[畢業(yè)設(shè)計精品]基于DSP系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計A

1、 dspdsp 嵌入式通信系統(tǒng)嵌入式通信系統(tǒng) 課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告題目：題目：基于基于 dspdsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計 學(xué)院：學(xué)院： 專業(yè)：專業(yè)： 通信工程通信工程 班級：班級： 通信通信 0815208152 學(xué)號：學(xué)號： 姓名：姓名： 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 20122012 年年 1 1 月月 2 2 日日 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 任任 務(wù)務(wù) 書書分院（系） 專業(yè)通信工程學(xué)生姓名學(xué)號 設(shè)計題目 基于 dsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計內(nèi)容及要求：內(nèi)容及要求：1. 使用 dsp 芯片設(shè)計計時器 2. 使用數(shù)碼管顯示時間 3. 使用鍵盤修改時間進度安排：

2、進度安排：2011 年 12 月 28 日 選題、查閱資料及編寫軟件程序（或硬件原理圖設(shè)計） 。2011 年 12 月 29 日 課外上機調(diào)試程序及仿真。2011 年 12 月 31 日 調(diào)試出結(jié)果、調(diào)試結(jié)果驗收并寫報告。2011 年 01 月 01-02 日 修改報告及提交報告電子版（修改之后） 。2012 年 01 月 04 日 正式提交報告（打印版）及參加第一次答辯。目目 錄錄摘 要 .11 基于 dsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計相關(guān)知識 .21.1 tms320c55x開發(fā)環(huán)境.21.2 計時器.21.3 中斷.32.基于 dsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計原理.42.1 計時器計時

3、程序.42.2 計時器輸出程序.42.3 按鍵輸入程序.42.4 程序流程圖.53.基于 dsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計編程及注釋.63.1 計時器計時程序.63.2 計時器輸出程序.103.3 按鍵輸入程序.113.4 sdram 初始化程序.133.5 命令文件.154. ccs、ads、matlab 系統(tǒng)仿真、波形分析附圖.165.總 結(jié).19致 謝 .20參考文獻 .210摘摘 要要dsp 芯片既具有高速數(shù)字信號處理功能又具有實時性強、功耗低、集成度高等嵌入式微計算機的特點，所以隨著科技的發(fā)展，dsp 技術(shù)在機電控制領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。led 數(shù)碼管顯示清晰美觀、功耗低，現(xiàn)在已成為

4、電子產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的顯示方式。本次課程設(shè)計就是通過對 dsp 芯片和數(shù)碼管的分析研究，利用 dspc55x 構(gòu)建一個時間顯示系統(tǒng)，采用數(shù)碼管顯示時間，用按鍵調(diào)整時間。該時鐘系統(tǒng)包括計時、時鐘輸出、按鍵輸入三個設(shè)計部分。并給出了各部分匯編程序。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：dsp 芯片；數(shù)碼管；按鍵；匯編程序11.1. 基于基于 dspdsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計相關(guān)知識系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計相關(guān)知識1.1.1 1 tms320c55xtms320c55x 開發(fā)開發(fā)環(huán)境環(huán)境c55x 編程可以采用匯編語言，也可以采用 c/c+語言，本次編程主要采用匯編語言完成，所以執(zhí)行效率高。c55x 的軟件開發(fā)環(huán)境

5、是 ccs v3.1（code composer studio） ，是 it 公司推出的用于開發(fā) dsp芯片的集成環(huán)境,它集編輯、編譯、鏈接、軟件仿真、硬件調(diào)試、以及實時跟蹤功能于一體。1.21.2 計時器計時器tms320vc5509 dsp 有兩個獨立的 20 bit 軟件可編程通用減數(shù)計數(shù)定時器，它們可用于向 cpu提供周期性的中斷信號，或者給 dma 控制器發(fā)送中期同步事件，也可以用于給外部設(shè)備提供周期信號，還可以用于外部事件計數(shù)。定時器的工作始終可以來自 dsp 內(nèi)部的 cpu 時鐘，也可以來自引腳 tin/tout。利用定時器控制寄存器（tcr）中的字段 func 可以確定輸入時鐘

6、源和 tin/tout 引腳功能。在定時器中，預(yù)定標記計數(shù)寄存器（psc）由輸入時鐘驅(qū)動，psc 在每個輸入時鐘周期減 1。當其減到 0 時，tim 減 1，當 tim 減到 0 時，定時器向 cpu 發(fā)出一個中斷請求（tint）或者向 dma 控制器發(fā)送同步事件。定時器發(fā)送中斷信號或同步事件信號的頻率可用下公式計算，即tint 頻率=輸入時鐘頻率/【（tddt+1）*（prd+1） 】定時器初始化步驟如下：（1）停止定時器（tss=1） ，定時器裝載時能（tlb=1） ，定時器控制寄存器 tcr 的其他位設(shè)置成對應(yīng)數(shù)值。（2）裝載欲分頻計數(shù)周期寄存器 prsc。（3）裝載主周期寄存器 prd

7、。（4）關(guān)閉定時器裝載（tlb=0） ，啟動定時器（tss=0） 。 dsp 復(fù)位（1）停止定時（tss=1）（2）預(yù)定標計數(shù)器值為 0（3）住計數(shù)器值為 ffffh（4）定時器不進行自動重裝（arb=0）2（5）idle 指示不能使定時器進入省電模式（6）仿真時遇到軟件斷點定時器立即停止工作（7）tin/tout 為高電阻，時鐘源是內(nèi)部時鐘（func=00b）1.31.3 中斷中斷中斷是由硬件或軟件驅(qū)動的信號，使 dsp 將當前的程序掛起，執(zhí)行另外一個稱為中斷服務(wù)子程序（isr）的任務(wù)。c5x 支持 32 個 isr。中斷可以分成可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷兩類。可屏蔽中斷可以通過軟件來加以屏蔽

8、，不可屏蔽中斷則不能被屏蔽。所有的軟件中斷都是不可屏蔽中斷。dsp 處理中斷的步驟如下：（1）接收中斷請求。軟件和硬件都要求 dsp 將當前程序掛起。（2）相應(yīng)中斷。cpu 必須響應(yīng)中斷。如果是可屏蔽中斷，響應(yīng)必須滿足某些條件;如果是不可屏蔽中斷，則 cpu 立即響應(yīng)。（3）準備進去中斷服務(wù)子程序。cpu 要執(zhí)行的主要任務(wù)有：完成當前指令的執(zhí)行，并沖掉流水線上還未解碼的指令。自動將某些必要的寄存器的值保存到數(shù)據(jù)堆棧和系統(tǒng)堆棧。從用戶事先設(shè)置好的向量地址獲取中斷向量，該中斷向量指向中斷服務(wù)子程序。（4）執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。cpu 執(zhí)行用戶編寫的 isr。isr 以一條中斷返回指令結(jié)束，自動回復(fù)步

9、驟（3）中自動保存的寄存器值。注意：外部中斷只能發(fā)生在 cpu 退出復(fù)位后的至少 3 個周期后，否則無效。在硬件復(fù)位后，不論 intm 位的設(shè)置和寄存器 ier0、ier1 的值如何，所有的中斷都被禁止，直到通過軟件初始化堆棧后才開放中斷。32.2. 基于基于 dspdsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計原理系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計原理數(shù)字時鐘除基本的計時功能外還要可以通過按鍵設(shè)定時間，所以除了主循環(huán)程序和輸出程序外還要有按鍵判斷程序，來設(shè)定時間。程序設(shè)計為三大部分：時鐘計時程序是程序、時鐘輸出程序、按鍵輸入程序，除此外還有 sdram 初始化程序和命令文件。2.12.1 計時器計時器計時程序計

10、時程序時鐘計時程序是主程序，由 cup 提供輸入時鐘信號，再由 dsp 的片上外設(shè)通用定時器完成計時功能，其中可以通過中斷次數(shù)來計數(shù)。設(shè)定寄存器 ar1、ar2、ar3 分別保存時鐘的秒、分、時。設(shè)cpu 時鐘為 144mhz，當 psc=15；tim=59999 可以計算出中斷頻率是 1/150hz，所以用 ar0 做計數(shù)器，每 150 次中斷時鐘的秒（ar1）自動加 1，并判斷是否等于 60，等于 60 則時鐘的分（ar2）自動加1，時鐘的秒（ar1）清零；不等于 60 跳轉(zhuǎn)到等待中斷程序，再次計數(shù) 150 次中斷。其中時鐘的分（ar2）加 1 時也要判斷是否滿 60，而時鐘的時加 1 時

11、要判斷是否滿 12。2.22.2 計時器計時器輸出程序輸出程序時鐘輸出程序，是將時鐘的秒、分、時，輸出到外設(shè)數(shù)碼管上。設(shè)：時鐘秒的個位十位、分的個位十位、時的個位十位對應(yīng)的數(shù)碼管地址分別為是0100h、0101h、0102h、0103h、0104h、0105h。想將時鐘計時程序中的秒、分、時的個位十位提取出，只需除以數(shù)字 10，商為十位，余數(shù)是個位，分別輸出至數(shù)碼管即可。2.32.3 按鍵輸入程序按鍵輸入程序按鍵輸入程序的功能是，通過外部按鍵設(shè)置時鐘的分、時。設(shè)按鍵 s1、s2、s3、地址分別為：0200、0201、0202。定為當 s1 按下時進去時鐘輸入程序，讓 cpu 隨時讀取按鍵 s1

12、 的地址，判斷是否置一（設(shè)按鍵按下為高電平） ，置一則進入時鐘輸入程序，程序開頭設(shè)定一個延時子程序，防止電子顫抖，進入時鐘輸入程序后，再讀取 s2、s3 的地址是否置一，分別讓 ar3、ar2 加 1（加 1 后判斷是否溢出）,當 s1、s2、s3 都為 0 時退出時鐘輸入程序回到時鐘計時程序。42.42.4 程序流程圖程序流程圖圖 3.1 程序流程圖53.3. 基于基于 dspdsp 系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計編程及注釋系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計編程及注釋3.13.1 計時器計時器計時程序計時程序 .title shizhong.asm .mmregs .def _c_int00 ;程序入口

13、 .def _timer0 ;timer0 中斷服務(wù)程序入口 .ref shuchu ;引用外部變量，時鐘輸出程序入口 .ref key ;引用外部變量，按鍵輸入程序入口 .ref sdram_init ;引用外部變量 sdram 初始化程序入口led .set 400001htim0 .set 0 x1000prd0 .set 0 x1001tcr0 .set 0 x1002prsc0 .set 0 x1003sysr .set 0 x07fd clkmd .set 0 x1c00 ;時鐘模塊寄存器地址 pdp_timer0 .set tim0/128stack .usect .stack,

14、200h ;分配堆棧空間sysstack .usect .sysstack,200h .dataled_i .word 1,2,4,8,4,2 .sect .vectorsrsv: b _c_int00 nop .align 8nmi: .loop 8 nop.endloop6int0: .loop 8 nop.endloopint2: .loop 8 nop.endlooptint0: b _timer0 nop.align 8;=;主程序;= .text_c_int00: amov #0h,xar1 ;初始化時鐘的秒 amov #0h,xar2 ;初始化時鐘的分 amov #0h,xar3

15、 ;初始化時鐘的時 amov #0,xdp amov #stack+200h,xsp amov #sysstack+200h,xsspinterupt: ;初始化中斷 bset intm mov #1,ivpd mov #1,ivph mov #10h,ier0 mov #10h,dbier0 mov #0,ier1 mov #0ffffh,ifr0 mov #0ffffh,ifr1 call sdram_init ;調(diào)用 sdram 初始化程序7 call shuchu ;調(diào)用時鐘輸出子程序;=;初始化定時器并啟動計時器;= mov #pdp_timer0,pdp mov #149,ar0

16、mov #0438h,port(#tcr0) mov #15,port(#prsc0) mov #59999,port(#prd0) and #0fbefh,port(#tcr0) ;停止從周期寄存器裝入并啟動定時器 bclr intm ;使能全局中斷bset ar5lc amov #led,xar4 mov #6,bk03 amov #led_i,xar5 mov #led_i,bsa23 mov #0,ar5loop: nop b loop ;等待中斷 ;= ;中斷服務(wù)程序;=_timer0: mov *ar5,*ar4 bcc next1,ar0!=#0h ;判斷是否中斷 150 次 m

17、ov #149,ar0 ;重新裝載計數(shù)器重新計數(shù) amar *ar1+ ;時鐘秒自動加 1 call shuchu bcc fen,ar1 =#3ch ;判斷 ar1 是否滿 60 b next28fen: mov #0,ar1 amar *ar2+ call shuchu bcc shi,ar2 =#3ch b next2shi: mov #0,ar2 amar *ar3+ call shuchu bcc loop1,ar3 =#0ch b next2loop1: mov #0,ar3 b next2next1: amar *ar0-next2: mov port(#0200),ar6 ;讀

18、取 s1 按鍵裝載到 ar4 bcc loop2,ar6!=#1h call key ;當按鍵 s1 按下時調(diào)用按鍵子程序 loop2: reti ;中斷返回 .end93.23.2 計時器計時器輸出程序輸出程序 .def shuchu .data .text shuchu: bclr sxmd ;清零 sxmd（關(guān)閉符號擴展） mov #10,ar6 ;設(shè)置除數(shù)為 10 mov ar1,ac0 ;把被除數(shù)（秒）放入 ac0 rpt #15 ;執(zhí)行 subc16 次 subc ar6,ac0,ac0 ;條件減法 mov ac0,port(#0101h) ;將商輸出到秒的十位 mov hi(ac

19、0),port(#0100h) ;將余數(shù)輸出到秒的個位 mov ar2,ac0 ;把被除數(shù)（分）放入 ac0 rpt #0fh ;執(zhí)行 subc16 次 subc ar6,ac0,ac0 mov ac0,port(#0103h) ;將商輸出到分的十位 mov hi(ac0),port(#0102h) ;將余數(shù)輸出到分的個位 mov ar3,ac0 ;把被除數(shù)（時）放入 ac0 rpt #0fh ;執(zhí)行 subc16 次 subc ar6,ac0,ac0 mov ac0,port(#0105h) ;將商輸出到時的十位 mov hi(ac0),port(#0104h) ;將余數(shù)輸出到時的個位 re

20、t .end103.33.3 按鍵輸入程序按鍵輸入程序 .def key .ref shuchu .textkey:;=;延時;= mov #500,ar5l1: amar *ar5- mov #10,ar4l2: amar *ar4- bcc l2,ar4!=#0h bcc l1,ar5!=#0h mov port(#0200h),ar6 bcc l, ar6=#0h ;按鍵 s1 電平消失跳轉(zhuǎn)到 l 退出程序 mov port(#0201h),ar6 bcc shi,ar6!=#0h ;按鍵 s2 按下（高電平）跳轉(zhuǎn) mov port(#0202h),ar6 bcc fen,ar6!=#0

21、h ;按鍵 s3 按下（高電平）跳轉(zhuǎn)shi: amar *ar3+ bcc yichu1,ar3 =#0ch ;判斷是否溢出 call shuchu ;調(diào)用時鐘輸出子程序 b keyyichu1: mov #0,ar3 call shuchu ;調(diào)用時鐘輸出子程序 b key fen: amar *ar2+ bcc yichu2,ar2 =#3ch11 call shuchu ;調(diào)用時鐘輸出子程序 b keyyichu2: mov #0,ar3 call shuchu ;調(diào)用時鐘輸出子程序 b keyl: ret .end 123.43.4 sdramsdram 初始化程序初始化程序 .def

22、 sdram_initebsr .set 0 x6c00egcr .set 0 x800emirst .set 0 x801emibe .set 0 x802ce01 .set 0 x803ce02 .set 0 x804ce03 .set 0 x805ce11 .set 0 x806ce12 .set 0 x807ce13 .set 0 x808ce21 .set 0 x809ce22 .set 0 x80ace23 .set 0 x80bce31 .set 0 x80cce32 .set 0 x80dce33 .set 0 x80esdc1 .set 0 x80esdper .set 0

23、x810sdcnt .set 0 x811init .set 0 x812sdc2 .set 0 x813sdram_pdp .set egcr/128 .textsdram_init: mov #0 xa01,port(#ebsr) mov #sdram_pdp,pdp mov #0 x220,port(#egcr)13 mov #0 x3000,port(#ce01) mov #0 x1fff,port(#ce11) mov #0 x1fff,port(#ce21) mov #0 x1fff,port(#ce31) mov #0 x0,port(#emirst) mov #0 x5958,

24、port(#sdc1) mov #0 x38f,port(#sdc2) mov #0 x0,port(init) ret .end143.53.5 命令文件命令文件-stack 200h -sysstack 200hmemory page 0: mmr : origin = 0000000h, length = 00000c0h spram : origin = 00000c0h, length = 0000040h vecs :origin = 0000100h, length = 0000100h daram0 : origin = 0000200h, length = 0001e00h

25、daram1 : origin = 0002000h, length = 0002000h daram2 : origin = 0004000h, length = 0002000h daram3 : origin = 0006000h, length = 0002000h daram4 : origin = 0008000h, length = 0002000h daram5 : origin = 000a000h, length = 0002000hdaram6 : origin = 000c000h, length = 0002000h daram7 : origin = 000e000h, length = 0002000hsections.vectors : vecs page 0 .bss: daram0 page 0 .stack: daram1 page 0 .sysstack: daram1 page 0 .text : daram4 page 0 .data: daram5 page 015 4.4. ccsccs、adsads、matlabmatlab 系統(tǒng)仿真、波形分析附圖系統(tǒng)仿真、波形分析附圖165.5.總總 結(jié)結(jié)通過調(diào)試以上程序運行無誤，完成了時鐘設(shè)計要求，使用 dsp 芯片設(shè)計時鐘；使用數(shù)碼管顯示時間；使用鍵盤修改時間。通