DSP实验指导书答辩.docx

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DSP实验指导书答辩

DSP控制技术

实验指导书

北京信息科技大学自动化学院

2011年4月

第一章实验设备说明

一.ICETEK–F28335-A评估板技术指标

主处理芯片:

TMS320F28335,运行速度为150MHz;

具有一个浮点内核,处理速度更快,

工作速度可达150MIPS;

片上RAM68k*16bit;

片上扩展SRAM存贮空间64K*16Bit;最大可扩至512K*16Bit

自带16路12bitA/D,最大采样速率12.5MSPS,采集电压范围0-3v;

其中六路AD硬件调整为可采集+-5v电压信号。

2路的DAC7528转换,10M/S,8Bit;

2路UART串行接口,一路为RS232接口;一路为RS232/RS485可选;16路PWM输出;

1路CAN接口通讯;

片上256K*16bitFLASH,自带128位加密位;

设计有用户可以自定义的开关,测试指示灯和复位电路;

4组标准扩展连接器,为用户进行二次开发提供条件;

兼容ICETEK系列扩展模块;

具有IEEE1149.1相兼容的逻辑扫描电路,该电路仅用于测试和仿真;+5V电源输入,内部+3.3V、+1.9V电源管理;

高保真语音接口设计,双路语音采集,每路96K/S;

4层板设计工艺,工作稳定可靠;

具有自启动功能设计,可以实现脱机工作;

可以选配多种应用接口板,包括语音板,网络板等;

二.ICETEK–F28335-A评估板实物图

图1.1ICETEK-F28335-A评估板实物图

+5V电源插座CAN接口

JTAG仿真插头

P4扩展插座

P2扩展插座

P3扩展插座

P1扩展插座

标准RS-232

U3四路用户可控开关

D2-D5用户可控指示灯

复位按扭

ADREFINADCLO

模式跳线F设置2

电源指示灯

J5

音频插座J12立体声输出J11耳机输出J10立体声输入J9麦克风输入

Bootloader模式选择开关

三.ICETEK-F28335-A

器件分布图

图1.2ICETEK–F28335-A器件分布图

四.ICETEK–F28335–A评估板原理框图

图1.3评估板原理框图

五.评估板的内存映射图

相当于TMS320F24x/LF240x数据存储空间块起始地址片内存储空间（On-Chip片外存储空间（XINTF

数据空间程序空间数据空间程序空间

0x000000

M0向量–随机存储器（32*32

（当VMAP=0时有效

保留

0x000040M0SARAM（单存取随机存储器1K*16

0x000400M1SARAM（单存取随机存储器1K*16

0x000800

外设寄存器组0

（2K*16

无效

0x000D00

外设向量

（PIEVector

（256*16

（当

VMAP=1,ENPIE=1

时有效

0x000E00外设寄存器组0

0x002000保留

保留

片外空间0（4K*16XZCS0

（保护,DMA管理

0x00

4000

0x00

5000

0x005000

外设寄存器组3

保护（DMA管理

保留

保留

0x006000外设寄存器组1

（4K*16受保护

0x007000

外设寄存器组2

（4K*16受保护

0x008000

L0SARAM（单存取随机存储器4K*16

（安全块

0x009000L1SARAM（单存取随机存储器4K*16

（安全块

0x00A000

L2SARAM（单存取随机存储器4K*16

（安全块

0x00B000

L3SARAM（单存取随机存储器4K*16

（安全块

0x00C000

L4SARAM（单存取随机存储器4K*16

（DMA管理

0x00D000

L5SARAM（单存取随机存储器4K*16

（DMA管理

相当于块起始地址片内存储空间（On-Chip片外存储空间（XINTF

0x00E000

L6SARAM（单存取随机存储器4K*16

（DMA管理

0x00F000

L7SARAM（单存取随机存储器4K*16

（DMA管理

0x010000保留

片外空间6（1M*16XZCS6（DMA管

理

0x10

0000

片外空间7（1M*16XZCS7（DMA管

理

0x20

0000

0x300000FLASH（256K*16,安全块

保留

0x33FFF8128-bit密码

0x340000保留

0x380000TIOTP（1K*16,保留

0x380400用户OTP（1K*16,安全块

相当于

TMS320F

24x/LF24

0x程序存

储空间

0x380800保留

0x3F8000L0SRAM（4K*16,安全块

0x3F9000L1SRAM（4K*16,安全块

0x3FA000L2SRAM（4K*16,安全块

0x3FB000L3SRAM（4K*16,安全块

0x3FC000保留

0x3FE000BootROM（8K*16

0x3FFFC0

BROM向量,（32*32当VMAP

=1,MP/MC=0,ENPIE=0时有效

图1.4评估板的内存映射图

六.液晶控制板实物图:

图1.5液晶控制板实物图

第二章实验环境设置

一.ICETEK-DSP教学实验箱的硬件连接

1.打开实验箱,取出三相电源连接线（如右图,将电源线

的一端插入实验箱外部左恻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。

随后可以接通电源。

二.设置CCS

CCS工作环境分为:

软仿真环境（Simulator和硬仿真环境（Emulator

1.设置CCS工作在软件仿真环境

CCS可以工作在纯软件仿真（Simulator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。

其具体设置步骤如下:

（1单击桌面上图标:

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2.1删除掉原有的驱动设置

（3在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置:

图2.2选择软件仿真F28335芯片驱动

①单击选择此项

②双击此项

⑤退出保存

④左单击此

项

③单击此项

2.设置CCS工作在硬仿真工作环境

通过ICETEK-5100USB仿真器连接ICETEK–F28335-A硬件环境进行调试和开发。

（1单击桌面上图标进入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2.3选择硬件仿真F28335芯片驱动

上图中顺序号的说明:

①:

在”Family”下拉菜单中选择“C28XX”

②:

在“Platform”下拉菜单中选择“ICETEKemulator”,双击添加③:

“MySystem”下出现“F28335XDS510Emulator”。

（3在出现的窗口进行如下设置:

图2.4保存退出

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–F28335-A评估板。

如果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。

三.启动CCS

启动Emulator方式

（1检查ICETEK-5100USB仿真器的黑色JTAG插头是否正确连接到ICETEK–F28335-A评

估板的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。

（2用仿真器附带的USB信号线连接仿真器和PC机的USB插座,注意ICETEK-5100USB仿

真器上指示灯Power和Run灯依次点亮。

（3双击桌面上仿真器初始化图标:

如果出现下面提示窗口（注意红色圈中的信息,表示初始化成功,按一

下空格键进入下一步操作。

图2.5仿真器复位

如果窗口中没有出现“按任意键继续…”,请关闭窗口,关闭输入板子电源,再将

USB电缆从仿真器上拔出,返回第（1步重试。

（4双击桌面上图标:

（5进入CCS3.3软件环境后,CCS软件和28335芯片还无法连接在一起,如图2.6显示:

图2.6未连接到28335芯片显示

（6按照如图2.7所示操作,将CCS软件和28335芯片连接在一起,然后才能对28335芯片进行仿真调试。

图2.7设置连接28335芯片

（7如图2.8所示,可以确认CCS软件和28335芯片连接在一起了。

图2.8CCS软件和28335芯片连接

第三章实验内容

实验一CCS调试环境熟悉以及简单程序的软件调试

内容一:

一.实验目的

1.了解F28335简单的浮点运算。

2.熟悉浮点运算的编程。

二.实验原理

TMS320F28335是一款32位浮点通用数字信号处理芯片,它具有存储空间大、运算精度高

等特点。

三.实验要求

1.设置CodeComposerStudio3.3在硬件仿真方式下运行

2.启动CodeComposerStudio

3.33.打开工程文件

工程文件为:

E:

\realtimedsp\F28335\ICETEK_F28335_Ae\DSP2833x_examples\Lab202-float\Example_2833xfpu_software.pjt

打开源程序Example_2833xFPU.c阅读程序,理解程序内容。

4.编译、下载程序。

5.把y1和y2添加到观察窗。

6.运行程序,观察y1和y2结果。

7.修改x1和x2值,重新执行程序,观察y1和y2结果。

8.退出CCS

四.实验结果分析

程序设计实现了简单的浮点乘法和加法运算,y1和y2是实验结果。

记录实验结果。

五.问题与思考

如何做复杂的浮点运算。

实验二数字量输入与数字量输出

内容一:

指示灯实验

一.实验目的

1.了解ICETEK–F28335-A评估板在TMS320F28335DSP外部扩展存储空间上的扩展。

2.了解ICETEK–F28335-A评估板上指示灯扩展原理。

二.实验设备

计算机,ICETEK-F28335-A实验箱。

三.实验原理

1.TMS320F28335DSP的存储器扩展接口

存储器扩展接口是DSP扩展片外资源的主要接口,它提供了一组控制信号和地址、数据线,可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。

-ICETEK–F28335-A评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM外,还扩展了指示灯和DIP开关等设备。

具体扩展地址如下:

0x180001:

板上DIP开关控制寄存器0x180000:

板上指示灯控制寄存器

2.指示灯扩展原理

四.实验要求

1.编写程序实现将0-F和F-0十六进制代码送到指示灯显示。

2.编写程序实现小灯从左到右循环显示。

3.编写程序实现小灯从右到左循环显示。

图3.1指示灯扩展原理

内容二:

拨码开关控制实验

一.实验目的

1.了解ICETEK–F28335-A评估板在TMS320F28335DSP外部扩展存储空间上的扩展。

2.了解ICETEK–F28335-A评估板上拨码开关扩展原理。

二.实验设备

计算机,ICETEK-F28335-A实验箱。

三.实验原理

1.ICETEK–F28335-A评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM外,还扩展了指示灯和DIP开关等设备。

具体扩展地址如下:

0x180001:

板上DIP开关控制寄存器0x180000:

板上指示灯控制寄存器

2.拨码开关扩展原理

图3.2拨码开关扩展原理

四.实验要求

设计程序实现通过拨码开关的动作,将其状态显示在指示灯上。

实验三CPU定时器实验

一.实验目的

1.通过实验熟悉F28335A的定时器;

2.掌握F28335A定时器的控制方法;

3.掌握F28335A的中断结构和对中断的处理流程;

4.学会C语言中断程序设计,以及运用中断方法的程序流程。

二.实验设备

计算机,ICETEK-F28335-A实验箱

三.实验原理

1.通用定时器介绍及其控制方法

TMS320F28335A内部有三个32位通用定时器（TIMER0/1/2,定时器1和2被保留给实时操作系统（DSPBIOS用,只有定时器0可以提供给用户使用。

2.中断响应过程

a.接收中断请求。

必须由软件中断（从程序代码或硬件中断（从一个引脚或一个基

于芯片的设备提出请求去暂停当前主程序的执行。

b.响应中断。

必须能够响应中断请求。

如果中断是可屏蔽的,则必须满足一定的条件,

按照一定的顺序去执行。

而对于非可屏蔽中断和软件中断,会立即做出响应。

c.准备执行中断服务程序并保存寄存器的值。

d.执行中断服务子程序。

调用相应的中断服务程序ISR,进入预先规定的向量地址,并

且执行已写好的ISR。

3.中断类别

可屏蔽中断:

可以用软件加以屏蔽或解除屏蔽。

不可屏蔽中断:

这些中断不能够被屏蔽,将立即响应该类中断并转入相应的子程序去执行。

4.中断的优先级

如果多个中断被同时激发,将按照他们的中断优先级来提供服务。

中断优先级是芯片内部已定义好的,不可修改。

四.实验内容

1.采用中断方式实现指示灯显示十六进制数0-F。

2.采用中断方式实现指示灯从左到右间隔一定时间的定时闪烁。

3.实验程序参考流程图如图3.3所示。

图3.3定时中断程序流程图

3.改变“CpuTimer0Regs.PRD.all=0xffff;”中的值。

重新执行程序,观察实验现象。

五.问题与思考

1.指示灯在定时器的定时中断中如何实现定时闪烁。

2.使用定时器和中断服务程序可以完成许多需要定时完成的任务,比如DSP定时启动A/D转换,日常生活中的计时器计数、空调的定时启动和关闭等。

3.在调试程序时,有时需要指示程序工作的状态,可以利用指示灯的闪烁来达到,指示灯灵活的闪烁方式可表达多种状态信息。

实验四PWM波形产生实验

一.实验目的

1.了解TMS320F28335ADSP片内事件管理器模块的脉宽调制电路PWM的特性参数;

2.掌握PWM电路的控制方法;

3.学会用程序控制产生不同占空比的PWM波形。

二.实验设备

计算机,示波器,ICETEK–F28335-A实验设备一套。

三.实验原理

1.脉宽调制电路PWM的特性

TMS320F28335ADSP片内有两个事件管理器模块,每个事件管理器模块可同时产生多达8路的PWM波形输出。

由3个带可编程死区控制的比较单元产生独立的3对PWM（即6个输出,以及由通用定时器比较器产生2个独立的PWM输出。

PWM的特性如下:

-16位寄存器;

-有从0到16μs的可编程死区发生器控制PWM输出对;

-最小的死区宽度为1个CPU时钟周期;

-对PWM频率的变动可根据需要改变PWM的载波频率;

-在每个PWM周期内和以后可根据需要改变PWM脉冲的宽度;

-外部可屏蔽的功率驱动保护中断;

-脉冲形式发生器电路,用于可编程对称、非对称以及空间矢量PWM波形产生;

-自动重装载的比较寄存器和周期寄存器。

2.连接示波器

连接示波器探头的地线与实验箱左侧的测试点的GND相连,红表笔与测试点PWM1~4相连。

四.实验内容

在PWM1~PWM4引脚输出不同频率占空比可变的PWM脉冲。

通过示波器可观察到占空比变化的PWM输出波形,其载波频率、占空比与程序中对控制寄存器的设置相关。

六.问题与思考

如何改变占空比和周期。

实验五CCS软件应用实验

一.实验目的

1.了解CodeComposerStudio3.3软件的操作环境和基本功能,了解TMS320C28xx软件

开发过程。

2.学习创建工程和管理工程的方法。

3.了解基本的编译和调试功能。

4.学习使用观察窗口。

5.了解图形功能的使用。

二.实验设备

计算机一台。

三.实验原理

CodeComposerStudio3.3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（*.ASM或*.C

-头文件（*.H

-命令文件（*.CMD

-库文件（*.LIB,*.OBJ

四.实验内容

1.实验准备

由于本实验采用软仿真模式,不要打开实验箱电源。

2.设置CodeComposerStudio

3.3在软仿真（Simulator方式下运行

3.启动CodeComposerStudio3.3

选择菜单Debug→ResetCPU。

成功地启动了CCS后会出现如下窗口:

标题区，标明CCS启动方式菜单条编辑工具编译工具图3.5创建工程文件如下图，按编号顺序操作建立volume.pjt工程文件：

①输入新建工程名volume调试工具工程管理窗口工作区，用户文件管理（空）②单击此按钮，选择工程所在目录为C:

\ICETEK\F28335\DSP2833x_examples\Lab0101UseCCS图3.44．创建工程（1创建新的工程文件CCS界面图3.6③单击完成设置新建工程（2选择菜单“Project”的“New…”项。

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

（3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E:

\realtimedsp\F28335\DSP2833x_examples\Lab101-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E:

\realtimedsp\F28335\DSP2833x_examples\Lab0101-UseCCS\volume.cmd文件到volum工程中；添加C:

\CCStudio_v3.3\c2000\cgtools\lib\rts2800_ml.lib。

（4编译连接工程：

选择菜单“Project”的“RebuildAll”项，或单击工具条译过程中CCS主窗口下部“Build”提示窗中显示编译信息，警告的统计数。

中的按钮；注意编最后将给出错误和2122

5．编辑修改工程中的文件（1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”、“rts2800.lib”、“volume.c”和“volume.cmd”文件，其中volume.h为程序在编译时根据程序中的“include”语句自动加入的。

（2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。

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_signal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–F28335-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–F28335-A评估板的可用存储器分为八个部分，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。

（3）修改工程文件的设置图3.7修改工程文件通过以上设置操作，重新编译后，程序中的用户堆栈的尺寸被设置成1024个字。

6．基本调试功能

（1）执行FileÆLoadProgram，在随后打开的对话框中选择刚刚建立的E:

\realtimedsp\F28335\DSP2833x_examples\Lab101-UseCCS\Debug\volume.out文件。

7．使用观察窗口（1执行ViewÆWatchWindow打开观察窗口。

（2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。

（3在观察窗口中双击变量，则弹出修改变量窗口。

此时，可以在这个窗口中改变变量的值。

（4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。

8．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