DSP技术与应用基础实验报告.docx

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DSP技术与应用基础实验报告

福建农林大学

信息工程类

实验报告

课程名称：

DSP技术

姓名：

爱疼男

系：

信息与机电工程系

专业：

电子信息工程

年级：

2009级

学号：

092230069

指导教师：

范群贞

职称：

助教

2012年5月4日

实验项目列表

序号

实验项目名称

成绩

指导教师

1

实验一CodeComposerStudio入门

2

实验二有限冲激响应滤波器（FIR）算法实验

3

实验三无限冲激响应滤波器（IIR）算法实验

4

实验四快速傅立叶变换（FFT）算法

5

实验五卷积算法

6

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20

福建农林大学信息工程类实验报告

系：

信息与机电工程系专业：

电子信息工程年级：

2009级

姓名：

庄建军学号：

092230069实验课程：

DSP技术

实验室号：

_____607实验设备号：

D5实验时间：

2012.04.09

指导教师签字：

成绩：

实验一CodeComposerStudio入门

1．实验目的和要求

1．掌握CodeComposerStudio2.21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CodeComposerStudio2.21软件的操作环境和基本功能，了解TMS320C55xx软件开发过程。

⑴学习创建工程和管理工程的方法。

⑵了解基本的编译和调试功能。

⑶学习使用观察窗口。

⑷了解图形功能的使用。

2．实验原理

*开发TMS320C55xx应用系统一般需要以下几个调试工具来完成：

-软件集成开发环境（CodeComposerStudio2.21）：

完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。

它也是硬件调试的辅助手段。

-开发系统（ICETEK5100-USB或ICETEK5100-PP）：

实现硬件仿真调试时与硬件系统的通信，控制和读取硬件系统的状态和数据。

-评估模块（ICETEKVC5509-A或ICETEKVC5509-C等）：

提供软件运行和调试的平台和用户系统开发的参照。

*CodeComposerStudio2.21主要完成系统的软件开发和调试。

它提供一整套的程序编制、维护、编译、调试环境，能将汇编语言和C语言程序编译连接生成COFF（公共目标文件）格式的可执行文件，并能将程序下载到目标DSP上运行调试。

*用户系统的软件部分可以由CCS建立的工程文件进行管理，工程一般包含以下几种文件：

-源程序文件：

C语言或汇编语言文件（*.C或*.ASM）

-头文件（*.H）

-命令文件（*.CMD）

-库文件（*.LIB,*.OBJ）

3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

1．PC兼容机一台；操作系统为Windows2000（或WindowsNT、Windows98、WindowsXP，以下假定操作系统为Windows2000）。

Windows操作系统的内核如果是NT的应安装相应的补丁程序（如：

Windows2000为ServicePack3，WindowsXP为ServicePack1）。

4．操作方法与实验步骤

1．实验准备

连接实验设备。

2．启动CodeComposerStudio2.21

选择菜单Debug→ResetCPU。

成功地启动了CCS后会出现如下窗口：

3．创建工程：

⑴创建新的工程文件：

选择菜单“Project”的“New…”项。

弹出下图，按编号顺序操作建立volume.pjt工程文件：

展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“volume.pjt”，其中各项均为空。

⑵在工程文件中添加程序文件：

选择菜单“Project”的“AddFilestoProject…”项；在“AddFilestoProject”对话框中选择文件目录为C:

\ICETEK-VC5509-EDULab\Lab0101-UseCCS，改变文件类型为“CSourceFiles（*.c;*.ccc）”，选择显示出来的文件“volum.c”；重复上述各步骤，添加volume.cmd文件到volume工程中；添加C:

\ti\C5500\cgtools\lib\rts55.lib文件到工程中。

⑶编译链接工程：

选择菜单“Project”的“RebuildAll”项，或单击工具条中

的按钮；注意编译过程中CCS主窗口下部的“Build”提示窗中显示编译信息，最后将给出错误和警告的统计数。

4．编辑修改工程中的文件：

⑴查看工程文件：

展开CCS主窗口左侧工程管理窗中的工程各分支，可以看到“volume.pjt”工程中包含“volume.h”、“rts55.lib”、“volume.c”和“volume.cmd”文件，其中第一个“volume.h”为程序在编译时根据程序中的“include”语句自动加入的。

⑵查看源文件：

*双击工程管理窗中的“volume.c”文件，可以查看程序内容。

可以看到，用标准C语言编制的程序，大致分成几个功能块：

-头文件。

描述标准库程序的调用规则和用户自定义数据、函数头、数据类型等。

具体包含哪一个头文件，需要根据程序中使用了哪些函数或数据而定。

比如：

如果程序中使用了printf函数，它是个标准C提供的输入/输出库函数，选中“printf”关键字，按Shift+F1会启动关于此关键字的帮助，在帮助信息中可发现其头函数为stdio.h，那么在此部分程序中需要增加一条语句：

#include“stdio.h”。

-工作变量定义。

定义全局变量。

-子程序调用规则。

这部分描述用户编制的子程序的调用规则。

也可以写到用户自己编制的.h文件中去。

-主程序。

即main（）函数。

它可分为两部分：

变量定义和初始化部分、主循环部分。

主循环部分完成程序的主要功能。

-用户自定义函数。

这个程序是一个音频信号采集、处理输出的程序。

程序的主循环中调用自定义的函数read_signals来获得音频数据并存入输入缓存inp_buffer数组；再调用自定义函数write_buffer来处理音频数据并存入输出缓存；output_signals将输出缓冲区的数据送输出设备；最后调用标准C的显示信息的函数printf显示进度提示信息。

整个系统可以完成将输入的音频数据扩大volume倍后再输出的功能。

read_signals子程序中首先应有从外接AD设备获得音频数据的程序设计，但此例中由于未采用实际AD设备，就未写相应控制程序。

此例打算用读文件的方式获得数据，模拟代替实际的AD输入信号数据。

write_buffer子程序中首先将输入缓冲区的数据进行放大处理，即乘以系数volume，然后放入输出缓冲区。

output_signals函数完成将处理后的设备输出的功能，由于此例未具体操作硬件输出设备，所以函数中未写具体操作语句。

*双击工程管理窗中的“volume.h”文件，打开此文件显示，可以看到其中有主程序中要用到的一些宏定义如“BUF_SIZE”等。

*volume.cmd文件定义程序所放置的位置，此例中描述了ICETEK-VC5509-A评估板的存储器资源，指定了程序和数据在内存中的位置。

比如：

它首先将ICETEK-VC5509-A评估板的可用存储器分为五个部分，每个区给定起始地址和长度（区域地址空间不允许重叠）；然后指定经编译器编译后产生的各模块放到哪个区。

这些区域需要根据评估板硬件的具体情况来确定。

⑶编辑修改源文件及编译程序：

打开“volume.c”，找到“main（）”主函数，将语句“input=inp_buffer;”最后的分号去掉，这样程序中就出现了一个语法错误；重新编译连接工程，可以发现编译信息窗口出现发现错误的提示；双击红色错误提示，CCS自动转到程序中出错的地方；将语句修改正确（将语句末尾的分号加上）；重新编译；注意，重新编译时修改过的文件被CCS自动保存。

⑷修改工程文件的设置：

通过以上设置操作，重新编译后，程序中的用户堆栈的尺寸被设置成1024个字。

5．基本调试功能：

⑴下载程序：

执行FileLoadProgram,在随后打开的对话框中选择刚刚建立的C:

\ICETEK-VC5509-EDULab\Lab0101-UseCCS\Debug\volume.out文件。

⑵设置软件调试断点：

在项目浏览窗口中，双击volume.c激活这个文件，移动光标到main（）行上，单击鼠标右键选择ToggleBreakpoint或按F9设置断点（另外，双击此行左边的灰色控制条也可以设置或删除断点标记）。

⑶利用断点调试程序：

选择DebugRun或按F5运行程序，程序会自动停在main（）函数上。

①按F10执行到write_buffer（）函数。

②再按F8，程序将转到write_buffer函数中运行。

③此时，为了返回主函数，按shift-F7完成write_buffer函数的执行。

④再次执行到write_buffer一行，按F10执行程序，对比与F8执行的不同。

提示：

在执行C语言的程序时，为了快速的运行到主函数调试自己的代码，可以使用DebugGomain命令，上述实验中的使用的是较为繁琐的一种方法。

6．使用观察窗口：

⑴执行ViewWatchWindow打开观察窗口。

⑵在volume.c中，用鼠标双击一个变量（比如num），再单击鼠标右键，选择“QuickWatch”，CCS将打开QuickWatch窗口并显示选中的变量。

⑶在volume.c中，选中变量num，单击鼠标右键，选择“AddtoWatchWindow”，CCS将把变量添加到观察窗口并显示选中的变量值。

⑷在观察窗口中双击变量，则可以在这个窗口中改变变量的值。

⑸把str变量加到观察窗口中,点击变量左边的”+”,观察窗口可以展开结构变量,并且显示结构变量的每个元素的值。

⑹把str变量加到观察窗口中；执行程序进入write_buffer函数，此时num变量超出了作用范围，可以利用CallStack窗口察看在其他函数中的变量：

①选择菜单ViewCallStack打开堆栈窗口。

②双击堆栈窗口的main（）选项,此时可以察看num变量的值。

7．文件输入/输出：

下面介绍如何从PC机上加载数据到DSP上。

用于利用已知的数据流测试算法。

在完成下面的操作以前，先介绍CodeComposerStudio的Probe（探针）断点，这种断点允许用户在指定位置提取/注入数据。

Probe断点可以设置在程序的任何位置，当程序运行到Probe断点时，与Probe断点相关的事件将会被触发，当事件结束后，程序会继续执行。

在这一节里，Probe断点触发的事件是：

将PC机存储的数据文件中的一段数据加载到