李正弦波振荡器 2文档格式.docx

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6、体会及思考题

四、报告撰写时，要求格式规范、书写整齐

预习报告成绩：

指导教师审核（签名）：

年月日

预习报告

一、实验目的

（1）了解利用CCS进行DSP工程项目创建、编译和运行的过程；

（2）会利用CCS中提供的图形化显示工具、断点、探点等调试工具进行工程项目的简单调试；

（3）能够设计基于迭代法的数字正弦振荡器；

（4）掌握定时器中断的设置和使用。

二、实验用仪器设备、器材或软件环境

（1）微机一台；

（2）CCS软件；

（3）DES5402PP-U实验箱。

三、预习要求

（1）参照教材学习DSP定时器的工作原理、中断频率范围、具体寄存器的设置。

根据期望的数据转换速率，得到合理的定时器寄存器设置参数。

（2）参照教材学习二阶IIR数字振荡器的设计原理。

根据选定的数据转换速率和规定的正弦波频率（4kHz），设计相应IIR数字滤波器（差分方程），并对滤波器系数进行合适的量化（确定Q值），转换成定点二进制补码。

（3）参照教材学习在CCS中设置断点、探针的方法，程序动态运行（animate）的要求；

学习设置图形化显示工具进行时、频域分析的方法，特别是频域分析工具的使用（各种谱分析方法、FFT点数的设置、窗函数的选用等）。

规划程序调试策略和数据、波形的采集、分析方法。

（4）参照教材给出的指令说明，编写实验程序代码。

四、实验要求

（1）对自己编写的实验程序进行汇编、运行，对出现的问题进行调试，并作必要记录。

（2）记录数字序列在不少于2个周期内的数据及对应的时域波形（注意地址的一致性）。

（3）分析数字序列的频谱（需要注明FFT点数、窗函数和其他关键信息）。

（4）观察量化（不同Q值）对定点DSP算法的影响（频谱纯度、稳定性），记录关键数据和波形。

五、实验报告要求

（1）说明设计过程（包括滤波器系数、量化结果、定时器设置等）；

（2）绘制程序流程图（要求与代码相对应）；

（3）实验要求记录的数据、波形以及其他关键信息；

（4）程序调试中遇到的问题以及解决过程；

（5）实验代码清单；

实验报告成绩：

实验报告

三、实验原理

本实验采用递归的差分方程方法计算正弦和余弦值，其数字振荡器的实现原理与实验5（c）相同。

其实现公式为：

y[n]=2cosα×

y[n-1]－y[n-2]

式中：

为角度的计算步长，f0是正弦信号的频率，fs是D/A转换速率。

利用上面的递推公式计算正弦或余弦值y[n]需要已知cosα和正弦/余弦的前两个初始值y[0]和y[1]。

在产生周期性的正弦信号时，必须以一定的D/A转换速率fs将各个样点值送往D/A转换器。

正弦信号每个周期的样点数N由正弦信号的频率f0及D/A转换速率fs决定，即

例如，当利用递归的差分方程产生正弦信号时，若设定D/A转换速率fs＝16000Hz，则产生f0＝1000Hz的正弦波信号时，存在

，此时

首先在程序中计算出cosα及初始值y[0]和y[1]。

cosα＝0.9238795；

y[0]＝sin0＝0；

y[1]＝sinα＝0.382683；

n≧2以后的y[n]的值，都可以通过前面的递推公式递归计算得出。

在产生正弦信号的过程中，由于sinx的值总是小于1的数，而F206DSP是16位定点处理器，所以要将其乘以215，变成Q15的数据格式，才能够在DSP中送到D/A转换器进行处理。

本实验采用低速D/A转换器（AIC10）进行D/A转换。

在AIC10中包含A/D和D/A两部分电路，在实验中只使用D/A转换部分。

F206DSP通过片内外设SSP（同步串行口）与EVM板上的AIC10相连。

当F206DSP的发送FIFO缓冲区空时，产生SSP发送中断。

此时调用XmitIsr中断服务程序。

XmitIsr中断服务程序的功能：

对于软件仿真时，中断服务程序根据正弦振荡器的算法计算出1000h点正弦波的波形值，并把这些波形值存储到板载存储器900h开始的存储单元上；

对于硬件仿真时，中断服务程序除了根据正弦振荡器的算法产生正弦波波形值以外，还要将该波形数据通过AIC10进行D/A转换。

四、实验内容与步骤

在CCS下的仿真器驱动程序的具体过程：

步骤1：

双击桌面上的SetupCCS2（’C5000）图标，启动CCS设置在弹出对话框中单击“Clear”按钮，清除以前定义的配置。

从列出的可供选择的配置文件中，选择能与使用的目标系统相匹配的配置文件。

建立新的工程:

添加工程中支持C源文件（*.c*）、汇编源文件（*.a*、*.s*）、库文件（*.o*、*.lib）、头文件（*.h）和链接命令文件（*.cmd）项目，添加文件到工程（Project→AddFilestoProject）

实验源程序:

调试程序:

“Project→RebuildAll”，对工程进行重新编译。

•“File→LoadProgram”，选volume.out并打开，将Build生成的程序加载到DSP。

•“View→MixedSource/ASM”。

该设置使得C程序与其汇编结果同时显示。

•“Debug→GoMain”。

使得程序从主程序开始执行。

•“Debug→Run”，可以在Output窗口看到“beginprocessing”信息。

•“Debug→Halt，中止正在执行的程序。

调试和运行:

在File菜单选择“FileI/O”，出现FileI/O对话框，在对话框中选择输入/输出文件。

在“FileInput”栏中，单击AddFile按钮。

输入输出口设置:

在volume.c文件所在目录选择sina.dat，并单击打开按钮。

此时将出现一个控制窗口，可以在运行程序时使用这个窗口来控制数据文件的开始、停止、前进、后退等操作。

在FileI/O对话框中，在Address域填入inp_buffer，在length域填入100，选中WrapAround复选框（读取数据的循环特性）。

单击“AddProbePoint”按钮，将出现Break/ProbePoints对话框，选中“ProbePoints”栏。

在ProbePoint列表中显示“VOLUME.Cline61-->

NoConnection”。

表明该第61行已经设置ProbePoint，但还没有和PC文件关联。

在Connect域，单击向下箭头并从列表中选sine.dat。

单击Replace按钮，ProbePoint列表框表示ProbePoint已与sine.dat文件相关联。

单击“确定”按钮，FileI/O对话框指示文件连至一个ProbePoint。

单击“确定”按钮，关闭FileI/O对话框。

（1）选择“View→Graph→Time/Frequency（显示→图形→时域/频域）”。

弹出GraphProperty对话框

（2）在GraphProperty对话框中，更改GraphTitle（图形标题）、StartAddress（起始地址）、AcquisitionBufferSize（采集缓冲区大小）、DSPDataType（DSP数据类型）、Autoscale（自动伸缩属性）及MaximumY-value（最大Y值）。

（3）单击OK按钮，出现一个显示inp_buffer波形的图形窗口。

（4）在图形窗口中右击，从弹出菜单中选择ClearDisplay，清除已显示波形。

（5）再次执行“View→Graph→Time/Frequency”。

（6）将GraphTitle修改为outputbuffer，StartAddress修改为out_buffer，其他设置不变。

（7）单击OK按钮，出现一个显示out_buffer波形的图形窗口，右击从菜单中选择ClearDisplay命令，清除已有显示波形。

参数调整:

由于ProbePoint不会更新图形显示内容。

本例将设置一个断点，使图形窗口自动更新。

使用Animate命令，使程序到达断点时更新窗口后自动继续运行。

（1）在volume.c窗口，将光标放在dataIO行上。

（2）在该行同时设置一个断点和一个ProbePoint，使程序中断时执行两个操作：

传送数据和更新图形显示。

（3）在Debug菜单单击Animate。

此命令将运行程序，碰到断点后临时中断程序运行，更新窗口显示，然后继续执行程序（5）每次碰到ProbePoint时，CCS将从sine.dat文件读取100个样值，并将其写至输入缓冲inp_buffer。

由于sine.dat文件保存的是40个采样值的正弦波形数据，因此每个波形包括2.5个sin周期波形，如下图所示。

（6）选择“Debug→Halt（调试→停止）”，停止程序运行。

波形显示:

五、实验源程序代码

主函数

main.asm

.title"

2kHzsinewavegeberator（fs＝40000Hz，25usTINT）"

.mmregs

.global_c_int00

.globaly0,y1,y2,AA,BB,CC

.refvector

OFF_INTIMER.set04Ch;

vectorofINTtimeratVECTOR+OFF_INTIMER

INIT_A.set079bch;

A/2=0.9510498046875

INIT_B.set0c000h;

B/2=-0.5

INIT_C.set0278dh;

C＝0.308990478515625

.bssy0,1

.bssy1,1

.bssy2,1

.bsstemp,1

.bssAA,1

.bssBB,1

.bssCC,1

.text

_c_int00:

ld#0,dp

ssbxintm;

disableallinterrupt!

st#1fffh,sp

ld#vector,a;

getvectortableaddress!

and#0FF80h,a

andm#007Fh,pmst

orpmst,a

stlma,pmst;

setIPTR

stm#10h,TCR;

initTIMER

stm#2499,PRD;

f=100M/（2499+1）=40kHz

stm#20h,TCR;

resetTIMER

ldmIMR,a;

readbackIMR

or#08h,a;

enableTIMERinterrupt

stlma,IMR;

setIMR

ld#temp,dp;

setDP

ssbxFRCT;

prepareforfractionmpy

st#INIT_A,AA;

initAA

st#INIT_B,BB;

initBB

st#INIT_C,CC;

initCC

pshdCC

popdy2;

inity2,y2=CC

ldAA,T;

T=AA

mpyy2,a;

y2*AA->

a

stha,y1;

y1

stm#0h,TCR;

enableTIMER

nop

rsbxintm;

enableallinterrupts!

idle:

bidle

.end

tint_ISR.asm

.global_tint

.refy0,y1,y2,AA,BB,CC

;

------------------------------

ISRforTIMER0interrupt!

-----------------------------

_tint:

ld#BB,DP

ldBB,T;

T=BB

a=y2*BB

ltdy1;

T=y1,y2=y1

macAA,a;

a=a+y1*AA

stha,1,y1;

newcosdata->

stha,1,y0;

y0

nop;

setbreakpointinCCS!

!

rete

.end

vector_table.asm

s

.ref_c_int00

.ref_tint

.globalvector

.sect"

.int_table"

----------------------------

interruptevectortable

vector:

rsb_c_int00

nop

nmirete

sint17rete

sint18rete

sint19rete

sint20rete

nop

sint21rete

sint22rete

sint23rete

sint24rete

sint25rete

sint26rete

sint27rete

sint28rete

sint29rete

sint30rete

int0rete

int1rete

int2rete

tint0b_tint

brint0rete

bxint0rete

dmac0rete

tint1rete

int3rete

hpintrete

dmac2rete

dmac3rete

dmac4rete

dmac5rete

rev1rete

rev2rete

---------------------------------------

endofinterruptevectortable

sine.cmd

MEMORY

{

PAGE1:

INT_D:

ORIGIN=80h,LENGTH=1F80h

PAGE0:

EXT_P:

ORIGIN=2000h,LENGTH=2000h

}

SECTIONS{

.text:

>

EXT_PPAGE0

.int_table:

（EXT_PALIGN（128）PAGE（0））

.data:

INT_DPAGE1

.out文件

.title"

六、实验中遇到的问题及结果分析

1.建立Project后，添加完sine.cmd文件后，再进行汇编后成功，没有警告和错误。

2.进行查看波形时，出现错误。

首先由于时间过快，调整后仍然不能够显示波形。

经过检查发现是由于没有将sine的波形载入，载入后错误消失。

七、实验心得体会

在本次DSP的实验中，学会了CCS软件的而应用，包括项目的建立，项目所兼容的文件。

添加文件过程要谨慎。

不能遗漏或者乱填加。

会造成后面项目执行出现错误。

以及利用CCS进行DSP工程项目创建、编译和运行的过程会利用CCS中提供的图形化显示工具、断点、探点等调试工具进行工程项目的简单调试；

能够设计基于迭代法的数字正弦振荡器；

掌握了定时器中断的设置和使用。

这个实验不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有所提高。

更重要的是，在实验课上我学会了很多学习的方法。

真正将所学知识应用到实际生活中。

在实验中应用了书本所学的知识，而且将断点知识应用到实践中更加深了对知识的理解。

在本次实验中收获很多。

而且你多做几遍，就对软件和知识更加熟练和透彻，正所谓一份耕耘一份收获。