2022年DSP实验报告-数据测量和条件传输系统.pdf

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1、研究生实验报告课程名称： DSP技术应用综合设计名称：数据测量和条件传输系统2009年 12月 28日精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 一、实验内容和目的1、实验内容本实验主要模拟某种电子信息处理设备的功能，实现下列要求：要求 1：对给定的一路波形信号，计算该信号的频率大小。要求 2：信号频率低于50HZ时，根据信号控制LED灯每隔 10 个信号周期点亮或熄灭一次。要求 3：信号频率高于50HZ时（不超过 5KHZ ） ，LED灯

2、不再点亮， 并且将信号频率利用SCIB接口传输给上位机，传输格式为：(例如：信号测量频率为124HZ的时候，传输格式为)。2、实验目的(1)掌握 TMS320F28335扩展数字 I/O 口的方法及应用；(2)掌握 A/D 转换模块的性能、数据采集及编程方法；(3)了解 F28335 的 SCI 模块的结构及特点，掌握串行口工作方式及编程方法，了解 PC机串行通讯的工作过程；(4)掌握中断处理程序的编程方法；二、硬件电路硬件电路原理图如图1 所示。PC 机信号发生器键盘LEDSCI通讯AD 转换I/OSEED-XDS510仿真器TMS320F28335SEED-Mboard人机接口SEED-D

3、EC28335DSP嵌入控制器同步串口4路信号发生器液晶显示。SEED-DEC28335 DSP综合实验系统图 1 实验硬件电路原理图由图 1 可见，试验系统由以下三个部分组成：（1）PC机（2）SEED-XDS510 系列仿真器（3）SEED-DTK28335 综合实验系统PC机通过并口或USB口与 SEED-XDS510 系列仿真器相连； SEED-XDS510 系列仿真器通过JTAG口与 SEED-DTK 综合实验系统相连。本实验主要用到以下三个模块：（1）数字 I/O 模块精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - -

4、 - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - DSP系统中一般只有少量的数字I/O 资源，而一些控制系统中经常需要大量数字量的输入与输出。因而，在外部扩展I/O 资源非常重要。扩展I/O 资源时，可以采用74LS273、74LS373 之类的锁存器，或者采用CPLD在其内部做锁存逻辑，SEED-DEC28335 实验箱中采用的是后者。实验箱上I/O 控制部分映射到F28335 的 Zone7，其起始地址为0 x（字地址）。交通灯控制口的偏移地址为0 x0000，地址为 0 x。（2）SCI 串行通讯模块在 SEED-DEC28335 模板直接采用F283

5、35 片上的 2 通道 SCI 作为异步收发器UART 。 SEED- DEC28335 采用 MAX3160 多协议收发器， 使得异步串口接口电平可配置为RS232/RS422/RS485多种接口电平标准。（3）A/D 转换模块F28335 的 A/D 转换模块是带内置采样和保持（S/H）的 12 位模数转换模块，共有16个模拟输入通道（ADCIN0-ADCIN15 ） 。SEED-DEC28335 板卡上 AD接口的 ADCINA0 、ADCINA2 、ADCINA4及 ADCINA6共四个通道与波形发生器通道0 的输出相连。实验中选用ADCINA6进行数据采集，通过键盘设置波形发生器通道

6、0 的波形及其参数。三、实验设计说明1、主程序流程图：系统初始化I/O 、A/D 初始化SCI初始化设置寄存器开中断等待开始图 2-1 主程序流程图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 2、中断子程序流程图：保存现场信号采样计算信号频率F50Hz?熄灭 LED将频率值通过SCI 上传至PC机采样周期数达到10？LED 灯是否已点亮？点亮熄灭开中断，恢复现场AD 中断是否返回图 2-2 中断子程序流程图3、程序设计思路：实验程序主要包括

7、两个部分：主程序，AD中断子程序。主程序主要有以下功能：系统的初始化，SCIB 通讯模块初始化，I/O 口设置， A/D 模块初始化及中断设置。AD中断子程序中，首先对给定信号进行采样，根据采样数据计算信号频率。如果计算得到的信号频率小于50HZ ，则每隔 10 个信号周期点亮或熄灭LED灯一次；信号频率大于50HZ时，通过 SCIB模块将信号频率以的格式传输给上位机。本次实验中，信号频率的计算方法如图3 所示：HLnum=1 且flag=1,开始采样计数，flag置0flag 置1flag置1num=2且flag=1,停止采样计数，重置参数图 3 信号频率计算方法原理图为了防止采样无效计数，

8、故设置了两个比较值：H&L 。每当采样值大于比较值H 时，就将精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - - flag置 1，继续比较。在flag=1的情况下，当采样值一旦小于比较值L 时， num+ ，观察 num值(1) 如果 num1(num=2)，cj 停止采样计数。这样得到的cj 的值便是一个周期内所得的采样点数，已知采集一个数据所需时间为AD中断周期Ts，那么显然，信号周期T=cj Ts。计算完成后，重置参数为flag=0 ，num

9、=0 ，cj=0 。本实验中，设定H=500HZ ，L=200HZ 。三、实验结果和分析1、实验步骤及程序调试实验主要步骤如下：（1）关掉 PC电源；（2）将并口线一端连接到PC并行端口；（3）将并口线另一端连接到SEED-XDS510PP 仿真器上；（4） 用 XDS510PP 仿真器上的接头与SEED-DTK28335 综合实验系统上JTAG仿真端口连接。程序调试方法：1)设置断点2)复位目标板有三种复位目标板的方法：a.Reset DSP ：暂停运行中的程序并初始化所有寄存器的内容。执行该命令后，需重新装载 .out文件。b.Restart ：将 PC值恢复至当前程序的入口地址。c.Go

10、 main ：将程序运行至主程序的入口处暂停。3)执行CCS提供了四种执行程序的方法（Debug菜单中）a.执行（ Run） ：运行程序直到遇到断点为止。b.暂停执行（ Halt ） ：停止程序运行。c.动画执行（ Animate ） ：反复运行程序，每次遇到断点停顿一段时间。d.自由执行（ Run Free ） ：忽略所有断点运行程序。4)单步执行5)查看变量：右击Watch Window 命令6)Graph 的设置及图形显示：选择ViewGraphTime/Frequency2、运行结果1)给定信号频率低于50HZ时， LED灯循环点亮与熄灭（间隔10 个信号周期） 。精品资料 - - -

11、 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 图 4-1 发生波形图（ f=30HZ）图 4-2 LED 点亮图 4-3 LED熄灭图2）给定信号频率高于50HZ时，LED灯熄灭，并且通过PC机显示信号频率，如图5 所示为信号频率为 600HZ时， PC机显示结果：图 5 f=600HZ 时的频率显示3、实验中遇到的问题在实验过程中，出现了不少的问题，首先是AD中断经常需要经过开关实验板来重置，这个问题应该是硬件接触不良的原因引起的；其次，在实验初期，当频率f4

12、;/ 将采样所得数据结果存储到Voltage1数组中 if(Voltage1ConversionCount50)flag=1; /当采样值大于50 时， flag置 1 if(num=1)cj+; / num大于 1 时， cj开始计数 if(flag=1) / flag为 1 时，如果采样值小于200，/num 计数加1，同时将flag置 0； if(Voltage1ConversionCount200) num+;flag=0; if(num=2) /num=2 时，计算信号频率， 并重置参数 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳

13、- - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - num=0;T=cj*Ts; / 计算信号周期f=1/T; / 计算信号频率cj=0; /信号采样点计数复位Tjc+; / 信号采样周期计数 if(ConversionCount = 1024) /If 1024 conversions /have been logged, start over ConversionCount = 0; else ConversionCount+;if(Tjc%10=0) /每 10 个信号周期，/ 执行一些操作 if(f50)/ 信号频率小于50Hz时的一

14、些操作 iostatus=*p_trafficaddr; if(iostatus=0) / 判断上一次LED灯的状态 iostatus=0 xfff; /点 亮LED灯 else iostatus=0; /熄 灭LED灯 *p_trafficaddr=iostatus; else / 信号频率大于或等于50HZ时 iostatus = 0; *p_trafficaddr=iostatus; /熄 灭LED灯/ 将信号频率传输给上位机，传输格式为：xxxHZ while(ScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST!= 0);/SCI 端口不空闲 , 循环等待 ScibRegs.SCI

15、TXBUF=f/1000+48; / 信号频率千位转化为字符输出while(ScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0); ScibRegs.SCITXBUF=f%1000/100+48; / 信号频率百位转化为字符输出while(ScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0);ScibRegs.SCITXBUF=f%100/10+48; / 信号频率十位转化为字符输出while(ScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0);ScibRegs.SCITXBUF=f%10+48; / 取信号频率个位转化为字符输出while(Scib

16、Regs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0);ScibRegs.SCITXBUF=H; / 输出字符 Hwhile(ScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFFST != 0);ScibRegs.SCITXBUF=Z; / 输出字符 Z / 复位 AD模块 AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1= 1; / 重置排序器 SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR= 1; / Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP1; / Acknowledge interru

17、pt to PIE AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1 = 0 x1 ; return;/SCIB 模块初始化函数void scib_fifo_init() ScibRegs.SCICCR.all =0 x0007; / 1位停止位，数据位为8 个字节， / 无奇偶校验位，空闲线方式ScibRegs.SCICTL1.all=0 x0003; / 发送、接收使精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 能ScibRegs

18、.SCICTL2.all =0 x0003;ScibRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA =1;ScibRegs.SCICTL2.bit.RXBKINTENA =1;ScibRegs.SCIHBAUD=0 x0001;/ 设置通讯频率为9600ScibRegs.SCILBAUD=0 x00e7;ScibRegs.SCICCR.bit.LOOPBKENA =0; / Disable loop backScibRegs.SCICTL1.all =0 x0023; / Relinquish SCI from ResetScibRegs.SCIFFTX.bit.TXFIFOXRESET=

19、0;ScibRegs.SCIFFRX.bit.RXFIFORESET=0;ScibRegs.SCIFFTX.all=0 xE040;ScibRegs.SCIFFRX.all=0 x204f;ScibRegs.SCIFFCT.all=0 x0;精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 五、实验总结通过本次实验，初步掌握了TMS320F28335扩展数字I/O 口的方法及应用，A/D 转换模块的性能、数据采集及编程方法，了解了F28335 的 SCI 模块的结构及特点，串行口工作方式及编程方法，PC机串行通讯的工作过程，中断处理程序的编程方法。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -