DSP實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書探素

1、 DSP原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一：熟悉CCS，編寫一個(gè)以C語言為基礎(chǔ)的DSP程序1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)TMS320LF2407 DSP實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。2.了解TMS320LF2407 DSP應(yīng)用程序的開發(fā)調(diào)試流程。3.學(xué)習(xí)使用CCS3.3調(diào)試TMS320LF2407 DSP程序。 4.學(xué)習(xí)用標(biāo)準(zhǔn)C語言編制程序：了解常用的C語言程序設(shè)計(jì)方法和組成部分。2、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000（或Windows98，Windows XP，以下默認(rèn)為Windows2000），CCS3.3編譯軟件，TMS320LF2407 DSP實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和仿真器。3、 實(shí)驗(yàn)原理1.

2、標(biāo)準(zhǔn)C語言程序： CCS支持使用標(biāo)準(zhǔn)C語言開發(fā)DSP應(yīng)用程序。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)C語言編制程序時(shí)，其源文件名的后綴應(yīng)為.C（如：volume.c）。 CCS在編譯標(biāo)準(zhǔn)C語言程序時(shí)，首先將其編譯成相應(yīng)匯編語言程序，再進(jìn)一步編譯成目標(biāo)DSP的可執(zhí)行代碼。最后生成的是COFF格式的可下載到DSP中運(yùn)行的文件，其文件名后綴為.out。由于使用C語言編制程序，其中調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)C的庫函數(shù)由專門的庫提供，在編譯鏈接時(shí)編譯系統(tǒng)還負(fù)責(zé)構(gòu)建C運(yùn)行環(huán)境。所以用戶工程中需要注明使用C的支持庫。2. 命令文件的作用： 命令文件（文件后綴為.cmd）為鏈接程序提供程序和數(shù)據(jù)在具體DSP硬件中的位置分配信息。通過編制命令文件，我們可

3、以將某些特定的數(shù)據(jù)或程序按照我們的意圖放置在DSP所管理的內(nèi)存中。命令文件也為鏈接程序提供了DSP外擴(kuò)存儲(chǔ)器的描述。在程序中使用CMD文件描述硬件存儲(chǔ)區(qū)，可以只說明使用部分，但只要是說明的，必須和硬件匹配，也就是只要說明的存儲(chǔ)區(qū)必須是存在的和可使用的。3. 內(nèi)存映射（map）文件的作用： 一般的，我們設(shè)計(jì)、開發(fā)的DSP程序在調(diào)試好后，要固化到系統(tǒng)的ROM中，為了更精確的使用ROM空間，我們就需要知道程序的大小和位置，通過建立目標(biāo)程序的map文件可以了解DSP代碼的確切信息。當(dāng)需要更改程序和數(shù)據(jù)的大小和位置時(shí)，就要適當(dāng)修改才cmd文件和源程序，再重新生成map文件來觀察結(jié)果。另外，通過觀察map

4、文件，可以掌握DSP存儲(chǔ)器的使用和利用情況，以便進(jìn)行存儲(chǔ)器方面的優(yōu)化工作。4、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)置CCS通過仿真器連接開發(fā)板硬件環(huán)境進(jìn)行軟件調(diào)試和開發(fā)：（1） 雙擊桌面上圖標(biāo) “Code Composer Studio Setup ”,進(jìn)入CCS設(shè)置窗口，如圖一所示。（2） 在中間系統(tǒng)可用配置驅(qū)動(dòng)中選擇“F2407 XD510 Emulator”雙擊或右鍵加入系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)配置詳細(xì)信息系統(tǒng)可用驅(qū)動(dòng)配置系統(tǒng)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)配置圖一 CCS設(shè)置窗口（3） 在系統(tǒng)當(dāng)前配置中右擊“F2407 XD510 Emulator”選擇屬性，按圖二所示配置仿真器驅(qū)動(dòng)，下一步直到完成。 圖二 仿真器驅(qū)動(dòng)設(shè)置 （4） 在系統(tǒng)當(dāng)

5、前配置中右擊“CPU_1”選擇屬性，配置GEL文件。（默認(rèn)選擇f2407A.gel即可)（5） 選擇“保存和退出”，系統(tǒng)提示“是否在退出后啟動(dòng)CCS？”（6） 單擊“否”，完成系統(tǒng)的配置工作。如圖三所示 圖三 退出CCS設(shè)置界面2.初始化仿真器。雙擊打開桌面文件夾“TDS510USB2EMULATOR”，打開“TDS510USB_reset.bat” 初始化仿真器，按任意鍵退出。（如果是第一次使用仿真器，則需先運(yùn)行“TDS510USB_probe.bat”在運(yùn)行 “TDS510USB_reset.bat”以初始化。）3雙擊桌面上圖標(biāo) “Code Composer Studio ”進(jìn)入CCS 3

6、.3編譯環(huán)境，點(diǎn)擊“debug->connect”，連接目標(biāo)板。（如果不能正常進(jìn)入CCS，則斷電仿真器，初始化，重復(fù)此步驟。）4建立新的工程文件： 圖二 新建工程選擇菜單中“ProjectNew”（項(xiàng)目新建），彈出圖二所示對話框。依次輸入工程名、存儲(chǔ)路徑、輸出文件格式（選擇可執(zhí)行的.OUT）、目標(biāo)板芯片（TMS320C24XX）。點(diǎn)擊確定即可。注：工程文件名不支持中文，存儲(chǔ)路徑也不支持中文。2. 設(shè)置工程文件：“Project>Build Options”，此處可以修改編譯、連接屬性。3. 編輯輸入源程序：（1）選擇菜單命令“FileNewSource File”(文件新建源文件)

7、時(shí)，工作區(qū)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)如圖三所示的文本編輯窗口，作為創(chuàng)建源文件的編輯窗口，它的標(biāo)題欄中顯示“Untitled1”，表示源文件尚未命名。圖三文本編輯窗口在圖三中，若欲為即將輸入的源文件預(yù)先命名，那就選用菜單命令“FileSave As”（文件另存為），隨即會(huì)出現(xiàn)一個(gè)如圖四所示的文件“保存為”對話框。圖四另存為對話框在圖四中所示的“文件名”條形框內(nèi)輸入文件名“Frist”，并且它的存放目錄與工程文件存放目錄確保一致。保存類型選擇“.C”然后點(diǎn)擊“保存”按鈕，對話框消失，文本編輯窗口的標(biāo)題欄中換成了剛定義的文件名“Frist”并將以擴(kuò)展名“.C”保存。在Frist.C中輸入下述程序： int x=1

8、,y=2,z;main()while(1)z=x+y;（2） 如同第（1）步操作，建立空的程序窗口。 輸入連接命令文件內(nèi)容,并以.CMD格式保存到工程文件夾中。-stack 160-o ex.out -m ex.map/*Main.obj Define.obj */-l rts2xx.libMEMORY PAGE 0: VECS: origin = 0x8000, length 0x040 PAGE 0: PROG: origin = 0x8860, length 0x6000 PAGE 1: B0 : origin = 0x200, length 0x100 PAGE 1: B1 : ori

9、gin = 0x300, length 0x100 PAGE 1: DATA: origin = 0x0860, length 0x0780SECTIONS .vectors : >VECS PAGE 0 /* 中斷向量表 */ .text : >PROG PAGE 0 /* 可執(zhí)行代碼和字符串 */ .cinit : >PROG PAGE 0 .data : >DATA PAGE 1 /* 初始化變量和常數(shù)表 */ .bss : >DATA PAGE 1/* 保留全局變量和靜態(tài)變量空間 */ .const : >DATA PAGE 1/* 字符串和swit

10、ch表 */ .switch : >PROG PAGE 0 /* 包含.switch語句建立的表格 */ .stack : >DATA PAGE 1 /* 為系統(tǒng)堆棧分配存儲(chǔ)器 */ .system : >DATA PAGE 1/* 為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器函數(shù)分配存儲(chǔ)器空間 */ 4. 把源文件加載到工程文件中： 點(diǎn)擊源文件文件夾>右鍵>加載源文件 6. 編譯源文件、下載可執(zhí)行程序：（1）單擊菜單：“Project>Rebuild All”生成可執(zhí)行的.OUT文件。（2） 執(zhí)行“File->Load Program”、指定COFF文件路徑（生成的.OUT文件路徑

11、，新建工程文件中），點(diǎn)擊下載。點(diǎn)擊“Debug->Run”（F5）即可以運(yùn)行程序。（3） 在源程序中雙擊變量名，再單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Add to Watch Window”，則可以觀看x，y，z的值的變化。（也可以在菜單中“Memory”中“Address”項(xiàng)中輸入&x，單擊“OK”完成設(shè)置，窗口中X的當(dāng)前取值顯示在第一個(gè)地址之后。五、程序流程圖6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，CMD文件可以安排程序和數(shù)據(jù)在DSP內(nèi)存資源中的分配和位置，MAP文件中描述了程序和數(shù)據(jù)所占用的實(shí)際尺寸和地址。C語言編制的程序，在經(jīng)過編譯器編譯后，需要連接若干C標(biāo)準(zhǔn)程序輔助運(yùn)行，以下是運(yùn)行流程：1.

12、程序入口為_C_int00，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)C庫中的程序，負(fù)責(zé)初始化C環(huán)境。2. 程序最終轉(zhuǎn)到用戶編制的主函數(shù)運(yùn)行、3. 程序在主函數(shù)中的無限循環(huán)中持續(xù)運(yùn)行。7、 提高部分 請修改程序完成計(jì)算的值。實(shí)驗(yàn)二：按鍵與走馬燈程序?qū)嶒?yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉基本的TMS320LF240X系列的匯編語言。2 了解實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的基本I/O硬件電路的控制方法。3 進(jìn)一步熟悉設(shè)計(jì)并調(diào)試程序的基本方法。2、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000（或Windows98，Windows XP，以下默認(rèn)為Windows2000），CCS3.3軟件，TMS320LF2407 DSP實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和仿真器。3、

13、實(shí)驗(yàn)原理輸入輸出端口（簡稱I/O口）是DSP芯片內(nèi)部電路與外部世界交換信息的通道。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號；輸出端口負(fù)責(zé)向外界輸送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動(dòng)信號等。本實(shí)驗(yàn)利用TMS320LF2407芯片做基本的I/O控制接口。所有的I/O和復(fù)用引腳的功能可通過9個(gè)16為控制寄存器來設(shè)置。寄存器可以分兩類：（1）I/O口復(fù)用控制寄存器（MCRx）：用來控制選擇I/O引腳作為特殊功能還是一般 I/O引腳功能。（2）數(shù)據(jù)和方向控制寄存器（PxDATDIR）：當(dāng)引腳作為普通I/O口時(shí)，利用該寄存器控制數(shù)據(jù)方向。4、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)置CCS，并啟

14、動(dòng)軟件：見實(shí)驗(yàn)一。2. 打開工程文件： “Project>Open>./ex3_LED>EX.pjt”瀏覽main.c文件的內(nèi)容，理解各語句的作用。3. 編譯并下載程序：見實(shí)驗(yàn)一。4. 運(yùn)行程序并觀察結(jié)果：5. 退出CCS。五、程序流程圖 圖 程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)硬件原理圖圖 硬件原理圖七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果最邊上一個(gè)LED不斷的閃爍（這個(gè)LED在后面其他的程序中都被定義成在定時(shí)器中斷中閃爍），其余的4個(gè)LED均處于熄滅狀態(tài)?，F(xiàn)在將按鍵輕按一下，只有LED1閃爍；按二下，只有LED2閃爍；按三下，只有LED3閃爍；按四下，只有LED4閃爍；按五下，四個(gè)LED循環(huán)依次閃爍。若再按鍵，則如此

15、反復(fù)循環(huán)。八、提高部分 請修改程序?qū)崿F(xiàn)：（1） 按一下，只有LED1閃爍；按二下，LED1和LED2閃爍；按三下，LED1、LED2和LED3閃爍；按四下，LED1、LED2、LED3和LED4閃爍；按五下，實(shí)現(xiàn)“追燈”操作。若再按鍵，則如此反復(fù)循環(huán)。 （2）以中斷的方式實(shí)現(xiàn)按鍵操作。實(shí)驗(yàn)三：SCI串口通訊實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解DSP與PC機(jī)之間串行異步通信接口的應(yīng)用。2 了解串行通信的設(shè)置，以便正確實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)（上位機(jī)）的通信。3 通過實(shí)驗(yàn)了解串行數(shù)據(jù)的接收及傳送。2、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000（或Windows98，Windows XP，以下默認(rèn)為Wi

16、ndows2000），CCS3.3軟件，TMS320LF2407 DSP實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和仿真器。3、 實(shí)驗(yàn)原理計(jì)算機(jī)與外界所進(jìn)行的信息交換經(jīng)常被人們稱為數(shù)據(jù)通信（簡稱通信）。通信的基本方式又可分為并行通信和串行通信兩種。串行通信的實(shí)現(xiàn)，在制式、種類、形式、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、編碼、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)、幀結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式、調(diào)制方式、主要用途等許多方面，存在著多種類型、變化、選擇和解決方案，其中之一有美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)推薦標(biāo)準(zhǔn)RS-232，它是用來實(shí)現(xiàn)與串行通信功能相關(guān)的技術(shù)和規(guī)范。RS-232接口采用25針的鏈接器DB-25或9針鏈接器DB-9，其每一條插針的信號功能都是標(biāo)準(zhǔn)的，對于各種信號的電平規(guī)定也是標(biāo)準(zhǔn)的，因而便

17、于各種數(shù)字設(shè)備之間的兼容和互相鏈接。其基本的信號定義如表8.1所列。表8.1RS-232接口的信號定義DB-25腳位DB-9腳位信號名稱方向 含義234567820221327865149TXDRXDRTSCTSDSRSGDCDDTRRI輸出輸入輸出輸入輸入輸入輸出輸入數(shù)據(jù)發(fā)送端數(shù)據(jù)接收端請求發(fā)送（計(jì)算機(jī)要求發(fā)送數(shù)據(jù)）清除發(fā)送（MODEM準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒信號地?cái)?shù)據(jù)載波檢測數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒（計(jì)算機(jī)）響鈴指示保護(hù)地大多數(shù)的電腦設(shè)備都具有RS-232接口，盡管它的性能指標(biāo)并非很好，但其在廣泛的市場支持下依然常勝不衰。就使用而言，RS-232也確實(shí)有其優(yōu)勢：僅需3根線（TXD、RXD和S

18、G）便可在兩個(gè)數(shù)字設(shè)備之間全雙工的傳送數(shù)據(jù)。TMS320LF2407內(nèi)部集成SCI模塊。SCI模塊采用的是一種在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)上簡化了的、無握手信號的、二線式的串行通信方式，使得占用芯片引腳資源的數(shù)量降低到最低限度。TMS320LF2407的SCI具有異步和同步通信能力，其異步通信能力主要用于與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或DSP系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，而同步通信能力則主要用于本DSP電路系統(tǒng)之內(nèi)的片外器件串行擴(kuò)展。SCI可以定義三種工作方式：全雙工異步方式、半雙工同步主控方式和半雙工同步從動(dòng)方式。在DSP應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)過程中，如何利用更少的DSP引腳實(shí)現(xiàn)更多信息吞吐？如何利用更簡練的電路和更廉價(jià)的器件實(shí)現(xiàn)更豐富功

19、能？始終是我們孜孜以求的努力目標(biāo)。為此，本實(shí)驗(yàn)利用PC機(jī)的超級終端程序，經(jīng)過異步串行通訊端口COM與TMS320LF2407芯片的串行通信模塊接口，進(jìn)行雙向異步通信的實(shí)驗(yàn)。本例的應(yīng)用方案將會(huì)對同學(xué)們有一定的啟發(fā)和實(shí)用價(jià)值。4、 實(shí)驗(yàn)步驟1.采用標(biāo)準(zhǔn)DB9串口直連線將PC串口和目標(biāo)板串口相連。打開PC上的串口調(diào)試軟件“sscom32.exe”。默認(rèn)COM1,9600N,8,1。選擇按16進(jìn)制接收和發(fā)送。2設(shè)置CCS，并啟動(dòng)軟件：見實(shí)驗(yàn)一。3打開工程文件： “Project>Open>./ex4_SCI>EX.pjt”瀏覽main.c文件的內(nèi)容，理解各語句的作用。4編譯并下載程序

20、：見實(shí)驗(yàn)一。5運(yùn)行程序并觀察結(jié)果：6. 退出CCS。5、 實(shí)驗(yàn)硬件原理圖圖 TMS320LF2407與MAX232接口電路六、程序流程圖七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果在串口調(diào)試助手中馬上可以看到上部的接收顯示區(qū)不斷接收到數(shù)據(jù)57（為16進(jìn)制）。在串口助手的下部的發(fā)送區(qū)填入56，選中自動(dòng)發(fā)送，數(shù)據(jù)即可通過串口發(fā)送到目標(biāo)板。打開View->Watch window，在下面彈出的Watch區(qū)域中填入SCI_RXDATA,x即可按十六進(jìn)制方式顯示變量SCI_RXDATA的值。如果正常，應(yīng)可以看到該變量的值為0x56。如果是十進(jìn)制則因?yàn)?6。八、提高部分 修改程序?qū)崿F(xiàn)在串口調(diào)試助手中發(fā)送部分發(fā)送“DSP2407”，

21、在串口接收部分接收到你發(fā)送的“DSP2407”。 實(shí)驗(yàn)四：PWM電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)使用C語言編制中斷程序，產(chǎn)生不同占空比的PWM信號。2. 熟悉2000系列事件管理模塊。3. 學(xué)會(huì)直流電機(jī)的控制原理和控制方法。2、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PC兼容機(jī)一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Windows2000（或Windows98，Windows XP，以下默認(rèn)為Windows2000），CCS3.3軟件，TMS320LF2407 DSP實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和仿真器。3、 實(shí)驗(yàn)原理1. 每個(gè)240X器件都包含兩個(gè)事件管理模塊EVA和EVB，每個(gè)時(shí)間管理器模塊包括通用定時(shí)器、比較單元、捕獲單元，以及正交編碼脈沖電路。2. 直流電機(jī)控制：直流電動(dòng)機(jī)是最早出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)，也是最早能實(shí)現(xiàn)調(diào)速的電動(dòng)機(jī)。近年來，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方法都發(fā)生了很大的變化。隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，使采用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制（PWM）控制方式已成為絕對主流。PWM調(diào)壓調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為：其中，U為電樞端電壓；I為電樞電流；R為電