCS 可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC 机内存中构造一个虚拟的DSP 环境，可以调试、运行程序。但一般软件无法构造DSP 中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件的算法和进行效率分析等。在使用软件仿真方式工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件2.双击桌面上图标：进入CCS 设置窗口。3.在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：接着在下面出现的窗口中选择“否（N）”。此时CCS 已经被设置成Simulator 方式（软件仿真TMS320VC5509 器件的方式），如果一直使用这一方式就不需要重新进行以上设置操作了。4

8、设置CCS 通过ICETEK-5100USB 仿真器连接ICETEK-VC5509-A 硬件环境进行软件调试和开发：双击桌面上图标：在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择：在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：以上设置完成后，CCS 已经被设置成Emulator 的方式（用仿真器连接硬件板卡的方式），并且指定通过ICETEK-5100USB 仿真器连接ICETEK-VC5509-A 评估板。如果您需要一直使用这一方式就不需要重新进行以上设置操作了。2.3. CCS 软件启动1启动Simulator 方式：双击桌面上图

9、标：2启动Emulator 方式： 首先将实验箱电源关闭。连接实验箱的外接电源线。 检查ICETEK-5100USB 仿真器的黑色JTAG 插头是否正确连接到ICETEK-VC5509-A 板的J1 插头上。注：仿真器的插头中有一个孔加入了封针，与J1 插头上的缺针位置应重合，保证不会插错。 检查是否已经用电源连接线连接了ICETEK-VC5509-A 板上的POW1 插座和实验箱底板上+5V 电源插座。 检查其他连线是否符合实验要求。检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求。 打开实验箱上电源开关（位于实验箱底板左上角），注意开关边上红色指示灯点亮。ICETEK-VC5509-A 板上指

10、示灯D5 和D6 点亮。如果打开了ICETEK-CTR 的电源开关，ICETEK-CTR 板上指示灯L1、L2 和L3 点亮。如果打开了信号源电源开关，相应开关边的指示灯点亮。 用实验箱附带的USB 信号线连接ICETEK-5100USB 仿真器和PC 机后面的USB 插座，注意ICETEK-5100USB 仿真器上指示灯Power 和Run 灯点亮。 双击桌面上仿真器初始化图标如果出现下面提示窗口，表示初始化成功，按一下空格键进入下一步操作。如果窗口中没有出现“按任意键继续”，请关闭窗口，关闭实验箱电源，再将USB电缆从仿真器上拔出，返回第步重试。如果窗口中出现“The adapter re

11、turned an error.”，并提示“按任意键继续”，表示初始化失败。 双击桌面上图标：启动CCS2.21。如果进入CCS 提示错误，先选“Abort”，然后用“初始化ICETEK-5100 USB2.0 仿真器”初始化仿真器，如提示出错，可多做几次。如仍然出错，拔掉仿真器上USB 接头（白色方形），按一下ICETEK-VC5509-A 板上S1 复位按钮，连接USB 接头，再做“初始化ICETEK-5100USB2.0 仿真器”。2.4. CCS 软件退出2.5. CCS 软件应用1可创建工程：通过Code Composer Studio 2.21创建工程，完成系统的软件开发和调试。2

12、可编辑修改工程中的文件：可查看工程文件，查看源文件，编辑修改源文件，修改工程文件的设置。3可实现基本调试功能：设置软件调试断点，利用断点调试程序。4可使用观察窗口：在观察窗口中双击变量，则可以在这个窗口中改变变量的5可使用文件输入/输出：从PC 机上加载数据到DSP 上，用于利用已知的数据流测试算法。6可使用图形功能：使用CCS 的图形功能检验结果三、基于DSP原理及应用的课程设计题目3.1基于DSP的定时器的系统设计3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计3.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计3.4基于DSP5000的电机控制方案设计

13、四、设计原理概述4.1基本原理概述一、数字信号处理的基本理论，包括信号处理系统的概念、离散时间信号处理系统的基本分析方法、连续时间系统的离散化处理等。二、利用科学计算软件MATLAB来帮助求解数字信号理论的内容。三、DSP器件的基本理论，包括器件的结构（总线、CPU、寄存器、存储器等）和工作原理，器件中片内外部设备（定时器、计数器、串行I/O接口等）的工作原理，器件的代数指令系统等。四、DSP仿真开发技术基本理论。4.2基于DSP的定时器的系统设计原理1通用定时器介绍及其控制方法（详见spru595b.pdf）： TMS320VC5509A 内部有两个20 位通用定时器（GP）： *每个通用定

14、时器包括： -1个16 位的减计数的计数器TIM； -1个16 位的定时器周期寄存器PRD； -1个16 位的定时器控制寄存器TCR； -1个16 位的定时器预定标寄存器PSCR；PSCR 寄存器说明:PSC:4 位的预定标值,与TIM 共同组成20 位的定时计数器；TDDR:预定标周期寄存器（在需要时重装入PSC 的值）；TCR 寄存器说明（详见spru595b.pdf）；2中断响应过程（详见spru595b.pdf）：外设事件要引起CPU 中断，必须保证：IER 中相应使能位被使能，IFR 相应中断也被使能。在软件中，当设置好相应中断标志后，开中断，进入等待中断发生的状态；外设（如定时器）

15、中断发生时，首先跳转到相应中断高级的服务程序中（如：定时器1 会引起TINT中断），程序在进行服务操作之后，应将本外设的中断标志位清除以便能继续中断，然后返回。3中断程序设计：-程序中应包含中断向量表，VC5509A 默认向量表从程序区0 地址开始存放，根据IPVD和IPVH 的值确定向量表的实际地址。-注意观察程序中INTR_init（）函数的定义部分，其中IPVD 和IPVH 的值都为0x0d0；同时观察配置文件ICETEK-VC5509-A.cmd 中的VECT 段描述中o=0x0d000。-向量表中每项为8 个字，存放一个跳转指令，跳转指令中的地址为相应服务程序入口地址。第一个向量表的

16、首项为复位向量，即CPU 复位操作完成后自动进入执行的程序入口。-服务程序在服务操作完成后，清除相应中断标志，返回，完成一次中断服务。4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计原理1有限冲激响应数字滤波器的基础理论。2模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。3数字滤波器系数的确定方法。4根据要求设计低通FIR 滤波器。要求：通带边缘频率10kHz，阻带边缘频率22kHz，阻带衰减75dB，采样频率50kHz。设计： -过渡带宽度=阻带边缘频率-通带边缘频率=22-10=12kHz -采样频率：f1=通带边缘频率+（过渡带宽度）/2=

17、10000+12000/2=16kHz；1=2f1/fs=0.64 -理想低通滤波器响应：h1n=sin（n1）/n/=sin（0.64n）/n/ -根据要求，选择布莱克曼窗，窗函数长度为：N=5.98fs/过渡带宽度=5.98*50/12=24.9 -选择N=25，窗函数为：wn=0.42+0.5cos（2n/24）+0.8cos（4n/24） -滤波脉冲响应为：hn=h1nwn |n|12；hn=0 |n|12 -根据上面计算，各式计算出hn，然后将脉冲响应值移位为因果序列。 -完成的滤波器的差分方程为：yn=-0.001xn-2-0.002xn-3-0.002xn-4+0.01xn-5-

18、0.009xn-6-0.018xn-7-0.049xn-8-0.02xn-9+0.11xn-10+0.28xn-11+0.64xn-12+0.28xn-13-0.11xn-14-0.02xn-15+0.049xn-16-0.018xn-17-0.009xn-18+0.01xn-19-0.002xn-20-0.002xn-21+0.001xn-22 4.4基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计原理1无限冲激响应数字滤波器的基础理论。2模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器）。4根据要求设计低通IIR 滤波器：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz 处的

19、增益为-3dB，12kHz处的阻带衰减为30dB，采样频率25kHz。利用MATLAB输入函数【B,A】=BUTTER（28，0.54,LOW）得到系统函数的系数，由此可知道系统函数方程4.5基于DSP5000的电机控制方案设计原理第 对PWM控制直流电机的原理及构成的分析，设计一个采用数字信号处理器DSP5000系列结合L298N直流电机驱动器实现对电机的控制器。控制系统的功能为：根据键盘设定的电机转速和方向，自动控制电机的转速和正反转，实现电机转速的跟踪，显示，实现电机的手动控制，点动控制，正反转控制。 五、程序设计流程图 5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图5.2基于DSP5000系

20、列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计流程图5.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计流程图5.4基于DSP5000的电机控制方案设计流程图六、主要工程文件程序代码6.1基于DSP的定时器的系统设计主要工程文件代码1、clk_init.c文件内容#includemyapp.hvoid CLK_init（）ioport unsigned int *clkmd; clkmd=（unsigned int *）0x1c00; *clkmd =0x21f3; / 0x2033;/0x2413;/ 144MHz=0x2613void SetDSPPLL（unsigned in

21、t uPLL） *clkmd =uPLL;void TMCR_reset（ void ） ioport unsigned int *TMCR_MGS3=（unsigned int *）0x07FE; ioport unsigned int *TMCR_MM =（unsigned int *）0x07FF; *TMCR_MGS3 =0x510; *TMCR_MM =0x000;2、main.c文件内容#include / 定义指示灯寄存器地址和寄存器类型#define LBDS （*（unsigned int *）0x400001）void INTR_init（ void ）;void TIME

22、R_init（void）;int nCount;main（）nCount=0; CLK_init（）; SDRAM_init（）; LBDS=0; INTR_init（）; TIMER_init（）; while （ 1 ）void interrupt Timer（）nCount+; nCount%=16; if （ nCount=0 ） LBDS=1;void INTR_init（ void ）IVPD=0xd0; IVPH=0xd0; IER0=0x10; DBIER0 =0x10; IFR0=0xffff; asm（ BCLR INTM）;void TIMER_init（void）iop

23、ort unsigned int *tim0; ioport unsigned int *prd0; ioport unsigned int *tcr0; ioport unsigned int *prsc0; tim0 = （unsigned int *）0x1000; prd0 = （unsigned int *）0x1001; tcr0 = （unsigned int *）0x1002; prsc0 = （unsigned int *）0x1003; *tcr0 = 0x0B964; *tim0 = 0; *prd0 = 0x0ffff; *prsc0 = 2; *tcr0 = 0x00

24、e0;3、ICETEK-VC5509-A.cmd工程文件内容-w-stack 500-sysstack 500-l rts55x.libMEMORY DARAM: o=0x100, l=0x07f00 VECT : o=0x0d000, l=0x100 DARAM2: o=0x0d100, l=0x1f00 SARAM: o=0x10000, l=0x30000 SDRAM: o=0x40000, l=0x3e0000SECTIONS.text: DARAM .vectors: VECT .trcinit: .gblinit: frt: .cinit: .pinit: .sysinit: .bss: DARAM2 .far: .const: .switch: .sysmem: .cio: .MEM$obj: .sysheap: .sysstack .stack: DARAM 6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器（FIR）的系统设计主要工程文件代码1、fir.c工程文件内容 6.3基于DSP5000系列的无限冲击响应滤波器（IIR）的系统设计主要工程文件代码 6.4基于DSP5000的电机控制方案设计主要工程文件代码ICETEK-VC5509-E