dsp往年课后作业(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章1、DSP特点： (1)哈佛总线结构，将程序存储器和数据存储器分离开，各有独立的地址总线和数据总线，可同时进行指令的读取和数据运算，加快了数据处理和运算速度。(2)流水线技术，将每条指令分解为多步，并让各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理的技术。程序中的指令仍是一条条顺序执行，但可以预先取若干条指令，并在当前指令尚未执行完时，提前启动后续指令的另一些操作步骤，加速程序的运行过程。(3)片内多总线并行技术 (4)软、硬件等待功能(5)独立的乘法器和加法器 (6)低功耗体积小价格低(7)DMA通道和通信口，有一组或多组独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行

2、工作，实现了指令的读取和数据的运算等独立进行，互不干扰，大大加快了运算速度。(8)中断和定时器2、我们实验室现在做的是有源电力滤波器（APF），就是通过这个装置产生相反无功功率，有效的补偿电网和其他一些用电设备的无功功率和谐波，使电网质量得到提高。其中最核心的地方就在于用DSP编程采集控制主电路中的电流指令，通过电流的有效检测，来产生实时准确的补偿无功功率。我们采用了TMS320LF 2812芯片，它有高级仿真特性：分析和设置断点；提供实时硬件调试，即在处理器运行过程中修改存储器、外设和寄存器的内容；ANSIC/C+编译器/汇编程序/连接器，且C语言的编译效率非常高。(1)、FPGA（Fiel

3、d Programmable Gate Array），现场可编程门阵列：FPGA采用逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。 加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成

4、白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。FPGA具体芯片（APA150）应用如下： 如上图所示，是以APA150为核心器件设计的CAN总线

5、复接系统。CAN（Controller Arew Network，控制器局域网）是一种多主方式的串行通讯总线，在工业系统中具有广泛的应用。但是它的直接通信距离和通信速率是一对矛盾。本系统借助FPGA/VHDL技术，把15路125kbps的CAN信号复接成2.048Mbps的信号，从而利用现有的时分复用通信线路或光纤实现了高速、远距离传输。PCA82C250是CAN总线的物理接口芯片。(2)、ASSP(application specific standard product)，应用专用标准产品：ASSP的优势是是用一个可重复使用的低成本系统提供高性能模拟、低成本数字控制以及缩短上市进程。这些A

6、SSP提供可配置的混合信号模拟功能作为优化的外设模块，器件的其余部分作为许多平台共享可重复使用的模块。快闪微控制器 (MCU)是实现共享功能的晶核(host)。单个ASSP除了全部补充有计时器与串行端121等数字外设之外，现在还可集成高精度模数转换器(ADC)、数模转换器 (DAC)、运算放大器(Oa)、电源电压监控器(SVS)以及液晶显示驱动器。ASSP具体应用实例：可编程的ASSP系列器件 MercuyMercury器件将高速收发器ASSP功能与高性能PLD内核集成在一起，可支持最基本和高带宽、高速数据传输速率的应用。 (3）、ASIC（application specific integ

7、rated circuit），专用集成电路：是指应特定用户要求和特定电子系统的要求而设计制造的集成电路，具有可编程性和设计的方便性。有两种ASIC，并且每种有它自己的优点门阵列和标准单元。每种都有各自的结构。这些不同的结构导致了不同的制造工艺，不同的成本，不同的研发时间。ASIC具体应用实例：STR22 ASIC串行通信在STR22电子脱扣器中采用了ASIC芯片，实现了电子脱扣器电路方面的所有功能，包括信号检测、电流设定、脱扣报警、串行通信等功能。通过串行通信可以对ASIC的寄存器、内部RAM进行读写操作，设定参数等。下图为单片机实习I PC-ASIC置信原理第二章1. 请查找资料选择合适的R

8、AM芯片，完成扩展RAM的原理图：要求有完整的芯片引脚连接关系，并提供该芯片型号及关键参数资料。思考当1片RAM容量64k时，如何进行扩展。答：选用CY7C1021V（SRAM)进行扩展，其容量为64K 16bit的。扩展后的原理图如附件所示。CY7C1021V参数如下： 3.3V operation (3.0V3.6V) High speedtAA = 10/12/15 ns CMOS for optimum speed/power Low Active Power (L version)576 mW (max.) Low CMOS Standby Power (L version)1.80

9、 mW (max.) Automatic power-down when deselected Independent control of upper and lower bits Available in 44-pin TSOP II and 400-mil SOJ Available in a 48-Ball Mini BGA package当1片RAM容量=100 ) /* 计数100此100ms=0.1秒*/ uWork=(*PEDATDIR); /* 设置指示灯状态翻转一次 */ uWork|=0x4000; uWork=0x0040; (*PEDATDIR)=uWork; j =

10、 !j; (*PCDATDIR) = j + 0x100; port000c=uWork1+; uWork1%=0x100; nCount=0; break; void gp_init(void) *EVAIMRA = 0x80; /* 使能T1PINT即通用定时器1周期中断 */ *EVAIFRA = 0xffff; /* 清除中断标志 */ *GPTCONA = 0x0000; *T1PR = T1MS; /* 周期寄存器=40000 */ *T1CNT = 0; /* 计数初值=0 */ *T1CON = 0x1040; /* 启动计数器 */ 2、通常情况下复位和NMI中断处理程序应该

11、进行哪些工作？答：当有复位信号时，系统将回到主程序开始地址处开始执行。在访问无效的地址时，不可屏蔽中断NMI就发出请求，程序转到不可屏蔽中断向量入口地址0024H处，没有与NMI相对应的控制寄存器。 第四章 1编写完整的程序，包括链接命令文件，实现从x1，X2，x3，x4中找出最大值。答：补充程序如下：main()int x1,x2,x3,x4,max;initial();if(x1=x2) max=x1;else max=x2;if(max=x3) max=x3;if(max SARAMPAGE 0 .cinit : SARAMPAGE 0 .switch : SARAMPAGE 0 .co

12、nst : SARAMPAGE 1 .data : SARAMPAGE 1 .bss : SARAMPAGE 1 .stack : SARAMPAGE 1 .sysmem : SARAMPAGE 1 .reg240x : REG_MEM PAGE 1第五章作业1查阅资料学习AD转换的常用方式，并比较其优异；学习采样保持、AD分辨率、精度、转换速度的概念，获知AD转换完成有几种方式？并列举在使用AD采样时的注意事项。答：（1）、AD转换的常用方式有：计数式AD转换；逐次逼近转换；双积分式AD转换；并行AD转换；串并行AD转换等。其中，计数式AD转换线路比较简单，但转换速率比较慢，所以现在很少应用

13、。双积分式AD转换精度高，多用于数据采集系统及精度要求比较高的场合。并行AD转换、串并行AD转换速度快，多用于雷达及图像处理等要求快速转换的系统中。逐次逼近型AD转换既照顾了转换速度，又具有一定的精度，是目前应用最多的一种，但其易受干扰。（2）、采样保持：在转换时间内为了使采样点的函数值保持不变而采取的一种电路形式。AD分辨率：通常以输出二进制或(十进制)数的位数表示，它说明ADC对输入信号的分辨能力。转换精度：通常以满量程相对误差来说明转换的精度。转换速度：完成一次AD转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。获知AD转换完成的方式有两种，即查询法和中断法。3

14、）、在使用AD采样时的注意事项有：、注意模拟电源和数字电源,以及模拟地和数字地要分开,减少耦合噪声路径。 、参考电压需要足够精确。、根据选择转换速度的不同，要匹配相应的匹配电阻。2.异步串行通信常用方式有哪些？分析RS232和RS485两种方式在使用时的异同以及各自特点？答：异步串行通信常用方式：RS232，RS485，RS422，R423等。RS一232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通信。典型的RS一232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5V至+15V之间，负电平在5v至15V电平之间。当无数据

15、传输时，线上为TTL电平，从开始传输数据到结束，线上电平从TTL电平到RS一232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电压在+3V至+12V与一3V至一12V之问。由于发送电平与接收电平的差仅为2v至3v左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传输距离最大为5O英尺(约l5米)，最高速率为20kbs。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通信而设计的，其驱动器负载为3kQ一7kQ。所以RS一232适合本地设备之间的通信。RS一485数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线。如果采用平衡传输方式，需要在传输线上接终接电阻等。可以采用二线与四线方式，二线

16、制时可实现真正的多点双向通信，采用四线连接时只能有一个主(Master)设备，其余为从设备。其共模输出电压是7V+12V之间，其最大传输距离为4000英尺(约1219米)，最大传输速率为lOMbps。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在lOOkbps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线最大传输速率仅为1Mbps。RS一485需要二个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻。终接电阻接在传输总线两端。3.选择一款SPI接口芯片，例如EEPROM或AD，分析其特性与DSP SPI接口是否合适，并分析其

17、时序关系图，给出操作此芯片的SPI程序部分示例。答：MAX5741：MAX5741是一个1O位4路串行低功耗模数转换芯片。高达2OMhz的时钟频率，3线输入，能够兼容SPI，QSPI，MICROWlRE和DSP的串行接口，大大的节省了电路板的空间并大大的降低了电路的复杂程度。它具有以下主要特点：超低功耗：VDD：+36V，I=229UA；VDD=+55V， I=271UA；宽电压范围：+27V到+55V单电源供电。10脚小型UMAX封装。03uA的睡眠电流。安全的上电复位电路，使输出为0。三种可软件选择的睡眠阻抗1OO K1K，高阻。高达20Mhz的时钟频率，3线输 GHD入，能够兼容SPI，

18、QSPI，MICROWIRE和DSP的串行接口。其时序图如下图所示：程序示例：利用DSP2407的SPI模块向MAX5741芯片发送数据用于DA转换。这个程序是在MAX574 1的0UTA端输出一个三角波。SPI发送数据子程序int SPITRANS(unsigned intTDATA)PCDATDIR=(PCDATDIR I OX2000)&OXOFFDF；设置IOPC5为输出，且输出低电平，以选中MAX5741芯片PCDATDIR=PCDATDIR l OxO020；发送完毕， 则OPCc50输出高，使发送的数据输asm(”rpt1”)；asm(”nop”)；PCDATDIR=PCDATD

19、IROXOFFDF：设置IOPC5为输出，且输出低电平 SPITXBUF=TDATA；向SPI的发送缓冲器写一个发送数据while(1)flag=SPI STS&0x40：flag=SPI的中断标志if(flag=Ox4O)break；如果SPI的中断标志的中断标志为1，则证明SPI已经发送成宫则停止等待SPIRXBUF=SPIRXBUF： SPIRXBUF祷器以清除SPI中断标志PCDATDIR=PCDATDIR l OxO020：发送完毕，则OPCc50输出高使发送的数据输出到MAX5121的输入寄存器和DAC寄存器中主程序main()int i，data1=OxO000；initial(

20、)；系统初始化SPI INITIAL()；SPI初始化f1ag 1=OxO0：SPITRANS(0XOF000)；唤醒DAC Aasm(” rpt 165”)；asm(” nop”)；while(1)if(flag1=OxOO)data1=data1+4：else data l=data I-4；if(datal=0x0FFC)flag1=OxO1；if(data1=OxOOOO)flag1=OxOO；SPITRANS(data1)；在DAC A上输出一三角波。MAX5741三线4通道，能大大的节省电路板的空间，并能大大的节约成本。利用DSP的SPI接口，与之连接非常简单、编程也很方便。4.简

21、述空间向量PWM原理及应用注意事项。答：PWM (Pulse Width Modulation)即脉宽调制技术。其原理是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，进行等效，获得所需要的波形。空间向量脉宽调制采用调制周期一定，对称变更脉宽的方法以调节逆变器的输出电压和频率。实现实时产生空间向量对称PWM控制方法，关键在于如何实时控制电压矢量的大小、方位及其作用时间。第六章作业1.比较TMS320F28x与TMS320F24x 的主要不同点。答：TMS320F28x与TMS320F24x 的主要不同点如下：（1）、32位定点的CPU，4MB的程序和数据寻址空间，片上最多达128K16位的Flash存储器和1

22、28K16位的ROM。（2）、其主频高达150 MIPS，高效的代码转换功能，快速的中断响应和处理能力，提供低耗电模式和定时邮递功能。（3）、CAN模块中有32个邮箱，SCI中有16层的接收及发送缓冲器；具有多信道缓冲串行端口(McBSP)。（4）、提供多种低功耗工作模式: 支持空闲模式、等待模式和挂起模式；允许停止单个外围模块的时钟。（5）、外部中断扩展模块PIE支持45个中断源。外部接口空间1M，接口等待时间可编程，提供三个独立的片选信号（XZCS0AND1、XZCS2、 XZCS6AND7 ）。128位加密位，用来保护Flash/OTP，L0和L1 SARAM空间。（6）、 3个32位C

23、PU定时器，Timer1和Timer2用于实时操作系统DSP-BIOS，Timer0用户可以使用。串行外围接口：SPI，两个串行外围通信接口SCIs ，标准UART；增强的eCAN；多通道缓冲串口McBSP和串行外围接口模式。2.了解TMS320VC33芯片的基本特点。 答：TMS320VC33芯片的基本特点如下：高性能的浮点数字信号处理芯片：主频75MHz（13.3nS指令周期）；150MFLOPS（百万次浮点运算/秒）；75MIPS（百万条指令/秒）；片内提供34k x 32k RAM；PLL为 x 5模式；低功耗：200mW150MFLOPS；32位高性能CPU；16-/32-位整数，32-/40-位浮点运算；单指令周期内可并行执行算数/逻辑或乘法运算；四个片内地址译码信号（PAGE0 PAGE04），便于外设和存储器接口；具有四个可编程外部中断接口（INT0 INT03）；32位指令字，24位地址线；片内提供的存储器映射外设：串口、两个32位定时器和DMA操作；总线控制寄存器可以配置总线等待周期，使得芯片与慢速设备之间 的接口设计变得方便；程序存储器和数据存储器采用统一编址；CPU 核工作电压1.8V，外设模块工作电压3.3V；芯片调试采用边界扫描的JTAG方式；编程采用ANSIC或汇编语言编写。专心-专注-专业