北邮DSP数字信号处理硬件实验报告.docx

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北邮DSP数字信号处理硬件实验报告

一、常用指令实验

一、实验目的

熟悉DSP开发系统的连接，了解DSP开发系统的组成，结构和应用系统构成；熟悉常用C54X系列指令的用法。

二、实验设备

计算机，CCS3.3版软件，DSP仿真器，EXPIII+试验箱。

三、实验步骤与内容

进行DSP实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：

观察实验现象

实验结果：

可见XF灯以一定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则XF灯停止闪烁，如再单击“Run”，则“XF”灯又开始闪烁；

四、名词解释及相关学习

（1）、通用I/O引脚

每一种C54x芯片都有两个通用I/O引脚,BIO和XF。

BIO是用来监测外部设备状态的输入引脚。

在对时间要求很严格的循环不能被外部中断所打断的时候，可以用BIO脚来代替中断与外设相连。

根据BIO输入的状态来执行一个转移。

XF用于发信号给外部设备，通过软件进行控制。

（2）STM#1K,MMR[1.MMR=#1K2.mmr（MMR）=#1K]累加器的低端存放到存储器映射寄存器中

（3）16位直接寻址方式主要应用于程序的调用（CALLpmad）、跳转指令（GOTOpmad）和块重复指令（（d）blockrepeat）中

1）pmad指的是16位程序计数器PC的内容,它代表的是程序存储空间的地

址（programmemoryaddress）；

2）CALL指令和GOTO指令包括无条件的CALL和GOTO与有条件的CALL和

GOTO。

（4）BANZ[D]pmadAR（ARP）不为0时转移，可选择延迟。

（5）AR3辅助寄存器3;AR4辅助寄存器4

五、实验代码及注释

.mmregs//定义存储器映像寄存器

.global_main

_main:

stm#3000h,sp//设置堆栈指针寄存器的值为3000h

ssbxxf//置位状态寄存器xf=1,灯亮

calldelay//调用delay函数

rsbxxf//复位状态寄存器xf=0,灯灭

Calldelay//调用delay函数

b_main//无条件转移至_main，

nop

nop

;

delay:

stm270fh,ar3//设置辅助寄存器ar3值为9999

loop1:

stm0f9h,ar4//设置辅助寄存器ar4值为249

loop2:

banzloop2,*ar4-//寄存器ar4值减一，当其值不为0时跳转到loop2

banzloop1,*ar3-//寄存器ar3值减一，当其值不为0时跳转到loop1

ret

nop

nop

.end

二、数据存储实验

一、实验目的：

掌握TMS320C54的程序空间的分配，掌握TMS320C54的数据空间的分配，熟悉其数据空间的指令

二、实验设备

计算机，CCS3.3，DSP仿真器，EXPIII+试验箱

三、实验步骤与内容

本实验指导书是以TMS32OVC5410为例，介绍相关的内部和外部内存资源。

对于其它类型的CPU请参考查阅相关的资料手册。

下面给出TMS32OVC5410的内存分配表：

本实验说明：

本实验程序将对0x1000开始的8个地址空间，填写入0xAAAA的数后读并存储到0X1008开始的8个地址空间。

在CCS中可以观察DATA内存空间地址0X1000~0X100F值的变化。

寄存器变化前

寄存器变化后

内存单元变化

四、实验程序及注释

*FileName:

exp02.asm

;getsomeknowledgeofthecmdfile

;theprogramiscompiledatnoautoinitializationmode

.mmregs

.global_main

_main:

//执行主程序

;storedata

stm1000h,ar1//将外部内存地址1000h赋给辅助寄存器ar1

rpt#07h//循环执行下一条指令8次

st0aaaah,*ar1+//将数据AAAAH存放到以地址1000H~1007H的八个存储单元中.

且ar1值加1

;readdatathenre-store

stm7h,ar3//将立即数7赋给辅助寄存器ar3

stm1000h,ar1//将地址1000h赋给辅助寄存器ar1

stm1008h,ar2//将地址1008h赋给辅助寄存器ar2

loop:

ld*ar1+,t//将辅助寄存器ar1的值赋给t，ar1值加1

stt,*ar2+//将t的值赋给辅助寄存器ar2，ar2值加1

banzloop,*ar3-//寄存器ar3值减1，当其值不为0时跳转到loop

here:

bhere

.end

三、I/O实验

一、实验目的

了解I/O口的拓展，掌握I/O口的操作方法，熟悉PORTR,PORTW指令的用途，

了解字量与模拟量的同异

二、实验设备

计算机，CCS3.3，DSP仿真器，EXPIII+试验箱

三、实验步骤与内容

1、实验说明：

实验中采用简单的一一映像关系来对I/O口进行验证，目的是使实验者能够对I/O有一目了然的认识。

在本实验系统中，提供的IO空间分配如下：

CPU1:

0x0000switchinput（X）8

0x0001LEDoutput（X）8

CPU2:

0x0001DAC

0x0004Read_Key

0x0006Write_Key

0x000FWrite_LCD

（2）实验现象

调整K0～K7的开关，观察LP1~LP7LED不同条件下灯的亮灭变化。

四、实验程序及注释

;intheI/Ospace0x0000=>8switches;/输入端口赋给8个按键

;0x0001=>8LEDs;输入端口赋给8个指示灯

.mmregs

.global_main

.text

_main:

stm3100h,sp

stm1000h,ar1指定地址

portr8000h,*ar1;读入I/O8000H数据,将其存储到数据空间的1000H

nop;NOP为空操作,起延时作用.

nop

portw*ar1,8001h;将数据空间的1000H单元的数据,写出到I/O8001H

nop

nop

b_main;程序跳转到"_MAIN"执行.

nop

nop

.end

四、定时器实验

一、实验目的

熟悉C54的定时器，掌握C54定时器的控制方法，学会使用定时器中断方式控制流程。

二、实验设备

计算机，CCS3.3，DSP仿真器，EXPIII+试验箱

3、实验步骤及内容

C54的定时器是一个20位的减法计数器，可以被特定的状态位实现停止、重新启动、重新设置或禁止，可以使用该定时器产生周期性的CPU中断，控制定时器中断频率的两个寄存器是定时周期寄存器PRD和定时减法寄存器TDDR。

在本系统中，如果设置时钟频率为20MHZ，令PRD=0x4e1f，这样得到每1/1000秒中断一次，通过累计1000次，就能定时1秒钟。

实验现象：

LED灯（LED1~LED8）以一定的间隔时间不停闪亮变化；

四、名词解释及相关学习

中断，指的是当某个事件发生时，暂停当前的操作，转向中断服务程序，执行完后再返回继续原来的操作。

这使得DSP能够处理多个任务。

DSP有许多中断源，可以设置中断控制寄存器来确定响应哪些中断而不理会哪些中断。

当有中断发生并且处于允许状态时，程序指针跳转到中断向量表中对应的中断地址。

由于中断服务程序一般较长，通常中断向量表存放的是一个跳转指令，指向实际的中断服务程序。

使用向量一般用一条跳转指令转到相应中断服务子程序，其余空位用NOP填充；*未使用的向量直接用RETE返回，是为了防止意外进入未用中断。

使用定时器首先要对它初始化，基本步骤如下：

1．关掉中断2．停止定时器运行。

3．设定时器的定时长度

4．允许定时器中断5．运行定时器6．打开中断

定时器是一个片内减计数器，它可以被特定的状态位实现停止、重启动、重设置或禁止。

定时器在复位后就处于运行状态，用于周期地产生CPU中断或脉冲输出。

定时器被预定标计数器所触发，后者每个CPU时钟周期减1，当计数器减至0时，会产生一个定时器中断，同时在下一周期计数器被定时周期值重新装载。

四、实验程序及注释

#include"tms320uc5402.h"

ioportunsignedport8001;//调用头文件//I/O地址输出端口8001

unsignedintshow=0x00aa;//存储在地址10101010

unsignedintnum=0x0000;//初始化数据

/*************************************************************/

/*******************函数、子程序声明与定义********************/

voidsys_ini（）//系统初始化子程序

{

asm（"ssbxINTM"）;//全局禁止所有可屏蔽中断

PMST&=0x00FF;//（DRAM映射到程序空间和数据空间）向量表映射到0x0080空间

SWWSR=0x7000;//io空间7个等待周期，程序与数据空间0个等待周期

CLKMD=0x17FA;//CLKOUT=2*CLKIN=2*10M=20M,自动延时最长时间

}

voidtimer0_ini（）//定时器0初始化子程序

{

TCR|=0x0010;//停止定时器00000000000010000,TSS=1，停止定时器

PRD=0x2710;//PRD=10000（D）定时器周期寄存器，用于对定时器寄存器TIM重新装载数据。

TCR|=0x000A;//TDDR=10（D）,所以定时器时钟=1/（20M/10/10000）=5ms

//定时器除数比率。

为片内定时器规定定时器除数比率（周期）。

//当PSC递减到0，PSC用TDDR的内容装载

IMR=0x0008;//使能定时器0中断0000000000001000，HINT=0，中断屏蔽寄存,使能定时器中断

IFR=0xFFFF;//清除所有中断标志位HINT=1,中断标志寄存，清除所有中断标志

//中断屏蔽寄存器IMR和中断标志寄存器IFR的内存映射地址分别为

CPU存储器的第0字和第1

//字。

这两个寄存器的相同的位对应相同的中断。

//HINT位如为0则表示中断屏蔽，如为1则表示中断开放。

asm（"rsbxINTM"）;//全局使能可屏蔽中断

TCR&=0xFFEF;//开始定时器0--0000000011101111,TSS=0,定时器启动

TCR|=0x0020;//复位定时起00000000000100000,TRB=1,定时器再装载

}

/*************************************************************/

/*****************中断服务子程序声明与定义********************/

interruptvoidtimer0（）//定时器0中断子程序

{

if（num==20）//记200次定时器中断,时间=200*5ms=1s

{

show=~show;//取反

num=0;

}

else

num++;

return;

}

/*************************************************************/

/**************************主程序*****************************/

voidmain（void）

{

sys_ini（）;//调用初始化函数

timer0_ini（）;//调用定时器初始化函数

for（;;）

{

port8001=show;

}

}

/***************************结束******************************/

五、INT2中断实验

一、实验目的

掌握中断技术，学会外部中断的处理方法；掌握中断对程序流程的控制，理解DSP对中断响应时序

二、实验设备

计算机，CCS3.3，DSP仿真器，EXPIII+试验箱

三、实验步骤和内容

外部中断执行过程：

1、将中断向量指针iptr指向中断矢量所在段，在段中偏移量为中断序号的4

倍的地址执行一个跳转到中断服务子程序的跳转指令

2、置位ST1中的intm位，禁止中断，然后清除所有未执行完的中断

3、打开相应的中断，复位st1中的intm位，使能中断。

4、等待中断发生

实验说明：

DSP有4个外部中断INT0-INT3，下降沿触发，本次实验所用实验箱的频率计使用的是INT2。

频率计的设计原理是：

在设定时间下计外部中断INT2的次数，除以定时器的定时周期（也就是乘以定时器中断的触发频率），就得到外部脉冲频率。

实验现象:

先按开关"单脉冲输出"，发现LED灯1,3,5,7亮，再按一次，LED灯2,4,6,8亮。

四、实验程序及注释

.mmregs//定义存储器映像寄存器

.global_initial

.text

_initial:

NOP

LD#0,DP//重置数据指针，为DP寄存器赋值0

STM#0,CLKMD//设置时钟模式寄存器的值为0

STM#0,CLKMD

TstStatu1:

LDMCLKMD,A//LDM把存储器映射寄存器值装入到累加器

AND#01b,A//和pollSTATUS（二进制）做与运算；

BCTstStatu1,ANEQ//BC为可选择延迟的条件转移；

STM#0xF7FF,CLKMD//1111011111111111,设置时钟10MHz；

STM0x3FA0,PMST//PMST是处理器模式状态寄存器,指向中断

//指针向量0011111110100000,MP/MC=0，可对片内ROM寻址；

ssbx1,11/置位ST1.INTM=1,停止所有的中断

stm#00h,imr

stm#0ffffh,ifr

stm#04h,imr//立即数0100，使能int2的外部中断

rsbx1,11//复位ST1.INTM=0,允许所有中断

ret

.end

interruptvoidint2c（）;//对中断程序int2c（）声明

externvoidinitial（）;

externvoidporta（）;

externvoidportb（）;

intflag=0,i=0;

main（）

{

initial（）;

while

（1）{;//死循环

}

}

interruptvoidint2c（）{//中断子程序,记录外部中断int2c（）

i=i+1;

if（i==1）

{

if（flag==0）

{//当flag=0时，执行porta（）ar1的值为5555h，即第1,3,5,7灯亮

flag=1;//取反flag=1;

porta（）;//执行porta（）

i=0;

}

else

{//当flag=1时，执行portb（），ar1的值为aaaah，即第2,4,6,8灯亮

flag=0;//令flag=0;

portb（）;//执行portb（）

i=0;

}

}

else

{

i=0;

}

return;

}

.mmregs

.global_porta//定义外部接口a

.global_portb//定义外部接口b

_porta:

stm304h,ar1//设置辅助寄存器ar1，将304h放到ar1

st5555h,*ar1//将5555h存储到地址为304h的内存中;

portw*ar1,8001h//portw:

写按键，把寄存器ar1中的数据写到输出端口8001,

用来输出控制亮灭

ret

_portb:

stm304h,ar1//设置辅助寄存器ar1，将304h放到ar1

st0aaaah,*ar1

portw*ar1,8001h//portw:

把数据写到端口8001,ar1输出控制亮灭

ret

六、A/D转换实验

一、实验目的

掌握利用TLV320AD50实现Ａ/Ｄ转换的技术基本原理和常用方法，掌握并熟练使用DSP和AD50的接口及其操作。

二、实验设备

计算机，CCS2.0软件，DSP仿真器，实验箱，示波器，连接导线。

3、实验步骤及内容

实验现象

在图形观察窗口观察A/D转换后的采样波形：

存储器数据：

四、实验程序及注释

#include"tms320uc54072.h"

ioportunsignedport8008;//声明ad7822芯片的接口地址

unsignedintdata_buff[256];//声明数组

unsignedintj=0;

voidsys_ini（）//系统初始化子程序

{

asm（"ssbx"）;//置位INTM=1，全局禁止所有可屏蔽中断

PMST&=0x00FF;

SWWSR=0x7000;

CLKMD=0x0000;//设置分频模式时钟模式寄存器CLKMD

while（CLKMD==0x0003）;{//PLL时钟产生器选择，决定时钟产生器是工作在PLL模式,

产生一个CPU时钟

}//CLKOUT=（3+1）*CLKIN=40M,自动延时最长时间

voidint1_ini（）

{

IMR=0x0002;//使能外部中断全1，中断标志寄存器，清除所有中断标志位

IFR=0xFFFF;//复位INTM=0，开放所有的可屏蔽中断；

asm（"rsbxINTM"）;}

//int1中断子程序

interruptvoidint1（）{

data_buff[j]=port8008&0x00FF;j++;//读取ad7822转换数据存入data_buff[]数组

if（j==255）

{

j=0;

}//共有8位数据，采样28=256个点，然后从0开始重新采样

return;

}

//主程序

voidmain（void）

{

sys_ini（）;//调用sys_ini（）;函数

int1_ini（）;//调用int1_ini（）;函数

for（;;）

{

}

}

七、D/A转换实验

一、实验目的：

熟悉D/A转换的基本原理，掌握AD7303的技术指标和常用方法，熟悉DSP的多通道缓冲串口配置为SPI的方法，掌握并熟练使用DSP的接口及其操作

二、实验设备

计算机，CCS3.3版软件，DSP仿真器，EXPIII+试验箱，示波器

3、实验步骤及内容

用示波器检测D/A转换单元的2号孔接口"输出1"输出一个正弦波；

波形如下所示：

四、实验程序及注释

ioportUINT16port8001;//定义输出io端口为0x8001;

intdata_buff[LEN];//数据缓冲

UINT16show=0x00aa;//LED显示的数值

voidcpu_init（void）;//初始化CPU

voidDelay（UINT16numbers）;//延迟

externvoiddelay_3us（void）;//3us延迟

voidmcbsp0_write_rdy（UINT16out_data）;//MCBSP0发送一个数据

voidmcbsp0_init_SPI（void）;//MCBSP0设置为SPI模式

voidmcbsp0_close（void）;//MCBSP0关闭

/*

************************************************************************

***********************函数定义******************

************************************************************************

voidcpu_init（void）//cpu初始化

{

略

}

/*

***********************************************************

-函数名称:

voidDelay（intnumbers）

-函数说明:

延时

***********************************************************

*/

voidDelay（UINT16numbers）

{

略

}

/*

*************************************************************************

-函数名称:

voidmcbsp0_write_rdy（UINT16out_data）;

-函数说明:

MCBSP0发送一个数据

**************************************************************************

*/

voidmcbsp0_write_rdy（UINT16out_data）

{

略

}

*********************************************************

-函数名称:

voidmcbsp0_close（void）;

-函数说明:

MCBSP0关闭

*********************************************************

*/

v