DSP的课程设计.docx

1、DSP的课程设计DSP的课程设计1 设计目的 1.1了解FFT的原理及算法； 1.2掌握DSP芯片的使用方法。 1.3了解DSP中FFT的设计及编程方法 1.4根据FFT的原理确定其程序流程。 1.5熟悉FFT的调试方法； 1.6学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误 差及其原因，以便在实际中正确运用。2 设计原理FFT是一种高效实现离散傅里叶变换的算法，把信号从时域变换到频域，在频域分析处理信息。对于长度为N的有限长序列x(n)，它的离散傅里叶变换为： ，称为旋转因子，或蝶形因子。 在x(n)为复数序列的情况下，计算X(k)： 对某个k值，需要N次复数乘法、(

2、N-1)次复数加法；对所有N个k值，需要次复数乘法和N(N-1)次复数加法。对于N相当大时（如1024）来说，直接计算它的DFT所作的计算量是很大的，FFT的基本思想在于：利用的周期性即： 对称性：将原有的N点序列分成两个较短的序列，这些序列的DFT可以很简单的组合起来得到原序列的DFT。按时间抽取的FFTDIT FFT信号流图如图2.1所示：图2.1 时间抽取的FFTDIT FFT信号流图FFT算法主要分为以下四步。第一步 输入数据的组合和位倒序把输入序列作位倒序是为了在整个运算最后的输出中得到的序列是自然顺序。第二步 实现N点复数FFT 第一级蝶形运算；第二级蝶形运算；第三级至log2N级

3、蝶形运算；FFT运算中的旋转因子是一个复数，可表示： 为了实现旋转因子的运算，在存储空间分别建立正弦表和余弦表，每个表对应从0度到180度，采用循环寻址来对正弦表和余弦表进行寻址。 第三步 功率谱的计算 X(k)是由实部和虚部组成的复数：；计算功率谱时只需将FFT变换好的数据，按照实部和虚部求它们的平方和，然后对平方和进行开平方运算。 第四步 输出FFT结果。3 程序流程图 4 设计步骤 4.1 启动CCS，在CCS中建立一个C源文件和一个命令文件，并将这两个文件添加到工程，再编译并装载程序：阅读DSP原理及应用中FFT 用DSP实现的有关程序。 4.2 双击，启动CCS的仿真平台的配着选项。

4、选择C5502 Simulator。 4.3 启动CCS后建立工程文件FFT.pjt 4.4 建立源文件FFT.c与链接文件FFT.cmd 4.5 将这两个文件加到FFT.pjt这个工程中。 4.6 创建out文件 4.7 加载out文件 4.8 加载数据 4.9 观察输入输出波形输入波形（时域）输出图形（频域） 5 结果分析用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析，使用CCS的波形观察器观察波形和频谱情况。6 设计心得 通过这次课程设计，我获得了很多。让我对DSP有了更进一步的了解。对FFT算法有了新的认识，对其原理和基本性质做了回顾，为以后深入的学习奠定了基础。这次课程设计，我觉得最有意义

5、的就是掌握了一定的DSP系统的软件设计能力。而且还了解了CCS的组成与基本功能。掌握了它的安装、配置、基本操作、工程项目的建立和调试等。希望在以后的应用中能学到更多的知识，并将它们运用到实践中去。 参考文献1 邹彦，唐冬，宁志刚.DSP原理及应用.电子工业出版社.2 张东亮.DSP控制器原理与应用.机械工业出版社.附源程序.title rfft_task.asm.mmregs.copy coeff.inc.def rfft_tasksine: .usect sine, 512cosine: .usect cosine, 512fft_data: .usect fft_data, 2048d_i

6、nput: .usect fft_data, 2048fft_out: .usect fft_out, 1024;d_input: .copy sindataSTACK: .usect STACK, 10K_DATA_IDX_1 .set 2K_DATA_IDX_2 .set 4K_DATA_IDX_3 .set 8K_FLY_COUNT_3 .set 4K_TWID_TBL_SIZE .set 512K_TWID_IDX_3 .set 128K_FFT_SIZE .set 32K_LOGN .set 5.bss d_twid_idx, 1.bss d_data_idx, 1.bss d_gr

7、ps_cnt, 1.sect rfft_prgrfft_rask:SSBX FRCTSTM #STACK+10, SPSTM #sine, AR1RPT #K_TWID_TBL_SIZE-1MVPD sine1, *AR1+STM #cosine, AR1RPT #K_TWID_TBL_SIZE-1MVPD cosine1, *AR1+CALL bit_revCALL fftCALL powerRET* 位码倒置程序 bit_rev *.asg AR2, REORDERED.asg AR3,ORIGINAL_INPUT.asg AR7, DATA_PROC_BUF.sect rfft_prg;

8、bit_rev:STM #d_input, ORIGINAL_INPUTSTM #fft_data, DATA_PROC_BUFMVMM DATA_PROC_BUF, REORDEREDSTM #K_FFT_SIZE-1, BRCRPTBD bit_rev_end-1STM #K_FFT_SIZE, AR0MVDD *ORIGINAL_INPUT+, *REORDERED+MVDD *ORIGINAL_INPUT-, *REORDERED+MAR *ORIGINAL_INPUT+0B;bit_rev_end:RET;* FFT算法子程序 fft *;.asg AR1, GROUP_COUNTE

9、R.asg AR2, PX.asg AR3, QX.asg AR4, WR.asg AR5, WI.asg AR6, BUTTERFLY_COUNTER.asg AR7, STAGE_COUNTER.sect rfft_prgfft:;*第1级蝶形运算 stage1*:STM #0, BKLD #-1, ASMSTM #fft_data, PXLD *PX, 16, ASTM #fft_data+K_DATA_IDX_1,QXSTM #K_FFT_SIZE/2-1, BRCRPTBD stage_end-1STM #K_DATA_IDX_1+1, AR0SUB *QX, 16, A, BADD

10、 *QX, 16, ASTH A, ASM, *PX+ST B, *QX+|LD *PX, ASUB *QX, 16, A, BADD *QX, 16, ASTH A, ASM, *PX+0ST B, *QX+0%|LD *PX, A;stage1_end:;*第2级蝶形运算 stage2*;STM #fft_data, PXSTM #fft_data+K_DATA_IDX_2, QXSTM #K_FFT_SIZE/4-1, BRCLD *PX, 16, ARPTBD stage2_end-1STM #K_DATA_IDX_2+1, AR0SUB *QX, 16, A, BADD *QX, 1

11、6, ASTH A, ASM, *PX+ST B, *QX+|LD *PX, ASUB *QX, 16, A, BADD *QX, 16, ASTH A, ASM, *PX+STH B, ASM, *QX+MAR *QX+ADD *PX, *QX, ASUB *PX, *QX-, BSTH A, ASM, *PX+SUB *PX, *QX, AST B, *QX|LD *QX+, BST A, *PX|ADD *PX+0%, AST A, *QX+0%|LD *PX, A;stage2_end:;*第3级蝶形运算 stage3*;STM #K_TWID_TBL_SIZE, BKST #K_TW

12、ID_IDX_3, d_twid_idxSTM #K_TWID_IDX_3, AR0STM #cosine, WRSTM #sine, WISTM #K_LOGN-2-1, STAGE_COUNTERST #K_FFT_SIZE/8-1, d_grps_cntSTM #K_FLY_COUNT_3-1, BUTTERFLY_COUNTERST #K_DATA_IDX_3, d_data_idx;stage:STM #fft_data, PXLD d_data_idx, AADD *(PX), ASTLM A, QXMVDK d_grps_cnt, GROUP_COUNTER;group:MVMD

13、 BUTTERFLY_COUNTER, BRCRPTBD butterfly_end-1LD *WR, TMPY *QX+, AMACR *WI+0%, *QX-, AADD *PX, 16, A, BST B, *PX|SUB *PX+, BST B, *QX|MPY *QX+, AMASR *QX, *WR+0%, AADD *PX, 16, A, BST B, *QX+|SUB *PX+, BLD *WR, TST B, *PX+|MPY *QX, A;butterfly_end:PSHM AR0MVDK d_data_idx, AR0MAR *PX+0MAR *QX+0BANZD gr

14、oup, *GROUP_COUNTER-POPM AR0MAR *QX-LD d_data_idx, ASUB #1, A, BSTLM B, BUTTERFLY_COUNTERSTL A, 1, d_data_idxLD d_group_cnt, ASTL A, ASM, d_group_cntLD d_twid_idx, ASTL A, ASM, d_twid_idxBANZD stage, *STAGE_COUNTER-MVDK d_twid_idx, AR0;fft_end:RET;*/功率谱计算子程序 power /*;.sect rfft_prg;power:STM #fft_da

15、ta, AR2STM #fft_out, AR4STM #K_FFT_SIZE*2-1, BRCRPTB power_end-1SQUR *AR2+, ASQURA *AR2+, ASTH A, *AR4+;power_end:RET.end链接命令文件rfft_task.cmd清单：vector.objrfft_task.obj-o rfft_task.obj-m rfft_task.map-e rfft_taskMEMORY PAGE0:EPROM: org=0E000H len=1000HVECS: org=0FF80H len=0080HPAGE1:SPRAM: org=0060H l

16、en=0020HDARAM: org=0400H len=0600HRAM: org=8000H len=1400HSECTIONS sine1 : EPROM PAGE0cosine1 : EPROM PAGE0fft_prg : EPROM PAGE0.bss : SPRAM PAGE1sine : align(512)DARAM PAGE1cosine : align(512)DARAM PAGE1d_input : RAM PAGE1fft_data : RAM PAGE1fft_out : RAM PAGE1STACK : SPRAM PAGE1.vectors : VECS PAGE0