的C語言程序設(shè)計

1、DSP的C語言程序設(shè)計一、 為什么要使用C語言對DSP編程？C語言是高級語言，易學(xué)易用。C語言的編程效率極高，易于調(diào)試。C語言的可移植性好。二、 C程序的結(jié)構(gòu)及組成完整的C程序是由一個主函數(shù)main()和其它的子函數(shù)組成的，每一個子函數(shù)完成特定的功能。DSP的C語言的入口地址固定為c_int00，在rts.lib中定義。C語言支持豐富的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在ccs集成開發(fā)環(huán)境中，為C語言提供了完整的支持硬件的底層函數(shù)庫和支持算法的DSP函數(shù)庫。在使用C語言的庫函數(shù)時，在工程中必須包括相應(yīng)的函數(shù)庫和rts.lib運行時支持庫。下面是一般C語言程序的結(jié)構(gòu)和組成框架。一般C程序的結(jié)構(gòu)如下：/ #in

2、clude包含語句定義程序中使用的函數(shù)庫對應(yīng)的. h頭文件#include “函數(shù)庫1”#include <函數(shù)庫2>#include “函數(shù)庫3”/ #define 定義程序中所有的宏替換#define 宏替換名替換內(nèi)容/本程序的內(nèi)部函數(shù)聲明，這些函數(shù)一般放在main()函數(shù)的后面函數(shù)類型 函數(shù)名（函數(shù)參數(shù)列表）;/中斷服務(wù)程序（函數(shù)）的聲明interrupt void function_name (void);/全局變量聲明變量類型全局變量名；/主函數(shù)main()void main(void)/局部變量定義for(;)/調(diào)用子函數(shù)來處理數(shù)據(jù)/完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出功能/本程序的內(nèi)

3、部函數(shù)函數(shù)類型 函數(shù)名（函數(shù)參數(shù)列表）/本函數(shù)的局部變量定義/本函數(shù)中的算法/程序結(jié)束三、 數(shù)據(jù)類型C語言支持的數(shù)據(jù)類型很豐富，包括字符型、短整型、整型、長整型、枚舉型、浮點型、雙精度浮點型、長雙精度浮點型、數(shù)據(jù)指針及程序指針，要注意的是由于54x DSP是16位的處理器，它的字符型數(shù)據(jù)的長度是16位的，另外注意比較各種數(shù)據(jù)類型的長度、內(nèi)容以及所表示的值的范圍大小，可以發(fā)現(xiàn)短整型和整型數(shù)據(jù)類型是一致的，浮點型、雙精度浮點型和長雙精度浮點型是一致的，這是因為54x DSP的C語言編譯器為了適應(yīng)不同的編程習(xí)慣而這樣定義的，所以實際使用中可以將常用的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行適當(dāng)簡化，即將短整型、整型統(tǒng)一為整型（

4、int），將各種浮點類型統(tǒng)一為浮點型（float）。另外，為了簡化書寫，用戶可以自定義數(shù)據(jù)類型，例如在type.h中的定義：typedef float f32; /浮點型typedef long s32; /有符號的長整型typedef int s16; /有符號的整型typedef unsigned char u8; /無符號的字符型typedef unsigned int u16; /無符號的整型typedef unsigned long u32; /無符號的長整型詳細(xì)內(nèi)容請參考頭文件type.h。四、 頭文件中存儲器映射寄存器（MMR）的定義和訪問對于DSP的軟件設(shè)計，首先必須明了DSP

5、的可用片內(nèi)資源及其訪問方法，包括DSP的片上存儲器映射寄存器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O空間的尋址范圍、尋址方式，片上外設(shè)的寄存器定義、工作流程以及編程控制方法。54X DSP的片內(nèi)寄存器資源是通過兩個頭文件Regs.h 和Regs54x.h進(jìn)行定義的，這些頭文件位于 c:tic5400dsk5402include目錄下，在這兩個文件中定義了C54x DSP中涉及到的所有寄存器及其所包含的控制和狀態(tài)比特，這些定義是使用宏替換定義#define進(jìn)行的，例如：串口控制寄存器中接收移位寄存器滿標(biāo)志位的比特域定義：# define RSRFULL 13 /RSRFULL標(biāo)志比特位于寄存器的bit1

6、3位置#define RSRFULL_SZ 1 /此標(biāo)志的長度為1個比特我們只需要了解這些寄存器定義，在編程過程中直接使用而不需要自己來重新定義。Reg54xx.h是對Regs.h的擴(kuò)展和補(bǔ)充，并且Reg54xx.h頭文件包含Regs.h。注意#define的語句中“”是續(xù)行符。在Regs.h和Regs54xx.h中還定義了寄存器的訪問方式宏定義，如： REG_READ(addr); /寄存器讀 REG_WRITE(addr,val); /寄存器寫 RESET_BIT(addr,bit); /bit位清零 GET_BIT(addr,bit); /取得bit位的值 SET-BIT(addr,bi

7、t); /bit位置1詳細(xì)內(nèi)容請參考c:tic5400dsk5402include目錄下的頭文件Regs.h 和Regs54x.h。在頭文件中，采用了以下幾種方法對DSP內(nèi)部的存儲器映射寄存器（MMR）進(jìn)行定義和訪問： 使用#define宏定義語句定義MMR的地址，有兩種定義方法：統(tǒng)一定義法：如MCBSP串口接收寄存器的定義：#define DRR2_ADDR(port)(port? 0x40:0x20)#define DRR1_ADDR(Port)(port?0x41:0x21)它把MCBSP0和MCBSP1的串口接收寄存器合在一起進(jìn)行了定義，通過port參數(shù)進(jìn)行區(qū)分。單獨定義法：#defi

8、ne DRR20_ADDR 0x20#define DRR10_ADDR 0x21#define DRR21_ADDR 0x40#define DRR11_ADDR 0x41分別將MCBSP0和MCBSP1的串口接收寄存器進(jìn)行了定義。統(tǒng)一定義法定義的寄存器用于對二者同時進(jìn)行訪問時比較方便，單獨定義法定義的寄存器用于單獨訪問某個外設(shè)時比較方便。訪問時使用“指針前綴+地址”的方式，例如：* (volatile unsigned int *) DXR1_ADDR(Port)=value;/寫DXR1寄存器variable=* (volatile unsigned int *) DRR1_ADDR(P

9、ort);/讀DRR1寄存器使用宏定義函數(shù)進(jìn)行訪問。在regs.h和reg54xx.h頭文件中，定義了如下的宏函數(shù)，可以使用它們對寄存器或存儲器進(jìn)行訪問。 REG_READ（addr）;/寄存器讀，addr為寄存器地址 REG_WRITE（addr,value）;/寄存器寫，addr為寄存器地址，value為要寫入的值例如：REG_READ（DDR1_ADDR (port)）;/讀DRR1寄存器REG_WRITE(DXR1_ADDR (port),value);/寫DXR1寄存器，value為要寫入的值 直接使用* (volatile unsigned int *) +地址的指針方式定義寄存器

10、，其中“volutile”關(guān)鍵字用來防止C編譯器對本條語句進(jìn)行優(yōu)化。 例如：#define DRR20 * (volatile unsigned int *)0x200x20是寄存器的地址，相當(dāng)于&p，(volatile unsigned int *)0x20相當(dāng)于一個地址變量p，* (volatile unsigned int *)0x20相當(dāng)于指針數(shù)據(jù)類型。訪問時直接使用即可，例如：DXR20=value;/寫寄存器DXR20Variable=DRR20;/讀寄存器DRR20在頭文件中，習(xí)慣上使用 “寄存器名+_+ ADDR”表示寄存器的地址宏定義，而是用寄存器名表示寄存器指針方式

11、的宏定義，請注意區(qū)分，并在實際編程時遵守這一習(xí)慣。由于54X DSP的存儲器映像寄存器在頭文件Regs.h 和Regs54x.h中已經(jīng)按方式進(jìn)行了定義，所以推薦使用方式訪問DSP的存儲器映像寄存器，不需要自己重新進(jìn)行宏替換定義。對于RAM存貯器可使用變量、數(shù)據(jù)指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉等方式進(jìn)行訪問。其它等效的定義和訪問方式除了的定義和訪問方法之外，還有一些等效的定義和訪問方法，這些方法不建議大家使用，只需要進(jìn)行了解。定義：#define BSPC0 (volatile unsigned int*)0x22使用： *BSPC0=value;/寫寄存器 reg_value=*BSPC0;/讀寄存器五

12、、 DSP I/O空間的訪問方式1：在C語言中訪問DSP的I/O空間借助于關(guān)鍵字ioport來進(jìn)行，注意，此關(guān)鍵字只為DSP 54xx的編譯器所識別和使用。在54xx中其定義格式為： ioport unsigned int porthex_num其中的import和port均為關(guān)鍵字，unsigned int 是I/O數(shù)據(jù)類型，在54xx中，I/O空間共有64K字，所以數(shù)據(jù)類型只能是char 、short、 int等16位的類型。一般使用格式如下：volatile ioport unsigned int portxx;/xx為16進(jìn)制(hex)格式地址portxx=value;/寫I/O端口v

13、ariable=portxx;/讀I/O端口例如：當(dāng)訪問I/O空間在200H地址時，可以采取以下定義形式：ioport unsigned int port200;unsigned int test;test=port200; /讀I/O端口，port200作為一個變量使用port200=test; /寫I/O端口，port200作為一個變量使用更進(jìn)一步地，可以使用ioport關(guān)鍵字和宏替換來定義I/O地址。例如：volatile ioport unsigned int portxx;/xx為16進(jìn)制(hex)格式地址#define portA portxx/使用宏替換對portxx端口進(jìn)行進(jìn)一

14、步定義portA=value;/寫I/O端口varich=portA;/讀I/O端口例如，在board.h中對cpld擴(kuò)展I/O寄存器的定義如下：/port declarations used to access CPLD registersvolatile ioport u16 port0;volatile ioport u16 port1;volatile ioport u16 port2;volatile ioport u16 port3;volatile ioport u16 port4;volatile ioport u16 port5;volatile ioport u16 por

15、t6;volatile ioport u16 port7;#define CPLD_CTRL1_REG port0#define CPLD_STAT_REG port1#define CPLD_DMCTRL_REG port2#define CPLD_DBIO_REG port3#define CPLD_CTRL2_REG port4#define CPLD_SEM0_REG port5#define CPLD_SEM1_REG port6#define CPLD_SLIC_REG port7方式2：借助于庫函數(shù)portRead(port)和portWrite(port)對一段連續(xù)I/O端口進(jìn)

16、行讀寫在portio.h頭中定義了portRead()、portWrite()函數(shù)。/*/* Copyright (c) Texas Instruments, Incorporated 2000 */*/*/*/* portio.h - Header file for portio_.asm */* */* */* FUNCTIONS: */* */* portRead() */* portWrite() */* */* */* STATIC FUNCTIONS: */* None */* */* */* GLOBAL VARIABLES DEFINED */* */* */ /*/#ifnd

17、ef _PORTIO_H#define _PORTIO_H#include <type.h>/*/* s16 portRead(u16 port) */* */ /* This routine reads a word from the specified port. */* */* Parameters: */* - port - port address (HEX) */* */* Return: */* - returns value read from port. */* */* Notes: */* */ /*/s16 portRead(u16 port);/*/* po

18、rtWrite(u16 port, s16 value) */* */ /* This routine writes a word to the specified port. */* */* Parameters: */* - port - port address (HEX) */* - value - 16 bit word to write. */* */* Return: */* - none */* */* Notes: */* */ /*/void portWrite(u16 port, s16 value);#endif /* end of #ifndef _PORTIO_H

19、*/使用時，先使用宏替換或枚舉定義I/O端口的地址，然后使用portRead()和portWrite()函數(shù)訪問I/O端口例如：#include portio.h /所需要的函數(shù)包含在portio.h中#define portA 0x00/使用宏替換定義I/O端口的地址#define portB 0x01或typedef enum/使用枚舉定義I/O端口的地址portA=0x00;portB=0x01; cpldReg, *pcpldReg. Variable=portRead(portA);/讀I/O端口 portwrite (portB)=Value;/寫I/O端口四、CCS中與C54xx

20、相關(guān)的頭文件CCS中與C54xx相關(guān)的所有頭文件位于C:tic5400dsk5402include目錄下，可以分為兩類：一類頭文件對DSP本身及外部接口電路所擁有的硬件資源進(jìn)行描述定義，如Regs.h 、Regs54xx.h。另一類頭文件對這些資源的設(shè)置和使用的接口函數(shù)庫進(jìn)行了描述，使用戶可以不關(guān)心底層的驅(qū)動程序，直接調(diào)用庫函數(shù)即可實現(xiàn)對硬件的控制，這些往往都是硬件開發(fā)人員所完成的，如CCS中的board.h 和mcbsp54.h.c5400cgtoolsinclude目錄與c5400dsk5402include目錄中的頭文件類型不同。c5400cgtoolsinclude目錄下是5000系列

21、DSP的通用頭文件，與硬件無關(guān)。c5400dsk5402include目錄下是硬件專用頭文件，包括DSP芯片和dsk板。頭文件和特定的庫文件相關(guān)聯(lián)，c5400cgtoolsinclude目錄下的頭文件與運行時支持庫rts.lib相關(guān)聯(lián)，c5400dsk5402include目錄中的部分頭文件與dsk板庫文件drv5402.lib和dsk5402.lib相關(guān)聯(lián)。drv5402.lib和dsk5402.lib函數(shù)庫在c5400dsk5402lib目錄下，dsk5402.lib是一個主要的庫函數(shù)，內(nèi)部使用了drv5402.lib。五、關(guān)于DSP程序中段的定義一個程序中到底有哪些段定義？一般地，對于固

22、定的硬件應(yīng)用系統(tǒng)，其存儲器的配置也較為固定，存儲器的配置需要設(shè)計者自己定義，但理解了基本的段如：.text 、.data、 .stack 、.bss之外，用C語言編程時，對程序中所使用的段并不十分清楚，可以在寫 .CMD文件時，只將MEMORY部分寫出，而暫時省略掉SECTIONS定義，CCS集成開發(fā)環(huán)境會自動生成 .map文件，其中詳細(xì)記錄了存儲器和段的配置和使用情況、各個段的絕對地址和重新分配后的全局符號，根據(jù)其中的段的描述，我們反過來再重新修改 .CMD文件，進(jìn)行合理地段到存儲器的分配。DSP C語言開發(fā)環(huán)境所必有的段定義： ·Cinit；C語言初始化段,包括初始化變量和常量表

23、·text；代碼段，包括可執(zhí)行代碼、字符串和常量·Vectors；中斷向量段·stack；堆棧段，為C的系統(tǒng)堆棧分配存儲空間，用于變量的傳遞·trap·const ；包括字符串常量和以const關(guān)鍵字定義的常量·data；數(shù)據(jù)段·bss；保留全局和靜態(tài)變量空間·cio·switch；為 .const語句建立的表格·system；為動態(tài)存儲器函數(shù)malloc、calloc、realloc分配存儲空間DSP的C語言程序設(shè)計實驗一、 分析工程blink.pjt中的程序blink.c，了解C語言程序的一

24、般結(jié)構(gòu)以及頭文件和函數(shù)庫的關(guān)系，并解讀頭文件的內(nèi)容二、 修改程序blink.c，使三個發(fā)光二極管指示燈依次流水點亮熄滅例：編寫程序blink.c主要說明：DSP C程序編制的流程函數(shù)庫中函數(shù)的使用（例如Board.h）Project的建立、編譯、調(diào)試、執(zhí)行CMD文件的編寫試重新定義 .CMD文件，重新對project進(jìn)行編譯運行。自編寫CODEC程序，.h頭文件在c5400dsk5402include目錄下，頭文件對應(yīng)的函數(shù)在c5400dsk5402libdrv5402.lib和dsk5402.lib 中。 dsk5402是一個主要的庫函數(shù)，內(nèi)部使用了drv5402.lib。5402上有兩個多

25、通道緩沖串行口（MCBSP0和MCBSP1），其寄存器定義位于頭文件Regs.h和Reg54xx.h當(dāng)中。 如果在File菜單中頭“l(fā)oad program”項說明目標(biāo)報未正常連接，注意觀察 條提示：VECS:0080h length=0080h /*internetPRAM:orgin=7600h,length=8000h program Ran */Scratch RAN5402 DSP 程序寄存儲藏256K 如同加載執(zhí)行 DSP 5402 64K（更多）程序存儲器空間 64K（更多）數(shù)據(jù)存儲器空間 64K I/O存儲器空間可以由：片上ROM，片上RAN，片外floah，片外RAN構(gòu)成取決

26、定于：MP/MC OVLY FLASHENB，當(dāng)map在外部存儲器時，由于FLASHE決定訪問FLAH=1還是外部RAN=0，OVLY FLASH 可以由片上RAM、RAN，片外flash RAM構(gòu)成取決于DROM DMSEL，當(dāng)map外部存儲器空間時，由DMSEL決定是訪問FLASH/RAM（DMSEL=0）還是子報存儲器，F(xiàn)LASH14個等待周期；RAM1個等待周期。 C5402 Device Simulater; Mp/mc=1 Ovly=1 DRAM=05402 DSK load program 后:mp/mc=1 OVLY=1 DROM=0運行程序后：mp/mc=0 OVLY=1 D

27、ROM=0與管腳一致，suwsr等待狀態(tài)寄存器D844 1 1 0 1 1 0 0 0 01 00 0 100 I/O空間 高32K 低32K 高32K 低32K 5 4 1 0 4MCBSP串口以及AD50的初始化，AD50初始化包括以下步驟：1 打開CODEC 獲取句柄（指針）2 設(shè)置AD轉(zhuǎn)換的工作方式3 設(shè)置DA轉(zhuǎn)換的工作方式4 設(shè)置模擬輸入增益5 設(shè)置模輸出增益6 設(shè)置取樣率 board init Flagcade init Flag code_setup_serial_port 設(shè)置串口 code_reset codee復(fù)位 cline_reset code_disable_tx_i

28、sr code_disable_vx_isr code_write_regs code_setup_serical_port serial_reset D：DSPTEST、DTKfftdee5416.c 把Project中所用到的所有頭文件、庫文件、包含文件均方向在Project目錄下，解析此工程，了解庫函數(shù)的定義與源程序，Code 的操作 串口（MCBSP）的操作MCBSP：TMS320C5000系統(tǒng)DSP系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例，熟悉多通道緩沖串口的結(jié)構(gòu)組成以及各個寄存器的內(nèi)容工作方式，編程方法：MCBSP的初始化串口復(fù)位（發(fā)送復(fù)位、接收復(fù)位）設(shè)置所有寄存器的值SPCR1、SPCR2、RCR1、

29、RCR2、XCR1、XCR2、SPGR1、SPGR2、PCRCODE （AD50）的初始化 CODEC 復(fù)位 設(shè)置線路輸入通道增益 設(shè)置輸出增益 設(shè)置模擬工作方式輸入選擇LINE 設(shè)置數(shù)據(jù)部分的運行模式 設(shè)置電源模式 設(shè)置數(shù)據(jù)格式，CODEC工作于主方式 設(shè)置波樣率 啟動CODEC另外：MCBSP的初始化及使用參考Csl_Mcbsp.h頭文件的有關(guān)函數(shù)。MCBSP的初始化：接收器復(fù)位，SPCR1的D0=0發(fā)送器復(fù)位，SPCR2的D0=0設(shè)置SPCR1寄存器：（0X007）（D15禁止數(shù)字環(huán)回：DLB=0（D14D13）接收數(shù)據(jù)符號擴(kuò)展和調(diào)整方式：=00右對齊MCBS零填充（D12D11）時鐘停

30、止模式： =00時鐘停止模式營業(yè)（D10D08）保留 （D7）DX31腳延遲功能 =0 關(guān)閉DX3腳延時功能（D6）保留（D5D4）接收中斷模式 =00 當(dāng)RRDY有效時，產(chǎn)生接收中斷（D3）接收幀同步錯誤標(biāo)志 =0 不檢測同步錯誤（D2）接收移位寄存滿過速錯誤標(biāo)志 =1接收移位寄存器滿（D1）接收就緒標(biāo)志 =1接收器就緒（D0）接收器復(fù)位 =1串口接收使能（接收器停止復(fù)位）設(shè)置RCR1寄存器（接收控制寄存器官）=0x0040AD50 寄存器的初始化：（按ENTER功能）CODEC 復(fù)位：Control REG:ster1的設(shè)置ADC工作模式為15bit模式 control Register

31、2的 D4=0設(shè)置DAC的工作模式為15bit模式 control Register 1的 D0=0 設(shè)置DODEC的模擬輸入增益6db: control Register 4的 D3D2=01設(shè)置DODEC的模擬輸入增益-6db: control Register 4的 D1D0=01設(shè)置DODEC的取樣率為8000HZ: control Register 4的 D604=N=MCLK 128×8000AD50按寄存器初始化AD50按功能進(jìn)行初始化 在CODE.h頭文件中，定義了與CODEC（AD50）功能相關(guān)的枚舉變量，除了可以調(diào)用CODE.h中提供的函數(shù)之外，我們可以利用這些枚

32、舉變量重新編寫自己的函數(shù)，用枚舉變量相或產(chǎn)生所需要的寄存器初始化值。片上外設(shè)寄存器的初始化方法：有兩種，一是按要求填表，然后將結(jié)果直接寫入寄存器；二是用寄存器各部分的宏定義相或，如MCBSP54.h各寄存器比特的宏定義。報卡初始化brdinit(100);初始化的內(nèi)容；#8806h29單元 OHXPC #0a0hPMSTC1KnD1=0 設(shè)置CPU的工作頻率C1K2=0 C1K3=1 設(shè)置等待周期SWR=D844H 設(shè)置報卡初始化標(biāo)志 SXM=1 INTM=1 *zch=*zch or ox2c 對I/O端口0、4、2、3、5、6進(jìn)行初始化DSP技術(shù)及其應(yīng)用常見問題.cmd文件的格式及編寫.c

33、md文件的編寫？硬件確定存貯器配置就基本確定了嗎？5402 DSP存儲器配置如何？是64K RAM 、256k Flash嗎？Boot loader 過程如何察看函數(shù)庫內(nèi)容，如board.h頭文件中的函數(shù)？在程序調(diào)試中，打開匯編窗口，使用斷點、單步方式進(jìn)行調(diào)試。DSP從復(fù)位到運行，MP/MC、 OVLY 、DROM位的變化？如何知道C程序中有哪些段定義？編譯時生成并察看.map文件。AD50的一次通信二次通信如何用軟件實現(xiàn)？AD50、AIC23兩種codec的操作是否一致？是否可調(diào)用一個庫函數(shù)？不一致。DSK板的初始化包含哪些內(nèi)容？CSL庫是否只能用于dsp_bios編程模式？否，可以在非dsp_bios環(huán)境下調(diào)用CSL庫。AD50的Primary、Second通信對應(yīng)于MCBSP串口，是如何實現(xiàn)的分兩次寫，使用了宏函數(shù)MCBSP_DXR12.write().嗎？5402DSK板上集成了一個并口仿真器，它仿真時裝載程序是使用的JTAG接口，還是HPI接口？使用DSK并口仿真器調(diào)試DSP時，各控制比特的設(shè)置以及memory的map如何？此時是否為HPI Boot loader方式？并口仿真與HPI引導(dǎo)是否為一回事？不是，通過JTAG下載調(diào)試程序，程序運行后暫停，此時MP/MC=0，OVLY=1，DROM=0。I/O空間cpld寄存器如何觀察？ram中數(shù)據(jù)可讀可