DSP数字信号处理实验指导书.doc
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1、DSP数字信号处理实验指导书 齐鲁理工学院目录实验一 常用指令实验 .3实验二 数据存贮实验 .8实验三 CCS环境下C程序设计 .13实验四 定时器实验 .16实验五 中断实验 .19实验六 A/D采样实验 . 21实验七 D/A转换实验 . 25实验八 A/D与D/A转换综合实验 . 27 实验九 数字波形产生实验 .29 实验十 语音实时回放及延时实验 .33 实验十一 语音录音与回放实验 .36实验十二 BOOTLOADER装载实验 . 40实验十三 阵列式键盘数码管控制实验.46实验十四 液晶显示器驱动实验.48实验十五 快速傅立叶变换(FFT)实验 .51 实验十六 有限冲击响应滤
2、波器(FR)算法 .56 实验十七 无限冲击响应滤波器(IIR)算法实验 .61 实验十八 卷积(Convolve)算法实验 .67 实验十九 离散余弦变换(DCT)算法实验 .72 实验二十 相关(Correlation)算法实验 .77 实验二十一 u_LAW算法实验 . 83 实验二十二 DTMF(双音多频)信号的产生和检测 . 91 实验二十三 语音编码/解码(G711编码/解码器) . 100 实验二十四 混叠信号的实时数字滤波 .106 实验二十五 AD采样FFT分析实验 . 110 实验二十六 语音滤波实验 . 114 实验二十七 二维图象生成实验 . 117实验二十八 数字图象
3、生成实验 . 121实验二十九 UART通信实验 . 124实验一 常用指令实验 一、实验目的 1了解DSP开发系统的组成和结构;2熟悉DSP开发系统的连接; 3熟悉DSP的开发软件配置及使用;4熟悉C54X系列的寻址系统;5熟悉常用C54X系列指令的用法。二、实验设备计算机,DSP仿真器,THRS-1型实验箱三、实验步骤与内容1系统连接进行DSP实验之前,先必须连接好仿真器、实验箱及计算机,连接方法如下所示:2上电复位在硬件安装完成后,确认安装正确、各实验部件及电源连接正常后,接通仿真器电源或启动计算机,此时,仿真盒上的“红色小灯”应点亮,否则DSP开发系统与计算机连接有问题。3运行CCS程
4、序待计算机启动成功后,实验箱220V电源置“开”,实验箱上电,启动CCS,此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮,并且CCS正常启动,表明系统连接正常;否则仿真器的连接、JTAG接口或CCS相关设置存在问题,掉电,检查仿真器的连接、JTAG接口连接,或检查CCS相关设置是否正确。注:如在此出现问题,可能是系统没有正常复位或连接错误,应重新检查系统硬件并复位;也可能是软件安装或设置有问题,应尝试调整软件系统设置,具体仿真器和仿真软件CCS的应用方法参见THRS-1使用说明书。 成功运行程序后,首先应熟悉CCS的用户界面。 学会CCS环境下程序编写、调试、编译、装载,学习如何使用观察窗口等。4修改样例程
5、序,尝试DSP其他的指令。注:实验系统连接及CCS相关设置是以后所有实验的基础,在以下实验中这部分内容将不再复述。5样例程序实验操作说明启动CCS2.0,并加载“DSP54X”目录下的“DSP54X_01.out”;加装完毕,单击“Run”运行程序;实验结果:可见D8灯以一定频率闪烁;单击“Halt”暂停程序运行,则D8灯停止闪烁,如再单击“Run”,则“D8”灯又开始闪烁;关闭所有窗口,本实验完毕。源程序查看:用下拉菜单中Project/Open,打开“DSP54X-01”目录下的“DSP54X01.pjt”,双击“Source”,双击“DSP54X01.asm”可查看源程序。四、程序框图其
6、中初始化包括SP及PMST寄存器值的设定。延时子程序为一嵌套循环五、实验说明XF引脚是外部标志输出(软件可控信号),可用于在多处理结构中相互通信,也可作通用输出脚。CPU板上的通用IO接口XF接口与LED显示灯D8已连好,因此,装入样例程序,并全速运行程序,可能看到D8指示灯闪烁。实验二 数据存储实验一、实验目的1掌握TMS320C54的程序空间的分配;2掌握TMS320C54的数据空间的分配;3熟悉操作TMS320C54数据空间的指令。二、实验设备计算机,CCS 2.0版软件,DSP仿真器,实验箱三、实验系统相关资源介绍本实验指导书是以TMS32OVC5402为例,介绍相关的内容和外部存储器
7、资源。对于其他类型的CPU请参考查阅相关的数据手册。下面给出TMS32OVC5402的存储器分配表:VC5402片内有16K DARAM和4K ROM,数据空间、IO空间最大扩展到64K,顺序空间最大扩展到1M。片内的16K DARAM即可以映射到程序空间也可以映射到数据空间,由PMST状态寄存器的OVLY位控制;片内4K ROM即可以映射到程序空间也可以映射到数据空间,由PMST状态寄存器的DROM位控制;片内ROM包括自举加载程序、U律压扩表、A律压扩表、正弦函数查找表、中断向量表,具体分配见图:ADDRESS RANGEDESCRIPTIONF000H-F7FFHReservedF800
8、H-FBFFHBootloaderFC00H-FCFFHm-law expansion tableFD00H-FDFFHA-law expansion tableFE00H-FEFFHSine look-up tableFF00H-FF7FHReserved FF80H-FFFFHInterrupt vector table对于数据存储空间而言,映射表相对固定。值得注意的是内部寄存器都映射到数据存储空间内。因此在编程应用是这些特定的空间不能作其他用途。对于程序存储空间而言,其映射表和CPU的工作模式有关。当MP/MC引脚为高电平时,CPU工作在微处理器模式;当MP/MC引脚低时,CPU工作在为
9、计算机模式。具体的存储器映射关系如上图所示。存储器试验主要帮助用户了解存储器的操作和DSP的内部双总线结构,并熟悉相关的指令代码和操作等。四、实验步骤与内容1连接好DSP开发系统,运行CCS软件;2在CCS的Memory窗口中查找C5402各个区段的数据存储器地址,在可以改变的数据地址随意改变其中内容;3在CCS中装载实验示范程序,单步执行程序,观察程序中写入和读出的数据存储地址的变化;4联系其他寻址方式的使用;5样例程序实验操作说明。启动CCS 2.0,用Project/Open打开“DSP54X-02”目录下的“DSP54X02.pjt”工程文件,双击“DSP54X02.pjt”及“Sou
10、rce”可查看各源程序;并加载“DSP54X02.out”:用“View”下拉菜单中的“Memory”查看内存单元;输入要查看的内存单元地址,本实验查看DATA存储器空间地址0X 9000-0XA000值的数值变化,输入地址0X 9000H;双击“DSP54X02.asm”,在如下图所示位置设置两个断点,单击“Run”运行程序,也可以“单步”运行程序;也可以按F12动态执行程序;观察数据区变化。关闭各窗口,本实验完毕。五、程序框图六、实验说明0x90000xA000是外部扩展RAM的数据空间,读IO 8008H,使U8使能,映射到数据空间。实验三 CCS环境下的C程序设计一、实验目的1 学习C
11、语言的编程;2 掌握在CCS环境下的C程序设计方法;3 学会使用C和汇编语言混合编程;4 熟悉用C语言开发DSP程序的流程。二、实验设备计算机,仿真器,实验箱三、实验步骤与内容1 连接好DSP开发系统,实验箱上电,运行CCS;2 按流程图编写C程序,实现所要求的功能;3 例程序操作说明。启动CCS 2.0,用Project/Open打开“DSP54X-03”目录下的“DSP54X03.pjt”工程文件,双击“DSP54X03.pjt”及“Source”可查看各源程序;并加载“DSP54X03.out”;单击“Run”运行程序;可以观察到D8指示灯闪烁; 用View/Graph/Time/Fre
12、quency打开一个图形观察窗口;设置该观察图形窗口变量及参数;观察变量为x,长度为500,数值类型为16位有符号整型变量;如下图所示,图中下半部分为观察图形窗口的设置,上半部分为观察的图形。四、程序框图五、实验说明CCS包含C编译器,支持标准C以及C和汇编混合编程。C编译器包括三个功能模块:语法分析、代码优化和代码产生,如下图所示。其中,语法分析(Parser)完成C语法检查和分析;代码优化(Optimizer)对程序进行优化,以便提高效率;代码产生(Code Generator)将C程序转换成C54x的汇编源程序。本实验通过一些对数组及数据指针的基本操作,让实验者能够对使用C语言在CCS环
13、境下编程有一个一目了然的认识。并使用汇编语句,以体会两者综合运用时的优越性。实验四 定时器实验一、实验目的1熟悉C54x的定时器;2掌握C54x定时器的控制方法;3学会使用定时器中断方式控制程序流程。二、实验设备计算机,仿真器,实验箱三、实验步骤和内容1连接好DSP开发系统,实验箱上电;2按流程图编写程序;3样例程序实验操作说明;启动CCS 2.0,用Project/Open打开“DSP54X-04”目录下的“DSP54X04.pjt”工程文件,双击“DSP54X04.pjt”及“Source”可查看各源程序;并加载“DSP54X04.out”;单击“Run”运行程序,可以观察到D8指示灯闪烁
14、;单击“Halt”暂停程序运行,关闭各窗口,本实验完毕。四、实验说明C54x的定时器是一个20位的减法计数器,它可以用特定的状态位实现停止、重新启动、重设置或禁止,可以使用定时器产生周期性的CPU中断。控制定时器由断频的两个寄存器是定时周期寄存器PRD和定时器减法寄存器TDDR。在本系统中使用定时器0。C54x中断向量表入口地址默认为FF80,可以通过状态寄存器中IPTR指针进行重新定位,本程序中中断向量表入口地址为0X3F80。中断向量表如下:NAMELOCATIONDecimal HEXPriorityFUNCTIONRS,SINTR0001Reset(harchwars and soft
15、wave reset)NMI,SINTIB4042Nonmas table interruptSINT17808-Softwave interrupt #17SINT18120C-Softwave interrupt #18SINT191810-Softwave interrupt #19SINT202014-Softwave interrupt #20SINT212418-Softwave interrupt #21SINT22281C-Softwave interrupt #22SINT233220-Softwave interrupt #23SINT243824-Softwave int
16、errupt #24SINT254028-Softwave interrupt #25SINT26442C-Softwave interrupt #26SINT274830-Softwave interrupt #27SINT285234-Softwave interrupt #28SINT295838-Softwave interrupt #29SINT30603C-Softwave interrupt #30INT0,SINT064403External user interrupt #0INT1,SINT168444External user interrupt #1INT2,SINT2
17、72485External user interrupt #2TINT0,SINT3784C6Timer0 interrupt BRINT0,SINT480507McBSP #0 recalve interruptBRINT0,SINT584548McBSP #0 transimt interruptReserved(DMAC1),SINT788589Reserved(default)or DMA channel 0 interrupt. The selection is made in the DMPREC register.TINT1(DMAC1),SINT7925C10Timer 1 i
18、nterrupt(default)or DMA channel1 interrupt. The seelection is made in DMPREC register.INT3,SINT8966011External user interrupt #3HPINY,SINT91006412HPI interruptBRINT1(DMAC3),SINT101046813McBSP #1 recalve interrupt(deffault) or DMA channel 2 interrupt . The selection is made in the DMPREC register.BXI
19、NT1(DMAC3),SINT111086C14McBSP #1 transmit interrupt (default)or DMA channel 2 interrupt. The selection is made in the DMPREC register.DMAC4,SINT121127015DMA channel 4 interruptDMAC5,SINT131187416DMA channel 4 interruptRESERVED120-12778-7F-Reserved五、程序流程图主程序: 中断程序:实验五 中断实验一、实验目的1掌握中断技术,学会外部中断的处理方法。2掌
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