TIC5509DSP实验.docx
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TIC5509DSP实验.docx
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TIC5509DSP实验
DSP实验指导书
第一章实验设备安装5
一、开发环境5
二、ICETEK-DSP教学试验箱5
三、ICETEK-DSP教学实验箱的硬件连接8
四、构造DSP开发软件环境8
五、设置CCS11
六、启动CCS16
实验一、编写一个以C语言为基础的DSP程序19
一、实验目的19
二、实验设备19
三、实验原理19
四、实验步骤21
五、实验结果25
实验二、编写一个以汇编(ASM)语言和C混合的DSP程序26
一、实验目的26
二、实验设备26
三、实验原理26
四、实验步骤28
五、实验结果31
实验三、指示灯实验32
一、实验目的32
二、实验设备32
三、实验原理32
四、实验步骤33
五、实验结果34
实验四、拨码开关实验35
一、实验目的35
二、实验设备35
三、实验原理35
四、实验步骤36
五、实验结果37
实验五、DSP的定时器38
一、实验目的38
二、实验设备38
三、实验原理38
四、定时器实验步骤40
五、实验结果40
实验六、外部中断41
一、实验目的41
二、实验设备41
三、外部中断实验原理41
四、外中断实验步骤43
五、实验结果43
实验六、通用输出输入管脚应用44
一、实验设备44
二、通用输出输入管脚实验原理44
三、通用输出输入管脚实验步骤45
四、实验结果分析46
实验七、发光二极管阵列显示实验47
一、实验目的47
二、实验设备47
三、实验原理47
四、发光二级管阵列显示实验步骤48
五.实验结果与分析49
实验八、液晶显示器控制显示49
一、实验目的49
二、实验设备49
三、实验原理49
四、实验步骤51
五、实验结果和分析51
实验九、键盘输入53
一、实验目的53
二、实验设备53
三、实验步骤55
四、实验结果55
实验十、音频信号发生实验56
一、实验目的56
二、实验设备56
三、实验原理56
四、实验步骤58
五、实验结果58
实验十一、直流电动机控制原理59
一、实验目的59
二、实验设备59
三、实验原理60
三、实验步骤63
四、实验结果64
五、问题与思考64
实验十二、步进制电机65
一、实验目的65
二、实验设备65
三、实验原理65
四、实验步骤66
实验十三、有限冲激响应滤波器(FIR)算法实验68
一、实验目的68
二、实验设备68
三、实验原理68
四、实验步骤69
实验十四、单路,多路模数转换(AD)73
一、实验目的73
二、实验设备73
三、实验原理73
四.实验步骤74
五.实验结果76
实验十五、单路,多路数模转换(DA)77
一、实验目的77
二、实验设备77
三、实验原理77
四.实验步骤78
五.实验结果:
79
实验十六、数字图像直方图统计79
一、实验目的79
二.实验设备79
三.实验原理79
四.实验步骤80
五、实验结果82
实验十五、语言采集和放送84
一、实验目的84
二、实验设备84
三、实验原理84
四、实验步骤86
五、实验结果86
实验十六、语言信号的FIR滤波87
一、实验目的87
二、实验设备87
三、实验原理87
四、实验步骤88
第一章实验设备安装
一、开发环境
开发TMS320C55xx应用系统一般需要一下设备和软件调试工具:
1.通用PC一台,安装Windows2000或者WindowsXP操作系统及常用软件。
2.TMS320C55xx评估板及相关电源。
如我们实验用的ICETEK-VC5509-A评估板。
3.通用DSP仿真器一台及相关连线。
如我们实验用的ICETEK-5100USB.
4.控制对象。
如:
ICETEK-CTR控制板。
5.TI的DSP开发集成环境CodeComposerStudio。
我们用的是CCS3.3.
6.仿真器驱动程序编写。
7.实验程序及实验文档的编写。
二、ICETEK-DSP教学试验箱
1.ICETEK-VC5509-A评估板接口说明实物图(参考图1-1):
图1-1ICETEK-VC5509-A实物图
2.ICETEK-VC5509-A器件布局图(参见图1-2):
图1-2ICETEK-VC5509-A器件布局图
3.ICETEK-VC5509-A评估板原理框图(参见图1-3):
图1-3ICETEK-VC5509-A评估板原理框图
4.ICETEK-VC5509-A实验箱上扩展的液晶板61型液晶控制板实物图(参见1-4):
图1-461型液晶控制板实物图
三、ICETEK-DSP教学实验箱的硬件连接
1.连接电源:
打开实验箱,取出三相电源连接线(参见右图),将电源线的一端插入实验箱外部左侧箱壁上的电源插孔中。
确认实验箱面板上电源总开关(位于实验箱底板左上角)处于“关”的位置,连接电源线的另一端至220V交流供电插座上,保证稳固连接。
2.使用电源连接线(右图,插头是带孔的)连接各模块电源:
确认实验箱总电源断开。
连接ICETEK-CTR板上边插座到实验箱底板上+12V电源插座;ICETEK-CTR板下边插座到实验箱底板上+5V电源插座;如使用PP(并口)型仿真器,则连接仿真器上插座到实验箱底板上+5V电源插座;连接DSP评估板模块电源插座到实验箱底板上+5V电源插座。
注意各插头要插到底,防止虚接或接触不良。
3.连接DSP评估板信号线:
当需要连接信号源输出到A/D输入插座时,使用信号连接线(如有图)分别连接相应插座。
4.接通电源:
检查实验箱上220V电源插座(箱体左侧)中保险管是否完好,在连接电源线以后,检查各模块供电连线是否正确连接,打开实验箱上的电源总开关(位于实验箱底板左上角),使开关位于“开”的位置,电源开关右侧的指示灯亮。
四、构造DSP开发软件环境
1.安装CCS软件(默认CCS安装在目录是C:
\CCStudio_v3.3中)
图1-5CCS3.3安装
(1)将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。
(2)打开教学光盘的“CCS3.3”目录。
(3)双击其中的“Setup.exe”,进入安装程序。
(4)选择“CodeComposerStudio”,按照安装提示进行安装,并重新启动计算机。
(5)安装完毕,桌面上出现两个新的图标,如右图会出现两个图标。
2.安装DSP通用仿真器驱动
这个需要安装两部分:
(1)仿真器的Windows驱动程序(并口无需,usb口要安装);
(2)根据仿真的DSP芯片的不同,仿真器在CCS环境中的对应驱动程序。
安装的步骤如下:
双击光盘中的“开发系统驱动\USB”目录下的usbdrv54x.exe文件,然后再打开的页面中输入ccs的安装路径,例如C:
\CCStudio_v3.3。
此时驱动已经被拷贝到C:
\CCStudio_v3.3\icetek目录下。
然后把usb电缆连接到计算机的usb接口和usb仿真器上,计算机将提示找到新硬件,选择否,然后点下一步。
图1-6硬件更新向导
选择从列表或指定位置安装,然后点下一步。
图1-7
输入驱动所在的路径“C:
\CCStudio_v3.3\icetek”,然后点下一步,就可以安装好USB接口驱动。
图1-8
设置CCS软件中的驱动在后面设置CCS部分中有详细说明。
3.安装实验程序
双击光盘中的实验安装文件,自动解压缩后安装到C:
\ICETEK目录下。
例如:
实验安装文件为“SetupF5509A.exe”。
4.安装初始化仿真器程序
将光盘中“工具”子目录下的“xdsresetUSB”目录拷贝到硬盘上的任意路径下,建议和实验程序目录放在一起,便一管理。
然后用单击鼠标右键选择“xdsresetUSB”目录下“xdsrstusb”批处理文件,选择“发送到”->“桌面快捷方式”。
注:
如果您的CCS系统未安装在默认的C:
\CCStudio_v3.3目录,请用鼠标右键单击桌面上“xdsrstusb”图标,选择“属性”,将“快捷方式”项和“起始位置”中的路径改成您所安装的路径。
五、设置CCS
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。
具体步骤如下:
(1)双击桌面上的图标SetCCStudio_v3.3,进入CCS设置窗口;
(2)在出现的窗口中按标号顺序进行如下的设置;
图1-9
(3)在出现的窗口中按标号顺序进行如下的设置;
图1-10
(4)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。
图1-11
2.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
(1)双击桌面上图标SetCCStudio_v3.3,进入CCS设置窗口;
(2)在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置;
图1-12
(3)接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择:
图1-13
(4)在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置;
图1-14
(5)接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择:
图1-16
(6)在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置:
图1-17
(7)在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置:
图1-18
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。
六、启动CCS
1.启动Simulator方式;双击桌面上图标CCStudiov3.3。
2.启动Emulator方式;
(1)首先将实验箱电源关闭。
连接实验箱的外接电源线。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)双击桌面上仿真器初始化图标emurst。
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。
图1-19
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,USB电缆从仿真器上拔出,返回第⑵步重试。
如果窗口中出现“Theadapterreturnedanerror.”,并提示“按任意键继
表示初始化失败,请关闭窗口重试两三次,如果仍然不能初始化则关闭实验箱电源,
将USB电缆从仿真器上拔出,返回第⑵步重试。
图1-20
(8)双击桌面上图标CCStudio3.3;在出现的窗口中按标号顺序进行如下图操作;
(9)如果进入CCS提示错误,先选“Abort”,然后用“初始化ICETEK-5100USB2.0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”。
(10)如果遇到反复不能连接或复位仿真器、进入CCS报错,请打开Windows的“任务管理器”,在“进程”卡片上的“映像名称”栏中查找是否有“cc_app.exe”,将它结束再试。
图1-22
图1-23
第二章实验手册
实验一、编写一个以C语言为基础的DSP程序
一、实验目的
1.掌握CodeComposerStudio3.3的安装和配置步骤过程。
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CodeComposerStudio3.1软件的操作环境和基本功能,了解TMS320C55xx软件开发过程。
4.学习用标准C语言编制程序;了解常用的C语言程序设计方法和组成部分。
5.学习编制连接命令文件,并用来控制代码的连接。
6.学会建立和改变map文件,以及利用它观察DSP内存使用情况的方法。
7.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CodeComposerStudio3.3软件。
三、实验原理
1.标准C语言程序
CCS支持使用标准C语言开发DSP应用程序。
当使用标准C语言编制程序时,其源程序文件名的后缀应为.c(如:
volume.c)。
CCS在编译标准C语言程序时,首先将其编译成相应汇编语言程序,再进一步编译成目标DSP的可执行代码。
最后生成的是COFF格式的可下载到DSP中运行的文件,其文件名后缀为.out。
由于使用C语言编制程序,其中调用的标准C的库函数由专门的库提供,在编译链接时编译系统还负责构建C运行环境。
所以用户工程中需要注明使用C的支持库。
另外,由于TMS320VC5509DSP的存储器区域较大,程序中如果要使用大于64K的数据空间,需要设置C工程使用大模式、连接大模式库。
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。
在程序中使用CMD文件描述硬件存储区,可以只说明使用部分,但只要是说明的,必须和硬件匹配,也就是只要说明的存储区必须是存在的和可用的。
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。
另外,通过观察map文件,可以掌握DSP存储器的使用和利用情况,以便进行存储器方面的优化工作。
4.程序设计要求
程序框图:
四、实验步骤
1.实验准备
设置软件仿真模式。
2.建立新的工程文件
(1)双击桌面上的图标CCStudiov3.3,启动CodeComposerStudiov3.3。
(2)进行一下设置,建立CProgram.pjt。
图2-1
3.设置工程文件
图2-2
4.编辑输入源程序
(1)C语言程序,先新建源程序窗口:
图2-3
输入源程序:
main()
{
intx,y,z;
x=1;y=2;
while
(1)
{
z=x+y;
}
}
保存源程序为CProgram.c。
图2-4
(2)连接命令文件
如同第一步操作,建立空的源程序窗口。
输入连接命令文件内容:
-lrts55x.lib
MEMORY
{
DRAM:
o=0x100,l=0x7f00
DRAM2:
o=0x8000,l=0x8000
}
SECTIONS
{
.text:
{}>DARAM
.bss:
{}>DARAM
.stack:
{}>DARAM
.cinit:
{}>DARAM
}
如同第⑴步操作,将文件保存为:
C:
\ICETEK\VC5509Ae\VC5509Ae\Lab0102-CProgram\CProgram.cmd
在链接命令文件中,将可用内存分为两块:
DARAM和DARAM2,而在其后指定程序只占用DARAM块,DARAM2留作其他用途(此程序未使用)。
另外,第1句指定编译器使用库rts55x.lib,这是一个大模式库。
(3)将上述编译的源程序加入工程CProgram.pjt.
5.编译源文件、下载可执行程序
(1)单击菜单“Project”、“RebuildAll”。
(2)执行File->LoadProgram,在随后打开的对话框中选择刚刚建立的C:
\ICETEK\VC5509Ae\VC5509Ae\Lab0102-CProgram\debug\CProgram.out文件。
完成后,系统自动打开一个反汇编窗口“Disassemblly”,并在其中指示程序地址为“_c_int00”。
6.打开观察窗口
开启CPU寄存器观察窗口:
单击菜单View->Registers->CPURegisters。
7.观察程序运行结果
这时,在“Disassembly”代表程序运行位置的绿色箭头指向程序的入口地址,程序将从此开始执行。
(1)选择菜单中Debug->GoMain,CCS自动打开CProgram.c,程序会停在用户主程序入口main上,这从反汇编窗口和CProgram.c窗口中的指示箭头位置可以看出。
(2)在内存观察窗口中观察变量的值:
选择“View”菜单中“Memory…”项,在“MemroyWindowOptions”窗口中
“Address”项中输入&x,单击“OK”完成设置;“Memory”窗口中x的当前取值显示在第1个地址之后。
(3)将变量x、y、z分别加入观察窗口:
在源程序中双击变量名,再单击鼠标右键,选择“AddtoWatchWindow”。
这时,这3个变量还未作初始化。
(4)单步运行2次,在观察窗中观察到变量x、y被赋值。
变化的值被显示成红色。
同时在“Memory”窗口中也能观察到x和y值的改变。
(5)再单步运行,可观察到z的值被计算出来。
双击观察窗口中变量x、y在“Value”栏中的取值并修改成其他取值,单步运行后观察结果。
(6)双击观察窗口中变量x、y在“Value”栏中的取值,并修改成0;选择菜单Debug->Restart,返回程序起点。
(7)重新单步运行程序,观察在CPU寄存器窗口中,各寄存器使用情况,观察哪个寄存器参与了运算。
8.内存映像文件
(1)选择菜单Project->BuildOptions…,启动“BuildOptions”工程设置对话框。
(2)单击“Linker”属性页,在“MapFilename”项中观察生成的map文件名和路径。
(3)单击“取消”退出。
9.对照观察map文件和cmd文件的内容
(1)选择菜单File->Open…,将找到C:
\ICETEK\VC5509Ae\VC5509Ae\Lab0102-CProgram\Debug目录,将文件类型改为“MemoryMapFiles”,选择CProgram.map文件、打开。
(2)打开CProgram.cmd文件。
(3)程序的入口地址:
map文件中“ENTRYPOINTSYMBOL”中说明了程序入口地址(_c_init00)。
(4)内存使用情况:
-map文件中“MEMORYCONFIGURATION”标明了程序占用DARAM的使用情况,共占用a22H个存储单元。
-观察map文件中的“SECTIONALLOCATIONMAP”段,可以看出CProgram.obj的入口地址为100H,这也是main函数的入口地址。
-用户堆栈段从320H开始,程序运行到main函数中后,变量x、y、z均开设在栈中。
-还能看出程序运行都需要调用rts55x.lib中的哪些模块。
10.改变内存分配
修改cmd文件中的
DARAM:
o=0x100,l=0x7f00;
改为
DARAM:
o=0x200,l=0x7e00;
重新编译工程,观察map文件中有何变化。
11.退出CCS
五、实验结果
通过实验可以发现,修改cmd文件可以安排程序和数据在DSP内存资源中的分配和位置;map文件中描述了程序和数据所占用的实际尺寸和地址。
C语言编制的程序,在经过编译器编译后,需要连接若干C标准程序辅助运行。
以下是运行流程:
程序入口为_c_int00,执行标准C库中的程序,负责初始化C环境、申请堆栈、初始化有初始值的变量等。
程序最终转到用户编制的主函数运行。
程序在主函数中的无限循环中持续运行。
实验二、编写一个以汇编(ASM)语言和C混合的DSP程序
一、实验目的
1.在了解纯C语言程序工程和汇编语言程序工程结构的基础上,学习在C工程中加入汇编编程的混合编程方法。
2.了解混合编程的注意事项。
3.理解混合编程的必要性和在什么情况下要采用混合编程。
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
WindowsXP),安装CodeComposerStudio3.3软件。
三、实验原理
1.使用C语言开发应用程序的优缺点
*优点
-易于开发和维护。
由于用C语言书写接近自然语言,其可读性强、利于理解,在编制、修改、实现算法方面比用
- 配套讲稿:
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- TIC5509DSP 实验