基于DSP2407的流水燈的實現(xiàn)的課程設計

1、目 錄1、 概述22、 dsp240733、 硬件電路說明54、 流水燈程序設計要求115、 實驗程序116、 實驗結果137、 總結13八、參考文獻14基于dsp2407的流水燈的實現(xiàn)1、 概述1.1 dsp介紹數(shù)字信號處理(digital signal processing，簡稱dsp)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術應運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經在通信等領域得到極為

2、廣泛的應用。德州儀器、freescale等半導體廠商在這一領域擁有很強的實力。 dsp (digital signal processor)是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或l的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。dsp微處理器（芯片）一般具有如下主要特點：(1)在一個指令周期內可完成一

3、玖乘法和一次加法；(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)；(3)片內具有快速ram，通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問；(4)具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉的硬件支持；(5)快速的中斷處理和硬件1/0支持；(6)具有在單周期內操作的多個硬件地址產生器；(7)可以并行執(zhí)行多個操作；(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以熏疊執(zhí)行。1.2dsp的應用： 語音處理：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、語音郵件、語音 儲存等。 圖像圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動畫、機 器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強等。 軍事、保密通信、雷達處理、聲吶處理、導航

4、、全球定位、跳頻電臺、搜 索和反搜索等。 儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。 自動控制：控制、深空作業(yè)、自動駕駛、機器人控制、磁盤控制等。 醫(yī)療：助聽、超聲設備、診斷工具、病人監(jiān)護、心電圖等。 家用電器：數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視電話、音樂合成、音調控制、玩具 與游戲等。 生物醫(yī)學信號處理舉例： ct:計算機x射線斷層攝影裝置。（其中發(fā)明頭顱ct英國emi公司的豪斯菲爾德獲諾貝爾獎。） cat：計算機x射線空間重建裝置。出現(xiàn)全身掃描，心臟活動立體圖形，腦腫瘤異物，人體軀干圖像重建。1.3問題描述輸入輸出端口(1/0)是dsp芯片內部電路與外部世界交換信息的通道。輸入端口負責從外

5、界接收檢測信號鍵盤信號等各種開關量信弓；輸出端口負責向外界輸送有內部電路產生的處理結果顯示信息，控制命令驅動信號。 使用中斷和定時器延時循環(huán)程序，設計dsp的流水燈控制器，在事件管理器中應用ev中斷。2、 dsp24072.1 dsp2407簡介2407開發(fā)板分為ti 2000-011 dsp2407增強型、dsp2407+cpld開發(fā)板、shx-dsp2407a開發(fā)板。引dsp2407+cpld開發(fā)板套件是一套基tms320lf2407a+epm240的dsp+cpld的學習開發(fā)平臺，充分發(fā)揮dsp2407和altera max ii的靈活性和功能強大，用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分

6、dsp和cpld兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的ip核通過cpld進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。由于我們的外設都是通過cpld連接與dsp連接進行電平轉換、隔離和總線。 仲裁等先進技術，所以使用極為方便靈活、簡潔、并且運行及其穩(wěn)定。這種結構可以充分利用了cpld的靈活性和功能強大的ip核進行功能更強的系統(tǒng)應用。是初學者和從事開發(fā)的科研工作者學習2407和cpld的首選之品。 本開發(fā)板供初學者學習使用，也可作為系統(tǒng)板嵌入到用戶的產品供用戶進行二次開發(fā)以便縮短產品開發(fā)周期。shx-dsp2407a開發(fā)板是dsp 2407系列產品中的重要一員。它的最大優(yōu)點是直觀簡單明了，極

7、為適于初學者。此棋板采用統(tǒng)一的系統(tǒng)結構、模塊結構和機械結構，以多種典型dsp處理器構成的dsp基本系統(tǒng)、標準總線和相同物理尺寸的dsp嵌入式控制模板，將2407的功能發(fā)揮的淋漓盡致，為學習者提供了強大、有效的學習平臺。用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分dsp和cpld兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的ip核通過cpld進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。2.2 dsp2407事件管理器模塊2.2.1事件管理器的引腳說明2.2.2 ev中斷事件管理器中斷總共分三組，每組均分別配一個cpu申斷(int2，3和4)。因為每組中斷均有多個中斷源，所以cpu中斷請求通過外設中斷擴展

8、控制器(pie)模塊來處理。 中斷請求有以下幾個響應階段： (1) 中斷源。如果外設中斷發(fā)生，evxifra、evxifrb、或evxifrc(x=a或 b)相應標志位被置l。 (2) 中斷使能。事件管理器中斷可以分別由寄存器evximra、evximrb或 evximrc (x=a或b)來使能或禁止。 (3) pie請求。如果中斷標志位和中斷屏蔽位被置l，那么外設會向pie模塊 發(fā)送一個外設中斷請求。 (4) cpu響應。cpu接收到中斷后，ifr響應的位被置l，并相應中斷。cpu響 應中斷后，中斷響應被軟件控制。 (5) pie響應。pie使用中斷向量更新pivr寄存器。(6) 中斷軟件。

9、中斷軟件有兩級響應，包括gisr和sisr。2.2.3定時器每個時間管理模塊有兩個通用定時器(gp)，每個定時器有四種可選操作模式： (1) 停止保持模式 此模式操作停止并保持其當前狀態(tài)，定時器的計數(shù)器，比較輸出和預定計數(shù)器 多保持不變 (2) 連續(xù)遞增計數(shù)模式 此模式gp將按照已定標的輸入時鐘計數(shù)，直到定時器計數(shù)器的值和周期存 儲器的值匹配為止。 (3) 定向增減技術模式 此模式，定時器將根據(jù)tdira/b引腳的輸入，對定時器的時鐘進行遞增和遞 減計數(shù)。 (4) 連續(xù)增減技術模式 此模式與定向的增減模式一樣，但是在本模式下，引腳tdira/b的狀態(tài)對計數(shù)的方向沒有影響。2.2.4比較單元3、

10、 硬件電路說明3.1供電電路2407開發(fā)板既可使用獨立的5v/1a 開關電源供電，也可使用usb 線直接供電，使用方便。電路部分的1117 輸出所接的100uf/16v 的電容不能省略，這樣更好的保證電壓穩(wěn)定。3.2復位電路2407開發(fā)板上使用專門的復位芯片sp708r，保證dsp 芯片可靠復位，并提供手動復位按鈕，方便用戶調試3.3時鐘電路00ic2407 用20m 外部晶體給dsp 提供時鐘，并使能2407a 片上pll 電路。由pll 控制寄存器控制，可由軟件動態(tài)的修改。tms320lf2407 的cpu 最高可工作在40m 的主頻下，也即是對20m 輸入頻率進行2 倍頻。3.4 dsp

11、引腳擴展接口3.5 led和按鍵電路開發(fā)板上有4個led發(fā)光管和一個自由按鍵。3.6 sci串口通訊電路dsp內置sci通訊模塊，采用接口芯片是max232，可以使用一根直連串口線直接和pc通訊。3.7 can通訊接口電路開發(fā)板中can總線收發(fā)器采用的是pca82c250。它將cantx和canrx轉化成canh和canl在can總線上傳輸。3.8 數(shù)碼管控制電路使用dsp的spi接口（io方式）控制數(shù)碼管。3.9 ad電路dsp 內置16 通道10 位adc 。在00ic2407 板上通過運放隔離只擴展了2 通道，分別位于通道0 和通道8，dsp 能接收的adc 輸入電壓為03.3v,在24

12、07 板上沒有單獨采用基準源。直接使用系統(tǒng)的3.3v 。板上所引的2 路ad 輸入電壓范圍為03 .3v, 在輸入dsp 之前，已經采用電壓跟隨器增加了阻抗。如果需要采樣的信號值更加準確，請采用專門的基準電壓源，以保證信號源的穩(wěn)定。3.10 da電路板上外擴的da 轉換器為ti 公司的tlc5620，該芯片為串行接口的4 路8 位da 轉換器，2407 通過spi 口與其接口，由于tlc5620 的工作頻率是1m，所有spi 的工作頻率也設定在1m，由于tlc5620 的4 路da 輸出已經加了跟隨器，所以本開發(fā)板上沒有另外加。3.11 pwm電機控制電路pwm 電機控制實驗針對微型直流電機。

13、兩路帶死區(qū)的pwm 信號從dsp 引腳上直接產生。電機驅動采用的是4 個npn 的三極管，可控制正反轉。3.12 步進電機接口開發(fā)板上提供的5v 的步進電機接口，標準6 芯，兼容市場上的5 芯接口。3.13液晶擴展電路（1602和12864接口）液晶接口的數(shù)據(jù)線都經過了74lvc4245 進行了緩沖。讀信號和寫信號與dsp 直接相連。3.14 外部中斷控制電路板子上擴展中斷輸入接口，其中exint 輸入端接有小按鍵。平時為高電平，按下為低電平，如圖所示。4、 流水燈程序設計要求1. 熟悉dsp2407 dsk開發(fā)板結構和使用。 掌握dsp開發(fā)環(huán)境ccs的使用和 一般編程技巧。掌握dsp開發(fā)板系

14、統(tǒng)調試的一般步驟及方法。 2. dsp2407具有42個i/o端口，這些端口可以作為輸入，也可作為輸出， 同時dsp2407具有4個定時器分別位于eva和evb中，掌握定時器和中斷 的使用。 3.了解 dsp2407基本原理和開發(fā)板的結構 4.利用定時器和中斷編寫程序實現(xiàn)流水燈，并將程序下載到開發(fā)板調試、運 行。5、 實驗程序5.1程序主要文件：(1) .vectors.asm:包含了lf2407中斷向量表文件(2) .ledc:這是實驗的主程序，包含了系統(tǒng)的初始化及對片外擴展的高32k數(shù)據(jù) 控件的操作(3) .2407cmd.cmd:聲明了系統(tǒng)的存貯器配置與程序各段的連接關系5.2向量表程序

15、： .ref .ref .sectrsvectint1int2int3int4int5int65.3源程序：nothing;直接返回的中斷服務程序符號_t int0；復位向量符號.vectorsb c int0 ；pm 0復位向量 lbnothing ；pm 2 中斷優(yōu)先級1 4bnothing ；pm 4 中斷優(yōu)先級2 5bnothing ；pm 6 中斷優(yōu)先級3 6 b nothing ；pm 8 中斷優(yōu)先級4 7 b_nothing ；pma 中斷優(yōu)先級5 8bnothing ；pm c 中斷優(yōu)先級6 95.4man.c程序#include 2407c.h#include#define

16、uint unsigned intunsigned char data4=0x01,0x02,0x04,0x08 ;uint index;void disable() asm( setc intm);void enable() asm( clrc intm); void initial() asm( setcsxm);/ 抑制符號位擴展asm( clrcovm);/ 累加器中結果正常溢出asm( clrccnf);/ b0被配置為數(shù)據(jù)存儲空間asm( setcintm);/ 禁止所有中斷*scsr1=0x0e04;/ clkin=15m,clkout=2*clkin=30m*wdcr=0x00

17、e8;/ 不使能看門狗，因為scsr2中的 /wdoverride/ 即wd保護位復位后的缺省值為1，故可以用軟件禁止看門狗*imr=0x0002;/ int2中斷*ifr=0x0ffff;/ 清除全部中斷標志,寫1清0*mcra=0x0000;index=0; void timerlint() *evaimra=*evaimra|0x0780; /允許定時器1周期中斷 *evaifra=*evaifra&0x0780; /清除定時器1周期中斷標志 *t1con=0x1602; /timer為連續(xù)增記數(shù)模式， *t1pr=0x0f00e; / *t1cmpr=0x00ff; *t1cnt=0x00; void interrupt t1int() int flag; flag=*evaifra&0x0080; /讀取中斷標志if(flag!=0)outport(3,dataindex); *t1cnt=0x00; *evaifra=*evaifra&0x0080; index+=1; if(index=4) index=0