《DSP原理及应用》系列实验任务书

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1 一 实 验 目 的 及 意 义 DSP 原 理 及 应 用 是 电 子 信 息 工 程 专 业 的 一 门 专 业 课 程, 主 要 介 绍 以 TI 公 司 TMS 系 列 为 主 的 DSP 芯 片 的 基 本 工 作 原 理 和 开 发 设 计 环 境 及 其 应 用 本 系 列 实 验 是 该 课 程 教 学 的 一 个 重 要 实 践 环 节, 旨 在 通 过 系 列 基 础 实 验 和 综 合 设 计 型 实 验 帮 助 学 生 熟 悉 掌 握 DSP 芯 片 的 汇 编 语 言 开 发 过 程, 加 强 并 提 高 学 生 对 DSP 芯 片 的 编 程 和 开 发 能 力 及 对 相 关 专 业 课 程 的 综 合 应 用 能 力 二 实 验 工 具 1 PC 机 2 SEED-DTK APD 实 验 箱 及 SEED-XDSusb 仿 真 器 3 U 盘 一 只 ( 自 备 ) 三 实 验 要 求 本 系 列 实 验 包 括 八 个 实 验 选 项, 其 中 实 验 内 容 1~5 属 于 每 位 同 学 必 须 完 成 的 基 本 实 验 ; 实 验 内 容 6 属 于 一 般 难 度 的 实 验, 评 分 在 0~80 分 ; 实 验 内 容 7 和 8 是 有 较 高 难 度 的 实 验, 评 分 范 围 在 0~100 分 同 学 可 在 内 容 6~8 之 中 自 行 选 择 一 个 来 完 成 1 集 成 开 发 环 境 CCS 基 础 通 过 建 立 一 个 简 单 的 应 用 工 程, 体 会 在 CCS 下, 完 成 工 程 的 建 立, 文 件 添 加 和 编 译 连 接 调 试 等 任 务 2 软 件 延 时 程 序 编 程 及 调 试 - 1 -

2 编 写 一 个 软 件 延 时 程 序, 延 时 时 间 为 4 秒 钟 3 定 点 数 除 法 编 程 及 调 试 参 照 实 验 三 P 12-P 14 部 分 的 原 理, 根 据 给 出 的 流 程 图 编 写 通 用 除 法 子 程 序 DIV, 来 实 现 两 个 定 点 数 的 除 法 运 算 同 时 编 写 一 个 简 单 的 主 程 序 验 证 该 子 程 序 4 可 屏 蔽 中 断 的 编 程 及 调 试 本 实 验 要 求 用 通 用 定 时 器 1 产 生 4s 的 延 时 产 生 4s 的 延 时 功 能 用 定 时 器 1 的 周 期 中 断 来 实 现, 该 周 期 中 断 由 2 级 中 断 INT2 来 控 制 5 浮 点 数 的 定 点 表 示 带 符 号 小 数 的 定 标 及 运 算 ( 包 括 链 接 文 件 设 计 带 符 号 小 数 的 定 点 表 示 及 运 算 等 ) 编 写 程 序 实 现 带 符 号 小 数 的 Q13 定 点 表 示 及 加 减 乘 除 运 算 6 交 通 灯 控 制 ( 包 括 链 接 文 件 设 计 软 件 延 时 程 序 设 计 定 时 器 设 计 I/O 应 用 数 据 空 间 扩 展 等 ) 要 求 : 初 始 状 态 为 南 北 向 红 灯, 东 西 向 绿 灯 ; 4 秒 以 后, 南 北 向 黄 灯, 东 西 向 绿 灯 闪 动 ; 1 秒 以 后, 南 北 向 绿 灯, 东 西 向 红 灯 ; 4 秒 以 后, 南 北 向 绿 灯 闪 动 ; 东 西 向 黄 灯 ; 1 秒 以 后, 南 北 向 红 灯, 东 西 向 绿 灯 如 前 循 环 20 秒 之 后, 进 入 夜 间 模 式, 两 向 均 为 黄 灯 闪 动 7 波 形 发 生 器 设 计 要 求 : 编 写 程 序 段, 通 过 实 验 箱 上 的 DAC7724 产 生 方 波 三 角 波 - 2 -

3 及 正 弦 波 8 滤 波 器 设 计 要 求 : 编 写 程 序, 分 析 给 定 数 据 文 件 signal.dat 观 察 信 号 的 时 域 图, 注 意 数 据 的 数 值 范 围 ; 观 察 信 号 的 频 域 图, 注 意 数 据 的 频 率 范 围 及 主 要 频 率 分 量 位 置 ; 设 计 FIR 滤 波 器, 要 求 能 够 分 别 提 取 信 号 中 的 单 个 或 两 个 主 要 频 率 分 量 四 实 验 内 容 该 系 列 实 验 主 要 利 用 北 京 合 众 达 公 司 的 SEED-DTK APD 实 验 箱 及 SEED-XDSusb 仿 真 器 因 此, 首 先 要 求 学 生 熟 悉 和 学 会 使 用 TMS320LF2407A 及 其 汇 编 语 言 工 具 即 汇 编 器 连 接 器 调 试 器, 了 解 并 掌 握 可 执 行 文 件 的 生 成 方 法 和 具 体 步 骤, 同 时 对 实 验 箱 的 结 构 特 点 和 一 些 功 能 有 所 了 解 在 此 基 础 上, 要 求 学 生 熟 悉 和 使 用 TMS320LF2407A 的 指 令 集 和 CCS 仿 真 环 境, 用 DSP 汇 编 语 言 编 写 一 些 简 单 应 用 程 序, 并 调 试 通 过 在 学 生 对 DSP 芯 片 和 汇 编 语 言 都 有 一 定 的 了 解 之 后, 最 后 为 学 生 安 排 了 系 列 综 合 设 计 型 实 验, 加 深 学 生 对 DSP 芯 片 结 构 和 汇 编 语 言 的 理 解, 引 导 学 生 对 DSP 芯 片 资 源 加 以 灵 活 运 用, 同 时 扩 展 同 学 的 编 程 思 路, 增 强 学 生 的 创 新 意 识, 为 以 后 的 应 用 打 好 基 础 - 3 -

4 实 验 一 集 成 开 发 环 境 CCS 基 础 一 实 验 目 的 1. 通 过 创 建 一 个 简 单 的 应 用 工 程, 初 步 熟 悉 CCS 的 使 用 和 基 本 的 程 序 调 试 运 行 过 程 2. 了 解 TMS320C240X 系 列 汇 编 语 言 程 序 的 基 本 格 式, 以 及 编 译 连 接 的 基 本 过 程 二 实 验 设 备 1. 集 成 开 发 环 境 CCS 2( C2000); 2. 实 验 代 码 lab1.asm,lab1.cmd 和 F2407REGS.h; 3. SEED-DTKAPD DSP 教 学 实 验 箱 三 实 验 要 求 与 步 骤 通 过 建 立 一 个 简 单 的 应 用 工 程, 体 会 在 CCS 下, 完 成 工 程 的 建 立, 文 件 添 加 和 编 译 连 接 调 试 等 任 务 具 体 步 骤 可 以 参 考 附 录 2 的 内 容 实 验 箱 介 绍 在 附 录 4 1. 在 F 盘 下 以 自 己 的 学 号 命 名 新 文 件 夹, 创 建 你 的 实 验 目 录 ; 将 给 定 的 文 件 f2407.gel 和 F2407REGS.H 复 制 到 你 的 目 录 下 2. 双 击 桌 面 上 的 CCS2('C2000) 图 标 运 行 CCS 2, 打 开 /F24xx XDS510 Emulator/CPU_1 C2XX Code Composer Studio 窗 口 3. 新 建 源 文 件 :File -->New -->Source File, 在 新 打 开 的 窗 口 中 键 入 lab1.asm 的 源 代 码, 以 要 求 的 扩 展 名 将 文 件 保 存 在 你 的 实 验 目 录 下, 生 成 lab1.asm 的 源 文 件 同 理 可 生 成 lab1.cmd 的 原 文 件 4. 建 立 新 工 程 并 添 加 所 需 源 文 件 :Project --> New 建 立 一 个 新 的 工 程 lab1( 要 求 将 新 创 建 的 工 程 放 在 F 盘 下 以 学 号 命 名 的 目 录 下 ),Project --> Add Files to Project 加 入 文 件 lab1.asm 和 lab1.cmd; 在 左 侧 工 程 文 件 (Project View) 窗 口 中 可 看 到 这 两 个 文 件 已 经 添 加 到 工 程 lab1.pjt 的 目 录 下 - 4 -

5 5. 在 Project -->Build options 中 选 择 适 当 的 编 译 和 连 接 的 选 项 ( 一 般 不 需 要 修 改 ); 6. 在 Project View 窗 口 中 右 击 GEL files load GEL f2407.gel 文 件 ; 7. Project Build 编 译 整 个 工 程, 产 生 可 执 行 代 码 (lab1.out 文 件 ); 8. GEL --> F2407 DEBUGGER --> flash disable; 9. File --> Load Program, 在 Load Program 窗 口 中 双 击 文 件 夹 Debug, 选 中 文 件 lab1.out 装 载 可 执 行 代 码 ; 10. View --> Registers --> CPU Register 和 Status Register, 打 开 CPU 寄 存 器 和 状 态 寄 存 器 注 意 TREG 和 PREG 内 容 的 变 化 ; 11. View --> Memory, 在 Memory Windows Options 对 话 框 中, 修 改 内 存 地 址 Address 为 0x0280, 修 改 数 据 页 Page 为 Data 注 意 相 关 内 存 单 元 数 据 (A H, A H, X H, X H, Y H) 的 变 化 ; 12. 在 汇 编 程 序 源 代 码 窗 口 lab1 中, 移 动 鼠 标 到 CALL SUM 所 在 行, 按 F9 设 置 断 点, 注 意 此 时 会 在 程 序 行 前 面 出 现 一 红 点 ; 13. Debug --> Run, 全 速 运 行 程 序 注 意 程 序 在 断 点 处 停 止 运 行, 然 后 Debug --> Step Into( 或 按 F8) 单 步 执 行, 此 时 留 意 相 关 寄 存 器 和 内 存 单 元 的 变 化 ; 14. 通 过 F9 在 程 序 的 其 他 位 置 设 置 与 取 消 断 点,Debug Restart 重 新 运 行 程 序 四 实 验 代 码 a) 汇 编 语 言 源 代 码 文 件 该 例 题 程 序 是 求 表 达 式 a1*x1+a2*x2 lab1.asm 内 容 : ( 注 意 文 件 保 存 在 学 号 目 录 下 的 LAB1 目 录 中, 扩 展 名 为.ASM) ;****************************************************************************** ;An example to exemplify how to write an assembly language source file ; y=a1*x1+a2*x2 ;******************************************************************************.include "F2407REGS.H".def _c_int0-5 -

6 A1.USECT ".data0",1 A2.USECT ".data0",1 X1.USECT ".data0",1 X2.USECT ".data0",1 Y.USECT ".data0",1.text _c_int0: CALL SYSINIT NOP LDP #5 SPLK #10,A1 SPLK #3,A2 SPLK #8,X1 SPLK #6,X2 SPLK #0,Y NOP NOP NOP CALL SUM ; 在 此 行 设 置 断 点 NOP NOP NOP dead_loop: nop nop nop nop b dead_loop SYSINIT: SETC CLRC CLRC CLRC LDP SPLK SPLK INTM SXM OVM CNF #0E0H #81FEH, SCSR1 #0E8H, WDCR - 6 -

7 LDP #0 SPLK #0000H, IMR SPLK #0FFFFH,IFR RET ;================================================ SUM: LDP #5 LT A1 MPY X1 PAC SACL Y LT MPY PAC ADD SACL A2 X2 Y Y RET ;end of lab1.asm 2. 链 接 配 置 文 件 一 个 完 整 的 DSP 程 序 至 少 包 含 三 个 部 分 : 程 序 代 码 中 断 向 量 表 链 接 配 置 文 件 (*.cmd) 这 里 先 介 绍 链 接 配 置 文 件, 对 本 次 试 验 影 响 不 大 的 中 断 向 量 表 将 在 实 验 五 介 绍 链 接 配 置 文 件 确 定 了 程 序 链 接 成 最 终 可 执 行 代 码 时 的 选 项, 其 中 有 很 多 条 目, 实 现 不 同 方 面 的 选 项, 其 中 最 常 用 的 也 是 必 须 的 有 两 条 : 存 贮 器 的 分 配 标 明 程 序 入 口 在 本 次 实 验 中, 下 面 的 简 单 的 链 接 配 置 文 件 就 够 用 了 以 后 各 个 实 验 的 链 接 配 置 文 件 可 在 此 基 础 上 修 改 lab1.cmd 内 容 : ( 注 意 文 件 保 存 在 学 号 目 录 下 的 LAB1 目 录 中, 扩 展 名 为.CMD) MEMORY { PAGE 0: VECS: origin = 0x0000, length = 0x80 PROM: origin = 0x1000, length = 0x1000 PAGE 1: STACK: origin = 0x0100, B01 : origin = 0x0280, DARAM: origin = 0x2000, length = 0x040 length = 0x0080 length = 0x

8 } SECTIONS {.text :> PROM PAGE 0.vectors:> VECS PAGE 0.bss :> DARAM PAGE 1.data0 :> B01 PAGE 1 } 以 上 MEMORY 伪 指 令 定 义 了 五 个 存 储 范 围 :VECS PROM STACK B01 DARAM PAGE 选 项 识 别 范 围 所 占 据 的 储 存 器 类 型 PAGE 0 识 别 程 序 存 储 器,PAGE 1 识 别 数 据 存 储 器 这 些 范 围 中 的 origin 识 别 范 围 在 储 存 器 内 的 起 始 地 址,length 规 定 范 围 的 长 度 例 如,PAGE 0 中 的 存 储 器 范 围 PROM 具 有 起 始 地 址 1000h 和 长 度 1000h, 它 在 程 序 储 存 器 内 定 义 了 地 址 1000h 至 2000h 以 上 SECTIONS 伪 指 令 规 定 了 段 被 定 位 到 存 储 器 内 的 次 序.text 被 定 位 到 程 序 存 储 器 PROG 范 围 内.vectors 被 定 位 到 程 序 存 储 器 VECS 范 围 内.bss 被 定 位 到 数 据 存 储 器 DARAM 范 围 中.data0 被 定 位 到 数 据 存 储 器 B01 范 围 中 五 设 计 注 意 事 项 : 源 语 句 格 式 汇 编 语 言 源 语 句 包 括 汇 编 伪 指 令 汇 编 语 言 指 令 宏 伪 指 令 及 注 释 等 源 语 句 一 般 包 括 4 个 域 : [label] [:] mnemonic [operand list] [; comment] Label, 标 号 域, 可 选 标 号 区 主 要 是 定 义 变 量 常 量 程 序 标 签 时 的 名 称 如 有 该 项, 必 须 从 源 语 句 的 第 1 列 开 始, 即 必 须 顶 格 写 标 号 最 多 可 以 包 含 32 个 字 母 或 数 字 字 符 (A~Z,a~z,0~9,- 和 $) 对 大 小 写 敏 感, 且 起 始 字 符 不 允 许 是 数 字 0~9 标 号 值 是 SPC 的 当 前 值, 当 它 单 独 出 现 在 某 行 中 时, 它 指 向 下 一 行 指 令 的 SPC Mnemonic, 助 记 符 域, 可 能 是 机 器 指 令 汇 编 伪 指 令 宏 伪 指 令 等 一 般 跟 在 标 号 域 之 后, 加 空 格 或 TAB 格 开 如 果 没 有 标 号, 也 必 须 在 指 令 前 面 加 上 空 格 或 TAB, 不 能 顶 格 Operand list, 操 作 数 列 表 域, 可 能 是 常 量 符 号 或 表 达 式 多 个 操 作 数 之 间 用 逗 号 (,) 分 隔 Comment, 注 释 域, 可 选 注 释 域 前 必 须 是 分 号 (;) 注 释 区 前 面 可 以 没 有 标 号 区 或 程 序 区 另 外 还 有 专 门 的 注 释 行, 以 * 打 头, 必 须 顶 格 开 始 例 子 SPC 目 标 代 码 源 语 句 A start:.word 0AH,3,7 ;start=

9 here: word 3 ;here=0043 注 意 : 标 点 符 号 有 时 不 注 意 会 打 成 中 文 全 角 字 符 导 致 错 误 - 9 -

10 实 验 二 软 件 延 时 程 序 编 程 及 调 试 一 实 验 目 的 1. 熟 悉 CCS 的 使 用 和 基 本 的 程 序 调 试 运 行 过 程 2. 熟 悉 TMS320C240X 系 列 汇 编 语 言 程 序 的 指 令 系 统 二 实 验 设 备 1. 集 成 开 发 环 境 CCS 2( C2000); 2. 实 验 代 码 lab2.asm Lab2.cmd 和 F2407REGS.h; 3. SEED-DTKAPD DSP 教 学 实 验 箱 三 实 验 要 求 与 步 骤 编 写 一 个 软 件 延 时 程 序 延 时 时 间 为 4 秒 钟 在 所 给 的 实 验 代 码 中 加 入 部 分 语 句 实 现 该 功 能 该 实 验 箱 所 用 的 输 入 时 钟 为 10MHz, 由 外 部 时 钟 芯 片 提 供 可 以 对 通 过 对 系 统 控 制 和 状 态 寄 存 器 SCSR1 的 设 置 改 变 系 统 的 时 钟 频 率 1. 运 行 CCS 2 ('C2000); 2. Project --> New 建 立 一 个 新 的 工 程 lab2( 建 议 将 新 创 建 的 工 程 放 在 F 盘 下 以 学 号 命 名 的 目 录 下 ),Project --> Add Files to Project 加 入 文 件 lab2.asm 和 lab2.cmd; 3. 在 Project -->Build options 中 选 择 适 当 的 编 译 和 连 接 的 选 项 ( 一 般 不 需 要 修 改 ); 4. 在 Project View 窗 口 中 右 击 GEL files --> f2407.gel 文 件 ; 5. Build 整 个 工 程, 产 生 可 执 行 代 码 (.out 文 件 ); 6. GEL --> F2407 DEBUGGER --> flash disable; 7. File -->Load Program, 装 载 可 执 行 代 码 ; 8. 在 子 程 序 的 入 口 与 出 口 设 置 两 个 断 点 ( 按 F9 键 ), 全 速 运 行 ( 按 F5 键 ), 观 察 两 个 断 点 间 的 运 行 时 间 ( 双 击 屏 幕 右 下 角 的 时 钟, 进 行 观 察 ) 9. 再 次 修 改 软 件 延 时 子 程 序, 分 别 完 成 20 秒 和 60 秒 的 延 时

11 四 实 验 代 码 lab2.asm( 要 求 学 生 实 验 课 前 编 写 好 DELAY4S 子 程 序 ), lab2.cmd 内 容 同 实 验 一.include "F2407REGS.h".def _c_int0.sect ".vectors" _c_int0 AGAIN:.text CALL SYSINITIAL CLRC INTM NOP NOP ; 设 置 断 点 CALL DELAY4S ; 此 处 要 求 产 生 延 时 NOP ; 设 置 断 点 NOP NOP NOP NOP B AGAIN ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; SYSINITIAL: SETC CLRC CLRC CLRC LDP SPLK SPLK LDP SPLK SPLK RET INTM SXM OVM CNF #SCSR1>>7 #8EFEH,SCSR1 #0E8H,WDCR #IMR>>7 #02H,IMR #0FFFFH,IFR DELAY4S: ( 代 码 内 容 )

12 实 验 三 定 点 数 除 法 编 程 及 调 试 一 实 验 目 的 1. 熟 悉 TMS320C240X 系 列 汇 编 语 言 程 序 的 指 令 系 统 2. 熟 悉 利 用 DSP 芯 片 实 现 定 点 数 除 法 二 实 验 设 备 1. 集 成 开 发 环 境 CCS 2( C2000); 2. 实 验 代 码 lab3.asm Lab3.cmd 和 F2407REGS.h; 3. SEED-DTKAPD DSP 教 学 实 验 箱 三 实 验 要 求 与 步 骤 参 看 本 实 验 第 五 部 分 的 原 理, 根 据 给 出 的 流 程 图 编 写 通 用 除 法 子 程 序 DIV, 来 实 现 两 个 定 点 数 的 除 法 运 算 同 时 编 写 一 个 简 单 的 主 程 序 验 证 该 子 程 序 1. 运 行 CCS 2 ('C2000); 2. Project --> New 建 立 一 个 新 的 工 程 lab3( 建 议 将 新 创 建 的 工 程 放 在 F 盘 下 以 学 号 命 名 的 目 录 下 ),Project --> Add Files to Project 加 入 文 件 lab3.asm 和 lab3.cmd; 3. 在 Project -->Build options 中 选 择 适 当 的 编 译 和 连 接 的 选 项 ( 一 般 不 需 要 修 改 ); 4. 在 Project View 窗 口 中 右 击 GEL files --> f2407.gel 文 件 ; 5. Build 整 个 工 程, 产 生 可 执 行 代 码 (.out 文 件 ); 6. GEL --> F2407 DEBUGGER --> flash disable; 7. File -->Load Program, 装 载 可 执 行 代 码 ; 8. View --> Registers --> CPU Register 和 Status Register, 打 开 CPU 寄 存 器 和 状 态 寄 存 器 注 意 ACC,TREG 和 PREG 内 容 的 变 化 ; 9. View --> Memory, 在 Memory Windows Options 对 话 框 中, 修 改 内 存 地 址 Address 为 被 除 数, 除 数, 商 和 余 数 等 变 量 所 在 的 地 址 范 围, 修 改 数 据 页 Page 为 Data 注 意 相 关 内 存 单 元 数 据 的 变 化 ; 10. 通 过 断 点 的 设 置, 调 试 程 序 设 置 被 除 数 和 除 数 的 值, 运 行 程 序 查 看 相

13 关 数 据 存 储 单 元, 判 别 计 算 结 果 是 否 正 确 四 实 验 代 码 lab3.asm 要 求 学 生 在 实 验 课 前 编 写 好 ; lab3.cmd 内 容 同 实 验 一 五 除 法 运 算 的 原 理 1. 除 法 运 算 的 过 程 TMS320 系 列 的 指 令 集 中 没 有 提 供 除 法 指 令, 为 了 实 现 除 法 运 算, 需 要 编 写 除 法 子 程 序 二 进 制 除 法 是 乘 法 的 逆 运 算 乘 法 包 括 一 系 列 的 移 位 和 加 法, 而 除 法 可 以 分 解 为 一 系 列 的 减 法 和 移 位 设 累 加 器 为 8 位, 且 除 法 运 算 为 10 除 以 3, 出 的 过 程 包 括 与 除 数 有 关 的 逐 步 移 位, 然 后 进 行 减 法 运 算, 若 所 得 商 为 正, 则 在 商 中 置 1, 否 则 该 位 商 位 0 例 如 :4 位 除 法 示 例 : 1) 除 数 的 最 低 有 效 位 对 齐 被 除 数 的 最 高 有 效 位 ) 由 于 减 法 结 果 为 负, 丢 弃 减 法 结 果, 将 被 除 数 左 移 一 位 再 减 ) 结 果 仍 为 负, 丢 弃 减 法 结 果, 将 被 除 数 左 移 一 位 再 减 ) 结 果 为 正, 将 减 法 结 果 左 移 一 位 后 把 商 置 1, 做 最 后 一 次 减 法

14 5) 结 果 为 正, 将 减 法 结 果 左 移 一 位 后 得 最 后 结 果, 高 4 位 是 余 数, 低 4 位 是 商 : 除 法 运 算 的 流 程 根 据 被 除 数 和 除 数 的 符 号 不 同, 商 和 余 数 的 符 号 分 别 如 下 表 所 示 : 符 号 组 合 情 况 编 号 被 除 数 除 数 商 余 数 综 合 其 规 律, 可 画 出 有 符 号 数 除 法 运 算 的 流 程 图 如 下 : 开 始 求 被 除 数 和 除 数 的 乘 积 并 保 存 该 乘 积 保 存 被 除 数, 求 被 除 数 和 除 数 的 绝 对 值 用 SUBC 指 令 和 RPT 指 令 求 16 位 正 数 除 法 并 保 存 商 和 余 数 乘 积 为 正? 是 否 求 0- 商 并 保 存 结 果 被 除 数 为 正? 否 求 0- 余 数 并 保 存 结 果 是 返 回 3. 注 意 该 实 验 中 符 号 扩 展 位 SXM 的 使 用

15 实 验 四 可 屏 蔽 中 断 的 编 程 及 调 试 一 实 验 目 的 1. 熟 悉 TMS320C240X 系 列 可 屏 蔽 中 断 的 实 现 2. 熟 悉 定 时 器 的 工 作 原 理 及 其 基 本 应 用 方 法 二 实 验 设 备 1. 集 成 开 发 环 境 CCS 2( C2000); 2. 实 验 代 码 lab5.asm,lab5.cmd 和 F2407REGS.h; 3. SEED-DTKAPD DSP 教 学 实 验 箱 三 实 验 要 求 与 步 骤 本 实 验 要 求 用 通 用 定 时 器 1 产 生 4s 的 延 时 产 生 4s 的 延 时 功 能 用 定 时 器 1 的 周 期 中 断 来 实 现, 该 周 期 中 断 由 2 级 中 断 INT2 来 控 制 1. 运 行 CCS 2 ('C2000); 2. Project --> New 建 立 一 个 新 的 工 程 lab5( 建 议 将 新 创 建 的 工 程 放 在 F 盘 下 以 学 号 命 名 的 目 录 下 ),Project --> Add Files to Project 加 入 文 件 lab5.asm 和 lab5.cmd;(file -->New -->Source File 生 成 新 的 源 文 件, 键 入 文 件 内 容 后 以 要 求 的 扩 展 名 存 盘 ); 3. 在 Project -->Build options 中 选 择 适 当 的 编 译 和 连 接 的 选 项 ( 一 般 不 需 要 修 改 ); 4. 在 Project View 窗 口 中 右 击 GEL files --> f2407.gel 文 件 ; 5. Build 整 个 工 程, 产 生 可 执 行 代 码 (.out 文 件 ); 6. GEL --> F2407 DEBUGGER --> flash disable; 7. File -->Load Program, 装 载 可 执 行 代 码 ; 8. 在 中 断 入 口 与 出 口 设 置 两 个 断 点 ( 按 F9 键 ), 全 速 运 行 ( 按 F5 键 ), 观 察 两 个 断 点 间 的 运 行 时 间 ( 双 击 屏 幕 右 下 角 的 时 钟, 进 行 观 察 ); 9. 再 次 修 改 软 件 延 时 子 程 序, 要 求 完 成 20 秒 和 60 秒 的 延 时 四 实 验 内 容

16 1. 观 察 并 编 辑 寄 存 器 (register) 在 寄 存 器 观 察 窗 口 观 察 IMR IFR ACC 及 其 它 相 关 寄 存 器 值 的 变 化 在 数 据 存 储 空 间 中 查 看 下 列 寄 存 器 的 值 GPTCONA H T1PR H EVAIMRA CH T1CNT H T1CON H EVAIFRA FH 2. 观 察 并 编 辑 存 储 器 (memory) 程 序 存 储 单 元 0000H~0100H: 查 看 相 关 的 中 断 入 口 列 表 区 域 1. 设 置 断 点 在 上 级 中 断 服 务 程 序 入 口 ( 即 INT2 中 断 服 务 程 序 入 口 ) 设 置 断 点, 此 处 采 用 单 步 执 行, 观 察 PC 是 如 何 进 入 相 应 的 下 级 中 断 服 务 程 序 ( 即 T1 的 周 期 中 断 服 务 程 序 ) 的 四 实 验 代 码 lab5.asm 要 求 学 生 实 验 课 前 编 写 好 ; lab5.cmd 内 容 同 实 验 一 五 实 验 注 意 事 项 : 1. 为 了 保 证 中 断 入 口 列 表 的 连 续 性, 通 常 可 考 虑 在 不 需 要 用 到 的 中 断 入 口 处 也 写 上 转 移 指 令, 转 移 到 一 个 空 中 断 服 务 程 序 中 空 中 断 服 务 程 序 可 写 如 下 : PHANTOM: NOP RET 2. 每 次 中 断 之 后, 需 要 写 入 指 令 将 相 关 中 断 标 志 位 写 1 清 除 中 断 标 志 DSP 的 中 断 为 两 级 中 断 管 理 方 式, 故 而 需 要 清 除 的 中 断 标 志 位 除 了 下 级 中 断 源 ( 此 实 验 中 为 T1PR) 自 身 的 中 断 标 志 位 ( 在 寄 存 器 EVAIFRA 中 ) 外, 还 需 要 清 它 对 应 的 上 级 中 断 (DSP 共 有 六 个 上 级 中 断 INT1~INT6,T1PR 挂 在 INT2 下 面 ) 的 标 志 位 ( 上 级 中 断 的 标 志 位 在 寄 存 器 IFR 中 )

17 实 验 五 浮 点 数 的 定 点 表 示 TMS320LF2407A 是 16 位 的 定 点 DSP 芯 片 在 编 程 过 程 中, 数 以 二 进 制 十 进 制 与 十 六 制 表 示 均 可 ; 正 负 数 运 算 由 于 定 点 DSP 一 般 采 用 二 进 制 与 二 进 制 补 码 的 形 式 进 行 运 算 也 可 以 实 现 TMS320LF2407A 的 二 进 制 补 码 记 数 系 统 构 成 如 下 ; 在 二 进 制 的 基 础 上, 添 加 一 符 号 位, 该 符 号 位 位 于 二 进 制 数 的 最 高 位 ; 当 数 为 正 数 时, 其 符 号 位 为 0, 为 负 数 时, 其 符 号 位 为 1 TMS320LF2407A 采 用 二 进 制 补 码 进 行 运 算 具 有 如 下 的 两 个 优 点 : 可 以 将 加 法 与 减 法 统 一 成 加 法 运 算 ; 符 号 位 可 以 进 行 扩 展, 而 其 数 值 不 变, 这 可 以 使 一 个 比 较 小 的 数 存 放 到 比 较 大 的 寄 存 器 当 中 ( 始 终 保 证 其 符 号 位 在 最 高 位 上 体 现 ) 例 : (11110) 2 = 1 (-16) = -2 当 将 其 符 号 位 扩 展 三 位, 则 放 入 一 8 位 的 寄 存 器 中 ( ) 2 = 1 (-128) = -2 这 将 为 运 算 提 供 极 大 的 方 便, 因 而 在 定 点 的 DSP 中, 大 多 数 情 况 采 用 二 进 制 补 码 形 式 TMS320LF2407A 系 列 DSP 硬 件 运 算 字 长 为 16 位, 也 就 是 说,DSP 所 能 表 示 的 整 数 的 范 围 也 就 决 定 了, 其 范 围 为 到 而 在 很 多 情 况 下, 数 学 运 算 过 程 中 不 一 定 是 整 数, 而 且 动 态 范 围 也 不 是 固 定 不 变 的 然 而 TMS320LF2407A 系 列 的 DSP 硬 件 只 支 持 定

18 点 运 算 如 何 解 决 这 个 问 题? 对 于 只 支 持 定 点 运 算 的 CPU 来 说, 在 硬 件 上 并 没 有 提 供 小 数 点 定 位 的 机 制 只 有 靠 软 件 人 为 地 假 设 将 小 数 点 放 在 16 位 数 据 中 的 不 同 位 置, 就 可 以 表 示 不 同 大 小 与 不 同 精 度 的 数 据 了, 这 就 是 数 的 定 标 数 的 定 标 有 Q 与 S 两 种 表 示 方 法 在 Q 表 示 法 中,Q 代 表 (Quantity of Fractional Bits) 数 中 尾 数 部 分 的 位 数, 即 小 数 点 右 边 的 位 数 而 S 表 示 法 中,S 代 表 数 中 整 数 部 分 的 位 数, 即 小 数 点 左 边 的 位 数 实 用 中 一 般 用 Q 表 示 法, 例 :Q0 表 示 小 数 点 在 第 0 位 的 右 边, 即 为 整 数 Q15 表 数 小 数 点 在 第 15 位 的 右 边, 即 为 小 于 1 的 小 数 ( 以 二 进 制 补 码 表 示, 第 15 位 为 符 号 位 ) 下 表 给 出 了 16 位 数 的 16 种 不 同 的 Q 表 示 法 并 列 出 了 它 们 所 能 表 示 的 十 进 制 数 的 范 围 表 1 十 进 制 小 数 的 16 位 定 点 表 示 方 法 及 示 数 范 围 Q 表 示 法 S 表 示 法 十 进 制 数 表 示 的 范 围 Q15 S x Q14 S x Q13 S x Q12 S x Q11 S x Q10 S x Q9 S x Q8 S x Q7 S x

19 Q6 S x Q5 S x Q4 S x Q3 S x Q2 S x Q1 S x Q0 S x 对 于 加 法 和 减 法 运 算 来 说, 其 运 算 结 果 并 不 会 改 变 小 数 点 的 位 置, 也 就 是 说,2 个 Q15 的 数 相 加 或 相 减, 其 结 果 还 是 1 个 Q15 的 数 而 对 于 乘 法 运 算 则 不 然,2 个 Q15 的 数 相 乘, 其 结 果 将 是 1 个 Q30 的 数, 符 号 位 由 1 位 扩 展 为 2 位 如 果 保 留 高 16 位, 舍 弃 低 16 位, 则 将 得 到 1 个 带 有 2 个 符 号 位 的 Q14 的 数 此 时, 要 想 将 乘 法 结 果 与 另 1 个 Q15 的 数 相 加 或 相 减, 则 需 要 对 由 乘 法 运 算 得 到 的 带 有 2 个 符 号 位 的 Q14 的 数 去 掉 一 个 符 号 位, 规 一 化 为 Q15 的 数, 即 要 左 移 1 位 对 于 C2000 系 列, 在 数 值 运 算 中 一 般 采 用 Q15 数 制 这 是 由 于 C2000 在 进 行 乘 法 运 算 时, 可 通 过 对 状 态 寄 存 器 中 的 PM 进 行 设 置, 选 择 使 其 乘 法 运 算 单 元 具 有 乘 积 自 动 左 移 一 位 的 功 能 这 样 可 以 将 两 个 Q15 相 乘 后 得 到 一 Q30 的 数 据 中 的 两 个 符 号 位 去 除 一 个, 保 证 其 结 果 的 正 确 性 下 面 举 例 进 行 说 明 : 十 进 制 乘 法 = 0.25 当 二 进 制 数 相 乘 时 ;Q

20 ;Q = 0.25 ;Q30 符 号 位 两 个 Q15 的 定 点 数 相 乘 后 得 到 一 个 带 2 个 符 号 位 的 Q30 的 数, 在 结 果 保 存 时 一 般 只 保 存 与 输 入 数 据 相 同 的 精 度 的 结 果 即 可, 也 就 是 只 保 存 高 16 位 即 可, 但 DSP 乘 法 运 算 结 果 的 高 16 位 中 包 含 了 2 个 符 号 位, 也 即 高 16 位 是 1 个 带 有 2 个 符 号 位 的 Q14 的 数, 从 而 其 精 度 将 损 失 1 位 另 外, 若 想 用 乘 法 结 果 与 另 1 个 Q15 的 数 相 加 或 相 减, 由 于 小 数 点 没 有 对 齐, 将 导 致 运 算 错 误 因 此 在 保 存 乘 法 运 算 结 果 的 高 16 位 时, 应 将 乘 积 左 移 一 位, 从 而 得 到 正 确 的 Q15 结 果 而 这 一 过 程 在 C2000 的 DSP 中 可 以 自 动 来 处 理 只 需 要 设 置 ST1 的 PM 位 就 可 以 了 在 C2000 系 列 中, 若 采 用 其 它 的 Q 数 制 时, 就 需 要 在 软 件 中 人 为 地 对 乘 法 运 算 的 结 果 进 行 相 应 的 左 移 操 作, 才 能 确 保 数 值 运 算 的 正 确 浮 点 数 与 定 点 数 的 转 换 关 系 可 表 示 为 : 浮 点 数 A 转 换 成 定 点 数 B: B =(int)a 2 Q ; 定 点 数 B 转 换 成 浮 点 数 A:A =(int)b 2 -Q 举 例 说 明 浮 点 数 x = 0.5, 定 标 在 Q15, 则 定 点 数 为 Xq= = 将 定 点 数 转 换 成 浮 点 数 也 是 一 样 由 于 定 点 数 的 表 示 范 围 是 一 定 的, 因 此 在 进 行 运 算 时, 其 结 果 就 有 可 能 超 出 数 的 表 示 范 围 的 情 况, 这 就 是 溢 出 溢 出 有 大 于

21 最 大 表 示 值, 叫 上 溢 出, 小 于 最 小 值 叫 下 溢 出 在 定 点 运 算 时 一 定 要 考 虑 溢 出 的 处 理 方 法 在 DSP 中 可 以 设 置 溢 出 保 护 功 能, 当 发 生 时,DSP 自 动 将 结 果 设 置 为 最 大 值 或 是 最 小 值

22 实 验 六 交 通 灯 控 制 原 理 1. TMS320LF2407A 的 时 钟 TMS320LF2407A 上 有 多 个 部 件 需 要 时 钟, 如 CPU 看 门 狗 WD 及 事 件 管 理 器 等 TMS320LF2407A 由 外 部 晶 体 或 外 部 晶 振 提 供 参 考 时 钟 输 入, 由 片 内 PLL 倍 频 给 出 LF2407A 的 系 统 时 钟 CLKOUT,CLKOUT 则 作 为 CPU 看 门 狗 WD 及 事 件 管 理 器 等 片 内 外 设 的 基 本 时 钟 信 号 PLL 倍 频 系 数 由 系 统 控 制 和 状 态 寄 存 器 SCSR1 的 bit11~9 控 制, 如 下 表 所 示 : 表 2 LF2407A 的 PLL 倍 频 系 数 及 其 SCSR1 设 置 该 实 验 箱 用 10MHZ 外 部 时 钟 芯 片 给 LF2407A 提 供 时 钟, 且 使 能 LF2407 片 上 PLL 电 路 即 PLL 倍 频 系 数 可 通 过 对 系 统 控 制 和 状 态 寄 存 器 SCSR1 的 bit11~9 软 件 设 计 进 行 控 制, 上 电 复 位 时, 该 三 位 为 111, 即 2 分 频 2. 交 通 灯 控 制 寄 存 器 : 交 通 灯 控 制 口 地 址 为 :0x8000( 扩 展 总 线 存 储 空 间 映 射 的 数 据 空 间 ); 其 说 明 如 下 : D11 D10 D09 D08 D07 D06 D05 D04 D03 D02 D01 D

23 NR NY NG ER EY EG SR SY SG WR WY WG WG: 方 向 西 的 绿 灯 控 制 位 ;WY: 方 向 西 的 黄 灯 控 制 位 ; WR: 方 向 西 的 红 灯 控 制 位 ;SG: 方 向 南 的 绿 灯 控 制 位 ; SY: 方 向 南 的 黄 灯 控 制 位 ;SR: 方 向 南 的 红 灯 控 制 位 ; EG: 方 向 东 的 绿 灯 控 制 位 ;EY: 方 向 东 的 黄 灯 控 制 位 ; ER: 方 向 东 的 红 灯 控 制 位 ;NG: 方 向 北 的 绿 灯 控 制 位 ; NY: 方 向 北 的 黄 灯 控 制 位 ;NR: 方 向 北 的 红 灯 控 制 位 ; 当 以 上 各 位 置 1 时, 点 亮 各 控 制 位 所 代 表 的 交 通 灯 状 态 的 LED 灯 3. 实 验 程 序 功 能 与 结 构 说 明 : 在 数 字 I/O 实 验 中 主 要 有 以 下 文 件 : transp.asm: 这 是 实 验 的 主 程 序, 包 含 了 系 统 的 初 始 化, 主 要 是 定 时 器 的 初 始 化 要 求 完 成 延 时 控 制 及 交 通 灯 的 点 亮 ( 自 编 ) transp.cmd: 声 明 了 系 统 的 存 贮 器 配 置 与 程 序 各 段 的 连 接 关 系 ( 提 供 参 考 程 序, 参 见 附 录 5) 4. 扩 展 总 线 存 储 空 间 映 射 的 数 据 空 间 : LF2407A 为 16- 位 定 点 DSP, 其 外 部 存 储 器 接 口 只 支 持 16- 位 异 步 存 储 器 访 问, 所 以 SEED-DEC2407 上 的 存 储 器 扩 展 总 线 只 实 现 16- 位 异 步 存 储 器 接 口, 其 4- 个 存 储 空 间 CE0~CE3 映 射 到 LF2407A 外 部 DS 存 储 空 间 上, 而 LF2407A 的 DS 存 储 空 间 的 大 小 只 有 高 32K 16- 位 可 以 对 外 部 访 问 在 此, 我 们 采 用 分 页 技 术 将 4 个 1M 16- 位 的 扩 展 总 线 存 储 空 间 CE0~CE3 映 射

24 到 LF2407A 的 32K 16- 位 DS 存 储 空 间 中 也 即 将 4M 16- 位 的 扩 展 总 线 存 储 空 间 分 为 128 个 32K 16- 位 的 存 储 空 间 页,7 位 页 地 址 由 扩 展 总 线 存 储 器 空 间 页 地 址 寄 存 器 ( 映 射 在 IO 空 间 的 0x0020, 只 写 ) 产 生, 其 控 制 位 的 定 义 如 下 : D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PA22 PA21 PA20 PA19 PA18 PA17 PA16 PA15 PA22: 页 地 址 8 位, 用 于 选 择 SEED-DEC2407 板 上 SRAM 或 扩 展 总 线 存 储 空 间, 复 位 为 0 0: SEED-DEC2407 板 上 SRAM 1: 扩 展 总 线 存 储 空 间 PA[21:20]: 页 地 址 7 位 和 6 位, 用 于 选 择 4 个 1M 16- 位 扩 展 总 线 存 储 空 间, 复 位 为 00 00: 选 择 扩 展 总 线 的 CE0 空 间 01: 选 择 扩 展 总 线 的 CE1 空 间 10: 选 择 扩 展 总 线 的 CE2 空 间 11: 选 择 扩 展 总 线 的 CE3 空 间 PA[19:15]: 扩 展 总 线 存 储 空 间 的 5 地 址 线, 用 于 选 通 每 个 Cex 空 间 的 地 址, 复 位 为 由 于 实 验 箱 配 置 的 原 因, 本 系 列 实 验 中 需 要 将 CE3 空 间 映 射 到 数 据 空 间, 才 能 对 交 通 灯 或 步 进 电 机 端 口 进 行 操 作 需 要 注 意 的 是, 只 有 对 交 通 灯 或 步 进 电 机 端 口 进 行 操 作 时 候 才 能 将 CE3 空 间 映

25 射 到 数 据 空 间, 在 对 CE3 空 间 进 行 操 作 时 候 所 需 的 变 量, 一 定 不 能 定 义 在 原 有 数 据 空 间, 即 数 据 空 间 的 高 32k 映 射 完 毕 后, 需 要 立 即 切 换 回 来

26 实 验 七 波 形 发 生 器 设 计 原 理 任 意 波 形 产 生 原 理 主 要 包 括 三 种 : 1. 函 数 计 算 法 或 程 序 控 制 输 出 法 处 理 器 根 据 波 形 的 函 数 表 达 式, 计 算 出 一 系 列 波 形 数 据 瞬 时 值, 并 定 时 的 逐 个 传 送 给 DAC 电 路, 合 成 出 所 需 要 的 波 形 该 方 法 具 有 电 路 简 单 实 现 方 便 的 特 点 但 数 据 输 出 定 时 不 准 确, 影 响 信 号 的 频 率 和 相 位 ; 波 形 数 据 输 出 靠 指 令 的 执 行 完 成, 输 出 信 号 频 率 较 低 2.DMA 输 出 方 式 DMA 方 式 不 依 赖 于 程 序 的 执 行, 由 DMA 控 制 器 申 请 总 线 控 制 权, 通 过 地 址 总 线 给 出 存 储 器 的 地 址 信 号, 同 时 选 通 存 储 器 和 DAC 转 换 器, 在 两 者 之 间 建 立 直 接 的 数 据 通 道, 使 存 储 器 相 应 单 元 中 的 波 形 数 据 传 送 给 DAC 后 输 出 波 形 该 方 法 可 大 大 提 高 信 号 的 数 据 输 出 速 率 但 存 在 波 形 输 出 期 间, 处 理 器 因 为 失 去 总 线 控 制 权, 无 法 进 行 其 他 操 作 的 问 题 ; 在 一 个 DMA 操 作 中, 只 能 在 一 个 DAC 和 存 储 器 之 间 传 送 数 据, 无 法 实 现 多 通 道 信 号 输 出 3.DDS 直 接 数 字 频 率 合 成 DDS 是 一 种 在 一 组 存 储 器 单 元 中 按 照 信 号 波 形 数 据 点 的 输 出 次 序 存 储 了 将 要 输 出 波 形 的 数 据, 在 控 制 电 路 的 协 调 控 制 下, 以 一 定 的 速 率 周 而 复 始 的 将 波 形 数 据 依 次 传 递 给 DAC 电 路, 转 换 成 相 应 的 模 拟 信 号 该 方 法 输 出 的 AWG 信 号 稳 定 度 高, 可 调 性 好, 波 形 失 真 小, 是 本 次 试 验 采 用 的 主 要 方 法

27 DDS 工 作 流 程 图, 如 图 4 所 示 图 4 DDS 方 式 AWG 的 工 作 流 程 整 个 系 统 的 软 件 设 计 流 程 如 图 5 所 示 ( 默 认 正 弦 波 输 出 ), 采 用 串 口 选 择 控 制 输 出 波 形 形 式, 选 择 进 入 不 同 参 数 波 形 的 编 辑 和 输 出 过 程, 在 波 形 输 出 的 同 时 利 用 串 口 命 令 实 现 同 步 的 频 率 幅 度 调 节 图 5 AWG 软 件 流 程 图 波 形 参 数 调 节 命 令, 如 表 3 所 示

28 表 3 波 形 参 数 调 节 命 令 波 形 选 择 命 令, 如 表 4 所 示 表 4 波 形 选 择 命 令 即 通 过 串 口 输 入 命 令 : 实 现 DAC1 通 道 频 率 设 定 为 250Hz 功 能 波 形 选 择 如 下 所 示 :

29 第 二 个 关 键 字 r, 将 使 所 选 择 的 操 作 复 位 到 默 认 状 态, 即 : 各 命 令 参 数 选 择 公 式 : 1. 频 率 2. 相 位

30 3. 幅 度 指 令 示 例 :

31 上 述 指 令 的 执 行 过 程 可 以 通 过 串 口 通 信 的 方 式 解 决, 由 PC 发 出 所 要 设 定 的 参 数 给 DSP SCI 串 口,DSP 接 收 信 息 后 按 命 令 要 求 修 改 DAC 输 出 通 道 的 波 形 频 率 相 位 和 幅 度 等 量 也 可 以 直 接 在 波 形 产 生 主 程 序 中 修 改 相 关 参 量, 产 生 不 同 的 波 形 输 出 AWG 波 形 产 生 算 法 1. 正 弦 波 查 表 算 法 实 现 设 正 弦 波 波 形 存 储 器 的 输 出 信 号 序 列 为 s 2 ( n ) sin( ) L r 2 nf L 存 储 器 字 长 ; F r 输 出 信 号 频 率 为 - 频 率 控 制 字 ( 步 数 ); n- 输 出 序 列 号 f 0 f c F L r 2 输 出 信 号 频 率 分 辨 率 为 f 0 f c 2 L

32 首 先, 将 0~2 区 间 分 作 2 L 份, 分 别 计 算 出 各 份 对 应 的 sin 值, 建 立 正 弦 表 通 过 查 询 表 中 的 数 据 将 其 输 出 到 DAC 转 换 器 中 产 生 相 应 的 正 弦 波 形 正 弦 波 频 率 相 位 的 调 节 可 通 过 设 置 查 表 步 数 F 进 行 改 变 图 6 即 为 一 个 查 表 输 出 的 正 弦 波 形 ( 正 弦 表 数 r 据 见 附 录 6 ) 三 角 波 锯 齿 波 方 波 等 均 可 以 通 过 在 存 储 器 中 建 立 波 形 数 据 表, 通 过 查 表 的 办 法 实 现 相 应 波 形 的 输 出 及 调 节 2. 无 限 长 单 位 冲 击 响 应 (IIR) 法 产 生 正 弦 波 利 用 一 个 2nd 的 IIR 数 字 滤 波 器 也 可 以 产 生 一 个 正 弦 波 形, 原 理 如 图 7 所 示 图 6 输 出 的 正 弦 波 形

33 图 7 2 nd IIR 滤 波 器 正 弦 波 产 生 原 理 给 IIR 数 字 滤 波 器 2 个 初 始 参 数 产 生 一 个 有 40 个 采 样 点 的 sin 波 形 输 出 这 里, 假 设 合 理 配 置 滤 波 器 A B 参 数, 使 得 IIR 可 以 自 振 ( 证 明 可 参 考 相 关 书 籍 ) 则 可 以 得 到 一 个 公 式 例 如 : 用 已 知 值 替 代 y[n]

34 即 : 也 就 是 A= 和 B=-1 y[n] 的 传 递 函 数 为 进 行 Z 变 换 后 得 到 传 递 函 数 为 则 其 极 坐 标 图, 如 图 8 所 示 图 8 传 递 函 数 的 极 坐 标 图 ( 正 弦 波 形 显 示 及 参 考 程 序, 见 附 录 7 ) 3. 方 波 锯 齿 波 三 角 波 的 产 生 可 以 通 过 通 用 定 时 器 的 4 种 计 数 模 式 : 停 止 / 保 持 模 式 连 续 增 计 数 模 式 定 向 增 / 减 计 数 模 式 连 续 增 / 减 计 数 模 式, 根 据 计 数 值 大 小 直 接 输 出 给 DAC7724, 实 现 方 波 (PWM 波 形 可 通 过 设 置 比 较 触 发 模 式 实 现 ) 锯 齿 波 三 角 波 波 形 的 输 出

35 DAC7724 芯 片 说 明 见 附 录 8 A/D 采 样 过 程 TMS320F2407A 片 上 1 个 10- 位 A/D 转 换 器, 其 前 端 为 2 个 8 选 1 多 路 切 换 器 和 2 路 同 时 采 样 / 保 持 器, 构 成 16 个 模 拟 输 入 通 道, 模 拟 通 道 的 切 换 由 硬 件 自 动 控 制, 并 将 各 模 拟 通 道 的 转 换 结 果 顺 序 存 入 16 个 结 果 寄 存 器 中 ADC 特 点 : 模 拟 量 输 入 范 围 :0.0~3.3V 转 换 率 :500ns 自 动 排 序 功 能 提 供 一 次 触 发 顺 序 转 换 16 通 道 模 拟 输 入, 每 次 转 换 能 够 编 程 选 择 16 通 道 中 的 任 何 一 个 转 换 结 果 存 储 在 16 个 结 果 寄 存 器 中 转 换 结 果 =1023 ( 输 入 的 模 拟 信 号 -ADCLO)/(VREFHI- VREFLO) 多 种 AD 触 发 方 式 : 软 件 启 动 EVA 和 EVB 外 部 触 发 ADCSOC 灵 活 的 中 断 方 式 : 可 以 在 每 次 转 换 结 束 或 每 隔 一 次 转 换 结 束 触 发 中 断 ADC 管 脚 信 号 : 模 拟 输 入 部 分 : A 通 道 输 入 ADCINA0~ADCINA7 B 通 道 输 入 ADCINB0~ADCINB7 ADC 设 置 部 分 : 电 压 参 考 高 端 VREFHI

36 电 压 参 考 低 端 VREFLO ADC 电 源 : 模 拟 地 VSSA 模 拟 电 源 VCCA ADC 转 换 步 骤 : 1. 初 始 化 DSP 2. 初 始 化 ADC 模 块 3. 软 件 启 动 ADC 转 换 4. 等 待 ADC 中 断 5. 在 ADC 中 断 中 读 取 ADC 转 换 结 果 放 入 RAM 中 的 0x0300 开 始 的 缓 冲 区 缓 冲 区 大 小 为 200 点, 通 过 GRAPH 窗 口 显 示 波 形 实 验 程 序 功 能 与 结 构 说 明 : 任 意 波 形 发 生 程 序 包 含 以 下 文 件 : 1. AWG.asm: 实 验 主 程 序, 包 含 系 统 的 初 始 化, 主 要 包 括 异 步 串 口 的 初 始 化 AD 初 始 化 系 统 时 钟 的 设 置 ; 与 PC 机 的 串 行 通 讯, 解 码 PC 发 来 的 波 形 选 择 命 令 ; 波 形 存 储 数 据 的 调 用 ;DAC 输 出 2. vector.asm: 包 含 了 中 断 向 量 表 3. AWG.cmd: 声 明 了 系 统 的 存 储 器 配 置 与 程 序 各 段 的 链 接 关 系 4. *.h: 各 子 函 数 的 头 文 件 在 试 验 中, 当 PC 机 发 出 相 应 的 波 形 设 置 命 令 后, 由 2407 的 AWG 波 形 产 生 程 序 段 产 生 相 应 波 形, 并 送 到 DAC7724 中 输 出 ; 同 时, 依 据 AD 设 置 的 参 数 对 DAC7724 的 输 出 进 行 采 样, 送 到 RAM 的 0x300 中, 调 用 GRAPH 功 能 显 示

37 实 验 八 滤 波 器 设 计 原 理 1. 数 据 文 件 的 读 入 : 在 CCS 中 菜 单 FILE DATA LOAD, 载 入 相 应 的 数 据 文 件 signal.dat( 参 见 附 录 9) 至 所 需 的 数 据 存 储 空 间 ( 注 意 该 数 据 文 件 中 共 有 128 个 数 据 ) 在 graph 窗 口 中 观 察 x(n) 及 其 频 域 图, 判 断 数 据 的 频 率 范 围 及 主 要 频 率 分 量 位 置 2. 滤 波 器 系 数 的 产 生 在 MATLAB 中 调 用 函 数 b = fir1(n,wn,'ftype',window) 其 中 n 为 阶 数 b 为 生 成 的 滤 波 器 系 数 向 量, 其 长 度 为 n+1 wn 为 归 一 化 的 截 止 频 率, 即 其 取 值 在 0~1 当 选 择 带 通 或 带 阻 型 滤 波 器 时, 可 定 义 wn=[w1,w2], 式 中 w1 和 w2 分 别 为 下 截 止 频 率 和 上 截 止 频 率 'ftype' 选 项 为 滤 波 器 类 型 定 义 项 当 wn 为 单 个 值 时, 改 选 项 缺 省 默 认 为 低 通, 当 wn=[w1,w2] 时, 改 选 项 缺 省 默 认 为 带 通 高 通 时 该 选 项 应 为 high, 带 阻 时 该 选 项 应 当 为 stop Window 项 为 定 义 的 窗 类 型 向 量, 其 长 度 应 当 取 为 n+1 该 项 缺 省 默 认 为 选 用 汉 明 (hamming) 窗 其 它 可 选 用 的 窗 类 型 可 分 别 调 用 它 们 的 函 数 文 件 产 生 该 向 量, 可 用 函 数 文 件 包 括 :barthannwin, bartlett, blackman, blackmanharris, bohmanwin, chebwin, gausswin, hann, kaiser,nuttallwin, rectwin, triang, tukeywin, window 等 等 需 要 使 用 请 查 阅 MATLAB 的 help 另 注 :matlab 中 可 用 的 滤 波 器 函 数 很 多, 同 学 们 可 以 自 己 尝 试 其 它 的

38 注 意 我 们 的 数 据 文 件 长 度 是 128 即 可 3. 滤 波 器 系 数 的 保 存 : 由 于 TMS320LF2407A 是 16 位 的 定 点 DSP 芯 片, 它 不 能 正 确 地 将 十 进 制 的 小 数 正 确 转 换 为 16 位 定 点 表 示 的 小 数, 因 此 保 存 到.dat 文 件 的 滤 波 器 系 数 必 须 人 为 转 化 为 16 位 定 点 小 数 格 式, 转 换 好 的 数 据 需 要 按 照 给 定 格 式 ( 参 见 附 录 9) 保 存 为.dat 文 件 附 录 10 为 参 考 的 滤 波 器 系 数 文 件 4. 窗 函 数 法 FIR 数 字 滤 波 器 的 原 理 及 其 实 现 : 理 想 的 数 字 滤 波 器 频 率 特 性 H j ( e ) 是 无 法 实 现 的,FIR 的 设 计 就 是 要 寻 找 一 个 可 以 得 到 的 频 率 特 性 d H( e N 1 j j n ) h( n) e 来 逼 近 H ( e j d ) n 0, 这 相 当 于 用 一 个 可 实 现 的 单 位 脉 冲 响 应 h (n) 去 通 近 一 个 理 想 单 位 冲 响 应 h d (n) h d (n) 可 由 理 想 频 率 特 性 H j ( e ) 通 过 傅 氏 反 变 换 得 到, 即 1 j hd ( n) H D e e ( ) 2 j d d 一 般 来 说, 这 样 得 到 的 理 想 单 位 脉 冲 响 应 序 列 h d ( n) 是 个 无 限 长 序 列, 因 而 是 非 因 果 的 设 有 一 个 截 止 频 率 为 的 理 想 线 性 相 位 低 通, 延 时 为 τ, 其 频 率 特 性 是 : H ( e j ) H d ( ) e j j e 0 ( ) ( ) c c 则 有 : sin[ c ( n )] h ( n) ( n ) d ( n ) 可 见 h d( n) 是 一 个 以 n=τ 为 中 心 偶 对 称 的 无 限 长 非 因 果 序 列 要 想

39 用 一 个 有 限 长 的 因 果 序 列 去 逼 近 它, 最 简 单 的 是 截 取 n 从 0 到 N-1 的 一 段 来 表 示 它 即 令 : hd ( n) h( n) 0 ( 0 n N 1) other 这 就 如 同 通 过 一 个 窗 口 观 看 到 一 段 h d( n), 因 此 可 以 看 作 h(n) 就 是 序 列 h d( n) 和 一 个 窗 口 函 数 的 乘 积 即 : h( n) h ( n)* W( n), 其 中 W(n) 就 称 为 窗 函 数 为 了 保 证 线 性 相 位, 还 要 满 足 偶 对 称 条 件 : h(n)=h(n-1-n) 则 滤 波 器 的 输 入 输 出 之 间 关 系 可 用 下 式 表 达 : y ( n) h(0) x( n) h(1) x( n 1)... h( N 1) x( n ( N 1)) 其 中 h(n) 称 为 滤 波 器 系 数,x(n) 为 采 样 数 据 ( 由 数 据 文 件 signal.dat 提 供 ), 所 以 首 先 需 要 确 定 FIR 滤 波 器 系 数 根 据 观 察 的 结 果, 确 定 提 取 不 同 频 率 分 量 所 需 的 截 止 频 率 滤 波 器 类 型 及 阶 数 n, 用 MATLAB 为 工 具 产 生 所 需 要 的 滤 波 器 系 数, 并 转 换 滤 波 器 系 数 为 Q13 形 式 的 定 点 数, 按 照 signal.dat 文 件 格 式 保 存 数 据, 得 到 滤 波 器 系 数 列 表 合 理 分 配 采 样 数 据 x(n) 和 滤 波 器 系 数 h(n) 的 存 储 位 置, 按 照 下 式 编 程 序 计 算 滤 波 结 果 : ( n) h(0) x( n) h(1) x( n 1)... h( N 1) x( n ( N 1)) y 由 上 式 可 以 看 到, 完 成 滤 波 运 算 需 要 进 行 乘 累 加 操 作, 故 可 考 虑 使 用 指 令 MACD 与 RPT 搭 配 其 指 令 格 式 为 : d MACD pma, ind [,ARn] 即 参 与 运 算 的 两 个 序 列 必 须 一 个 放 入 程 序 存 储 器 区, 另 一 个 放 在 数 据 存 储 器 区 分 析 运 算 特 点, 可 以 将 h(n) 放 入 程 序 存 储 器 区 而 将 x(n) 放

40 入 数 据 存 储 器 区 TMS320LF2407 A 内 部 共 有 544 字 的 RAM, 分 为 B0 B1 和 B2 三 块 其 中 B0 块 的 256 字 可 以 设 置 为 数 据 存 储 器 区 或 程 序 存 储 器 区, 当 B0 B1 CNF=1 时, 该 区 图 9 映 射 到 程 序 存 储 器 的 FF00H~FFFFH; 当 CNF=0 时, 该 区 映 射 到 数 据 存 储 器 的 0200H ~02FFH 可 考 虑 将 h(n) 可 以 放 入 该 区 x(n) 放 入 B1 区 如 图 9 所 示 计 算 并 保 存 y(n), 在 graph 窗 口 中 观 察 y(n) 及 其 频 域 图 看 看 是 否 能 如 要 求 提 取 不 同 的 频 率 分 量

41 五 考 核 要 求 实 验 完 成 后 需 参 加 答 辩, 答 辩 时 同 时 交 系 列 实 验 设 计 说 明 书 和 程 序 电 子 档 系 列 实 验 设 计 说 明 书 内 容 包 括 设 计 任 务 设 计 要 求 设 计 思 路 ( 任 务 分 析 和 可 选 方 案 等 ) 设 计 原 理 及 设 计 方 案 程 序 流 程 图 及 关 键 程 序 段 的 说 明 调 试 说 明 ( 调 试 的 方 案 步 骤 遇 到 的 问 题 及 其 解 决 ) 设 计 总 结 和 评 价 以 及 参 考 资 料 等 电 子 档 要 求 是 一 文 件 夹 ( 文 件 夹 以 个 人 学 号 命 名 ) 文 件 夹 中 包 含 系 列 实 验 设 计 说 明 书 电 子 文 档 和 相 关 源 程 序 段 六 实 验 安 排 本 系 列 实 验 安 排 如 下 : 课 堂 教 学 :1~2 次, 布 置 实 验 内 容, 讲 解 实 验 原 理 上 机 调 试 :5~6 次, 上 机 需 提 前 一 天 到 实 验 室 预 定 机 位 实 验 结 束 后 即 可 参 加 答 辩 其 余 时 间 用 于 完 成 程 序 设 计 和 修 改 及 系 列 实 验 设 计 说 明 书

42 参 考 资 料 i. 张 雄 伟 曹 铁 勇 编 著,DSP 芯 片 的 原 理 与 开 发, 电 子 工 业 出 版 社,2000 ii. 刘 和 平 等,TMS320LF240X DSP 结 构 原 理 及 应 用, 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社,2002 iii. 章 云,DSP 控 制 器, 机 械 工 业 出 版 社,2001 iv. DSP 平 台 :TI 各 系 列 DSP 性 能 参 数 表 : v. DSP 开 发 工 具 :TI DSP 软 / 硬 件 开 发 工 具 相 关 的 信 息 vi. Texas Instruments Inc., Module user s Guide C24x Foundation Software,May 2002 vii. 王 宏 主 编,MATLAB6.5 及 其 在 信 号 处 理 中 的 应 用, 清 华 大 学 出 版 社, viii. 陈 怀 琛 等,MATLAB 及 在 电 子 信 息 课 程 中 的 应 用 ( 第 二 版 ), 电 子 工 业 出 版 社,

43 附 录 1 TMS320F240x 汇 编 语 言 指 令 表

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49 附 录 2 CCS 集 成 开 发 环 境 调 试 步 骤 1 将 DSP 仿 真 器 与 计 算 机 连 接 好 ; 2 将 DSP 仿 真 器 的 JTAG 插 头 与 SEED-DEC2407 单 元 的 J1 相 连 接 ; 启 动 计 算 机, 当 计 算 机 启 动 后, 打 开 SEED-DTK APD 的 电 源 观 察 SEED-DTK_IO 单 元 ( 右 下 角 ) 的 +5V +3.3V +15V -15V 的 电 源 指 示 灯 是 否 均 亮 ; 若 有 不 亮 的, 请 断 开 电 源, 检 查 电 源 3 打 开 CCS 集 成 开 发 环 境, 进 入 CCS 的 操 作 环 境 4 新 建 源 文 件 创 建 一 个 未 知 名 的 源 文 件 编 写 源 代 码 并 保 存

50 保 存 源 程 序 名, 如 保 存 文 件 名 为 math.c 创 建 其 他 源 程 序 ( 如.cmd) 可 重 复 上 述 步 骤

51 5 建 立 新 工 程, 打 开 CCS, 点 击 Project-->New, 创 建 一 个 新 工 程 工 程 名 及 路 径 可 任 意 指 定

52 点 击 完 成, 如 新 建 一 个 名 为 DTK-MATH.pjt 的 工 程, 路 径 为 D:\ti\projects\DTK-MATH 点 击 Project 选 择 add files to project, 添 加 相 关 文 件 如 math.c math.cmd rts.lib 文 件 到 工 程 中

53 在 下 拉 菜 单 中 分 别 选 择.c 点 击 打 开, 即 可 添 加 源 程 序 到 工 程 中 ; 同 样 的 方 法 可 以 添 加 文 件 math.cmd rts.lib 到 工 程 中 ; 在 下 面 窗 口 中 可 以 看 到 math.c math.cmd rts.lib 文 件 已 经 加 到 工 程 文 件 中

54 以 下 操 作 可 使 您 对 工 程 中 的 文 件 进 行 打 开 删 除 查 看 属 性 等 操 作

55 6 设 置 编 译 与 连 接 选 项 设 置 相 应 的 编 译 参 数, 一 般 情 况 下, 按 默 认 值 就 可 以 ;

56 进 行 连 接 的 参 数 设 置, 设 置 输 出 文 件 名, 堆 栈 的 大 小 以 及 初 如 化 的 方 式 设 置 连 接 顺 序, 注 : 当 使 用 rts.lib 时 将 其 放 在 最 后

57 点 击 Project-->Build all, 对 工 程 进 行 编 译, 如 正 确 则 生 成 可 执 行 文 件.out 如 此 例 生 成 DTK-math.out; 若 是 修 改 程 序, 可 以 使 用 Project->Build 命 令, 进 行 编 译 连 接, 它 只 对 修 改 部 分 做 编 译 连 接 工 作 可 节 省 编 译 与 连 接 的 时 间 编 译 通 过, 生 成 DTK-math.out 7. 执 行 菜 单 命 令 :GEL---F2407 DEBUGGER---flash_disable

58 8. 点 击 File-->load program, 载 入 debug 文 件 夹 下 的 可 执 行 文 件 DTK-MATH.out

59 装 载 完 毕 点 击 窗 口 左 侧 的 Go Main 回 到 主 程 序 的 入 口

60 进 入 主 程 序 的 入 口 设 置 断 点 打 开 CPU 与 外 设 寄 存 器 的 观 察 窗 ;

61 File->Workspace->Save Workspace 保 存 调 试 环 境, 以 便 下 次 调 试 时, 不 再 需 要 重 新 进 行 设 置 只 要 File->Workspace->Load Workspace 即 可 恢 复 当 前 的 观 察 窗 与 断 点 的 设 置 运 行 程 序 到 第 一 个 断 点 在 STDout 观 察 窗 内 看 定 点 运 算 是 否 正 确 然 后 再 运 行 程 序 到 第 二 个 断 点, 观 察 浮 点 运 算 是 否 正 确 ; 再 运 行 程 序, 观 察 浮 点 与 定 点 之 间 的 转 换 是 否 正 确

62 9. 观 察 CPU 寄 存 器 Memory 在 图 示 窗 口 中 可 观 察 到 CPU 各 寄 存 器 的 值 和 外 围 寄 存 器 的 值

63 10. 调 试 工 具 (debug) 在 下 拉 菜 单 中 可 选 择 复 位 CPU 进 入 C 主 程 序 重 新 开 始 等 操 作 以 下 操 作 将 会 在 调 试 过 程 中 经 常 用 到 : F5 运 行 F8 单 步 运 行 且 进 入 子 程 序 中 F9 设 置 断 点 F10 单 步 运 行 Probe Points 是 一 个 对 调 试 有 相 当 帮 助 的 工 具, 它 允 许 CCS 更 新 观 窗 口 并 可 以 完 成 在

64 程 序 的 指 定 处 ( 设 置 Probe Point 处 ) 将 PC 文 件 数 据 读 到 存 贮 器 或 将 存 贮 器 数 据 写 入 到 PC 文 件 中, 应 用 此 功 能 时, 设 置 FILE I/O 的 属 性 其 操 作 如 下 : 将 光 标 放 置 在 设 置 Probe Point 的 程 序 行 上, 然 后 选 择 Debug\Probe Point 选 项 这 时 CCS 弹 出 有 关 Probe Points 的 设 置 表, 进 行 如 下 设 置 : 当 程 序 运 行 到 你 设 置 的 Probe Point 程 序 行 时,CCS 自 动 的 刷 新 Memory 窗 口 然 后 程 序 自 动 接 着 运 行 更 多 的 操 作 内 容 详 见 帮 助 文 件 (help 选 项 )

65 附 录 3 头 文 件 F2407.H ;Filename: f2407.h ;Description: LF2407 DSP register definitions ;Core registers IMR.set 0004h ;Interrupt mask reg GREG.set 0005h ;Global memory allocation reg IFR.set 0006h ;Interrupt flag reg ;System configuration and interrupt registers PIRQR0.set 7010h ;Peripheral interrupt request reg 0 PIRQR1.set 7011h ;Peripheral interrupt request reg 1 PIRQR2.set 7012h ;Peripheral interrupt request reg 2 PIACKR0.set 7014h ;Peripheral interrupt acknowledge reg 0 PIACKR1.set 7015h ;Peripheral interrupt acknowledge reg 1 PIACKR2.set 7016h ;Peripheral interrupt acknowledge reg 2 SCSR1.set 7018h ;System control & status reg 1 SCSR2.set 7019h ;System control & status reg 2 DINR.set 701Ch ;Device identification reg PIVR.set 701Eh ;Peripheral interrupt vector reg ;Watchdog timer (WD) registers WDCNTR.set 7023h ;WD counter reg WDKEY.set 7025h ;WD reset key reg WDCR.set 7029h ;WD timer control reg ;Serial Peripheral Interface (SPI) registers SPICCR.set 7040h ;SPI configuration control reg SPICTL.set 7041h ;SPI operation control reg SPISTS.set 7042h ;SPI status reg SPIBRR.set 7044h ;SPI baud rate reg SPIRXEMU.set 7046h ;SPI emulation buffer reg SPIRXBUF.set 7047h ;SPI serial receive buffer reg SPITXBUF.set 7048h ;SPI serial transmit buffer reg SPIDAT.set 7049h ;SPI serial data reg SPIPRI.set 704Fh ;SPI priority control reg ;SCI registers SCICCR.set 7050h ;SCI communication control reg SCICTL1.set 7051h ;SCI control reg 1 SCIHBAUD.set 7052h ;SCI baud-select reg, high bits SCILBAUD.set 7053h ;SCI baud-select reg, low bits SCICTL2.set 7054h ;SCI control reg

66 SCIRXST.set 7055h ;SCI receiver status reg SCIRXEMU.set 7056h ;SCI emulation data buffer reg SCIRXBUF.set 7057h ;SCI receiver data buffer reg SCITXBUF.set 7059h ;SCI transmit data buffer reg SCIPRI.set 705Fh ;SCI priority control reg ;External interrupt configuration registers XINT1CR.set 7070h ;Ext interrupt 1 config reg XINT2CR.set 7071h ;Ext interrupt 2 config reg ;Digital I/O registers MCRA.set 7090h ;I/O mux control reg A MCRB.set 7092h ;I/O mux control reg B MCRC.set 7094h ;I/O mux control reg C PADATDIR.set 7098h ;I/O port A data & dir reg PBDATDIR.set 709Ah ;I/O port B data & dir reg PCDATDIR.set 709Ch ;I/O port C data & dir reg PDDATDIR.set 709Eh ;I/O port D data & dir reg PEDATDIR.set 7095h ;I/O port E data & dir reg PFDATDIR.set 7096h ;I/O port F data & dir reg ;Analog-to-Digital Converter (ADC) registers ADCTRL1.set 70A0h ;ADC control reg 1 ADCTRL2.set 70A1h ;ADC control reg 2 MAX_CONV.set 70A2h ;Maximum conversion channels reg CHSELSEQ1.set 70A3h ;Channel select sequencing control reg 1 CHSELSEQ2.set 70A4h ;Channel select sequencing control reg 2 CHSELSEQ3.set 70A5h ;Channel select sequencing control reg 3 CHSELSEQ4.set 70A6h ;Channel select sequencing control reg 4 AUTO_SEQ_SR.set 70A7h ;Autosequence status reg RESULT0.set 70A8h ;Conversion result buffer reg 0 RESULT1.set 70A9h ;Conversion result buffer reg 1 RESULT2.set 70AAh ;Conversion result buffer reg 2 RESULT3.set 70ABh ;Conversion result buffer reg 3 RESULT4.set 70ACh ;Conversion result buffer reg 4 RESULT5.set 70ADh ;Conversion result buffer reg 5 RESULT6.set 70AEh ;Conversion result buffer reg 6 RESULT7.set 70AFh ;Conversion result buffer reg 7 RESULT8.set 70B0h ;Conversion result buffer reg 8 RESULT9.set 70B1h ;Conversion result buffer reg 9 RESULT10.set 70B2h ;Conversion result buffer reg 10 RESULT11.set 70B3h ;Conversion result buffer reg 11 RESULT12.set 70B4h ;Conversion result buffer reg 12 RESULT13.set 70B5h ;Conversion result buffer reg

67 RESULT14.set 70B6h ;Conversion result buffer reg 14 RESULT15.set 70B7h ;Conversion result buffer reg 15 CALIBRATION.set 70B8h ;Calibration result reg ;Controller Area Network (CAN) registers MDER.set 7100h ;CAN mailbox direction/enable reg TCR.set 7101h ;CAN transmission control reg RCR.set 7102h ;CAN receive control reg MCR.set 7103h ;CAN master control reg BCR2.set 7104h ;CAN bit config reg 2 BCR1.set 7105h ;CAN bit config reg 1 ESR.set 7106h ;CAN error status reg GSR.set 7107h ;CAN global status reg CEC.set 7108h ;CAN trans and rcv err counters CAN_IFR.set 7109h ;CAN interrupt flag reg CAN_IMR.set 710ah ;CAN interrupt mask reg LAM0_H.set 710bh ;CAN local acceptance mask MBX0/1 LAM0_L.set 710ch ;CAN local acceptance mask MBX0/1 LAM1_H.set 710dh ;CAN local acceptance mask MBX2/3 LAM1_L.set 710eh ;CAN local acceptance mask MBX2/3 MSGID0L.set 7200h ;CAN message ID for mailbox 0 (lower 16 bits) MSGID0H.set 7201h ;CAN message ID for mailbox 0 (upper 16 bits) MSGCTRL0.set 7202h ;CAN RTR and DLC for mailbox 0 MBX0A.set 7204h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 0 MBX0B.set 7205h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 0 MBX0C.set 7206h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 0 MBX0D.set 7207h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 0 MSGID1L.set 7208h ;CAN message ID for mailbox 1 (lower 16 bits) MSGID1H.set 7209h ;CAN message ID for mailbox 1 (upper 16 bits) MSGCTRL1.set 720Ah ;CAN RTR and DLC for mailbox 1 MBX1A.set 720Ch ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 1 MBX1B.set 720Dh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 1 MBX1C.set 720Eh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 1 MBX1D.set 720Fh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 1 MSGID2L.set 7210h ;CAN message ID for mailbox 2 (lower 16 bits) MSGID2H.set 7211h ;CAN message ID for mailbox 2 (upper 16 bits) MSGCTRL2.set 7212h ;CAN RTR and DLC for mailbox 2 MBX2A.set 7214h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 2 MBX2B.set 7215h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 2 MBX2C.set 7216h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 2 MBX2D.set 7217h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox

68 MSGID3L.set 7218h ;CAN message ID for mailbox 3 (lower 16 bits) MSGID3H.set 7219h ;CAN message ID for mailbox 3 (upper 16 bits) MSGCTRL3.set 721Ah ;CAN RTR and DLC for mailbox 3 MBX3A.set 721Ch ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 3 MBX3B.set 721Dh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 3 MBX3C.set 721Eh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 3 MBX3D.set 721Fh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 3 MSGID4L.set 7220h ;CAN message ID for mailbox 4 (lower 16 bits) MSGID4H.set 7221h ;CAN message ID for mailbox 4 (upper 16 bits) MSGCTRL4.set 7222h ;CAN RTR and DLC for mailbox 4 MBX4A.set 7224h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 4 MBX4B.set 7225h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 4 MBX4C.set 7226h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 4 MBX4D.set 7227h ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 4 MSGID5L.set 7228h ;CAN message ID for mailbox 5 (lower 16 bits) MSGID5H.set 7229h ;CAN message ID for mailbox 5 (upper 16 bits) MSGCTRL5.set 722Ah ;CAN RTR and DLC for mailbox 5 MBX5A.set 722Ch ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 5 MBX5B.set 722Dh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 5 MBX5C.set 722Eh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 5 MBX5D.set 722Fh ;CAN 2 of 8 bytes of mailbox 5 ;Event Manager A (EVA) registers GPTCONA.set 7400h ;GP timer control reg A T1CNT.set 7401h ;GP timer 1 counter reg T1CMPR.set 7402h ;GP timer 1 compare reg T1PR.set 7403h ;GP timer 1 period reg T1CON.set 7404h ;GP timer 1 control reg T2CNT.set 7405h ;GP timer 2 counter reg T2CMPR.set 7406h ;GP timer 2 compare reg T2PR.set 7407h ;GP timer 2 period reg T2CON.set 7408h ;GP timer 2 control reg COMCONA.set 7411h ;Compare control reg A ACTRA.set 7413h ;Compare action control reg A DBTCONA.set 7415h ;Dead-band timer control reg A CMPR1.set 7417h ;compare reg 1 CMPR2.set 7418h ;compare reg 2 CMPR3.set 7419h ;compare reg 3 CAPCONA.set 7420h ;Capture control reg A CAPFIFOA.set 7422h ;Capture FIFO status reg A CAP1FIFO.set 7423h ;Capture Channel 1 FIFO top

69 CAP2FIFO.set 7424h ;Capture Channel 2 FIFO top CAP3FIFO.set 7425h ;Capture Channel 3 FIFO top CAP1FBOT.set 7427h ;Bottom reg of capture FIFO stack 1 CAP2FBOT.set 7427h ;Bottom reg of capture FIFO stack 2 CAP3FBOT.set 7427h ;Bottom reg of capture FIFO stack 3 EVAIMRA.set 742Ch ;EVA interrupt mask reg A EVAIMRB.set 742Dh ;EVA interrupt mask reg B EVAIMRC.set 742Eh ;EVA interrupt mask reg C EVAIFRA.set 742Fh ;EVA interrupt flag reg A EVAIFRB.set 7430h ;EVA interrupt flag reg B EVAIFRC.set 7431h ;EVA interrupt flag reg C ;Event Manager B (EVB) registers GPTCONB.set 7500h ;GP timer control reg B T3CNT.set 7501h ;GP timer 3 counter reg T3CMPR.set 7502h ;GP timer 3 compare reg T3PR.set 7503h ;GP timer 3 period reg T3CON.set 7504h ;GP timer 3 control reg T4CNT.set 7505h ;GP timer 4 counter reg T4CMPR.set 7506h ;GP timer 4 compare reg T4PR.set 7507h ;GP timer 4 period reg T4CON.set 7508h ;GP timer 4 control reg COMCONB.set 7511h ;Compare control register B ACTRB.set 7513h ;Compare action control register B DBTCONB.set 7515h ;Dead-band timer control reg B CMPR4.set 7517h ;Compare reg 4 CMPR5.set 7518h ;Compare reg 5 CMPR6.set 7519h ;Compare reg 6 CAPCONB.set 7520h ;Capture control reg B CAPFIFOB.set 7522h ;Capture FIFO status reg B CAP4FIFO.set 7523h ;Capture channel 4 FIFO top CAP5FIFO.set 7524h ;Capture channel 5 FIFO top CAP6FIFO.set 7525h ;Capture channel 6 FIFO top CAP4FBOT.set 7527h ;Bottom reg of capture FIFO stack 4 CAP5FBOT.set 7527h ;Bottom reg of capture FIFO stack 5 CAP6FBOT.set 7527h ;Bottom reg of capture FIFO stack 6 EVBIMRA.set 752Ch ;EVB interrupt mask reg A EVBIMRB.set 752Dh ;EVB interrupt mask reg B EVBIMRC.set 752Eh ;EVB interrupt mask reg C EVBIFRA.set 752Fh ;EVB interrupt flag reg A EVBIFRB.set 7530h ;EVB interrupt flag reg B EVBIFRC.set 7531h ;EVB interrupt flag reg C ;I/O space mapped registers

70 FCMR WSGR.set 0FF0Fh ;Flash control mode reg.set 0FFFFh ;Wait-state generator reg ;************************************************ ;Other useful definitions below (not addresses) * ;************************************************ ;Data page definitions for LDP instruction DP_PF1.set 224 ;sys regs, WD, SPI, SCI, (0x7000-0x707F) DP_PF2.set 225 ;ADC, GPIO (0x7080-0x70FF) DP_CAN1.set 226 ;CAN control regs (0x7100-0x717F) DP_CAN2.set 228 ;CAN mailboxes 1-5 (0x7200-0x727F) DP_EVA.set 232 ;Event manager A (0x7400-0x747F) DP_EVB.set 234 ;Event manager A (0x7500-0x757F) ;Bit codes for test bit instruction (BIT) BIT15.set 0000h ;Bit code for bit 0 BIT14.set 0001h ;Bit code for bit 1 BIT13.set 0002h ;Bit code for bit 2 BIT12.set 0003h ;Bit code for bit 3 BIT11.set 0004h ;Bit code for bit 4 BIT10.set 0005h ;Bit code for bit 5 BIT9.set 0006h ;Bit code for bit 6 BIT8.set 0007h ;Bit code for bit 7 BIT7.set 0008h ;Bit code for bit 8 BIT6.set 0009h ;Bit code for bit 9 BIT5.set 000Ah ;Bit code for bit 10 BIT4.set 000Bh ;Bit code for bit 11 BIT3.set 000Ch ;Bit code for bit 12 BIT2.set 000Dh ;Bit code for bit 13 BIT1.set 000Eh ;Bit code for bit 14 BIT0.set 000Fh ;Bit code for bit

71 附 录 4 实 验 箱 及 仿 真 器 介 绍 1. 实 验 箱 介 绍 该 SEED-DTK 教 学 实 验 箱 是 一 个 双 DSP 系 统, 其 2407 模 块 的 功 能 框 图 如 下 所 示 DSP 教 学 实 验 箱 2407 模 块 功 能 框 图 DSP 教 学 实 验 箱 实 物 图

72 2. 仿 真 器 介 绍 DSP 仿 真 器 是 开 发 DSP 系 统 的 重 要 工 具, 用 于 DSP 系 统 的 开 发 和 DSP 系 统 的 实 时 仿 真 TI 公 司 提 供 的 TMS320 系 列 DSP 器 件 上 均 配 有 JTAG 或 MPSD 仿 真 接 口, 使 用 DSP 仿 真 器 通 过 该 接 口 对 DSP 器 件 进 行 在 线 调 试 和 仿 真, 仿 真 器 不 占 用 DSP 器 件 的 任 何 资 源 仿 真 器 实 物 图

73 附 录 5 参 考 链 接 文 件 MEMORY { PAGE 0: VECS origin = 0000h, length = 0040h FLASH: origin = 1000h, length = 7000h SARAM_P: origin = 8000h, length = 800h } PAGE 1: B2: origin = 0060h, length = 020h B0: origin = 200h, length = 100h B1: origin = 300h, length = 100h SARAM_D: origin = 0800h, length = 800h SECTIONS { vectors: > VECS PAGE 0.text: > FLASH PAGE 0.data: > FLASH PAGE 0.bss: > B2 PAGE 1 stack: > B1 PAGE 1 buffer: > SARAM_D PAGE 1 }

74 附 录 6 正 弦 表 数 据

75 - 75 -

76 - 76 -

77 - 77 -

78 - 78 -

79 附 录 7 利 用 IIR 产 生 正 弦 波 波 形 参 考 程 序

80 附 录 8 DAC7724 芯 片 说 明 提 供 电 子 文 档 附 录 9 数 据 文 件 signal.dat 及 格 式 说 明 xFE86 0x36A2 0x1D3C 0x2402 0x5548 0x2269 0xED66 0xD54 0x773 0xDB19 0x728 0x2867 0xFB94 0xF3E9 0x1496 0xE335 0xB45A 0xDAA1 0xE090 0xC598 0x330 0x3F06 0x1CB2 0x286F 0x4F20 0x1EED 0xEEEC 0x113F 0x55C 0xD3DA 0xFFD7 0x2920 0xF915 0xF6C9 0x11C0 0xE28B 0xADD0 0xD672 0xE3B3 0xC069 0xFBD7 0x3932 0x19AC 0x274D 0x4ECA 0x1BDC 0xEA59 0xB1B 0x6F5 0xD0EB 0xFDC7 0x22E7 0xF9DF 0xF3A7 0x1348 0xDFAD 0xA7E4 0xDA94 0xDEC3 0xC405 0xFEF4 0x376D 0x204A 0x2648 0x4E8E 0x22DB 0xF23E 0xAB8 0x71A 0xD517 0x267 0x28F4 0xF729 0xEFF2 0x1066 0xE2F6 0xAF87 0xDA02 0xDD8A 0xC5DE 0x89C 0x3C0F 0x19E1 0x264E 0x4B15 0x207A 0xE7C6 0x1091 0xAD7 0xDD9D 0x46D 0x24EE 0xFA3B 0xF4A7 0xF5F 0xE0A5 0xB2C4 0xD65D 0xDE84 0xC75C 0xFFFB 0x3CCF 0x22CD 0x270E 0x4D28 0x2268 0xECA8 0xBA7 0xDE3 0xD8E7 0xFD00 0x2964 0xFE33 0xF3A3 0x1556 0xE056 0xAFD1 0xDD46 0xE0F1 0xC51C 0xFE51 0x38F0 0x1D93 0x21B6 0x5079 0x2054 0xED0F 0x712 考 虑 篇 幅, 此 处 该 数 据 文 件 分 作 四 栏 打 印, 首 行 是 ccs2( c2000) 要 求 的 数 据 文 件 识 别 符 号 具 体 含 义 参 见 ccs2 帮 助

81 附 录 10 参 考 滤 波 器 系 数 低 通 : x xFFFE 0xFFFD 0xFFFC 0xFFFD 0xFFFE 0x x2 0x4 0x6 0x6 0x5 0x2 0xFFFE 0xFFFA 0xFFF6 0xFFF4 0xFFF5 0xFFFA 0x0 0x9 0x10 0x15 0x14 0xF 0x4 0xFFF6 0xFFE9 0xFFDF 0xFFDD 0xFFE3 0xFFF2 0x7 0x1E 0x30 0x38 0x33 0x20 0x1 0xFFDE 0xFFBE 0xFFAA 0xFFAA 0xFFC0 0xFFEB 0x22 0x59 0x82 0x90 0x7A 0x40 0xFFEA 0xFF88 0xFF30 0xFEFB 0xFF00 0xFF4D 0xFFE6 0xC2 0x1C9 0x2DC 0x3D6 0x495 0x4FC 0x4FC 0x495 0x3D6 0x2DC 0x1C9 0xC2 0xFFE6 0xFF4D 0xFF00 0xFEFB 0xFF30 0xFF88 0xFFEA 0x40 0x7A 0x90 0x82 0x59 0x22 0xFFEB 0xFFC0 0xFFAA 0xFFAA 0xFFBE 0xFFDE 0x1 0x20 0x33 0x38 0x30 0x1E 0x7 0xFFF2 0xFFE3 0xFFDD 0xFFDF 0xFFE9 0xFFF6 0x4 0xF 0x14 0x15 0x10 0x9 0x0 0xFFFA 0xFFF5 0xFFF4 0xFFF6 0xFFFA 0xFFFE 0x2 0x5 0x6 0x6 0x4 0x2 0x xFFFE 0xFFFD 0xFFFC 0xFFFD 0xFFFE 0x

82 高 通 : xFFFE 0xFFFD 0x0 0x4 0x2 0xFFFD 0xFFFC 0x2 0x5 0x1 0xFFFA 0xFFFC 0x5 0x8 0xFFFE 0xFFF5 0xFFFC 0xB 0xB 0xFFF9 0xFFF0 0xFFFF 0x13 0xB 0xFFEF 0xFFEA 0x7 0x1E 0x8 0xFFE1 0xFFE6 0x16 0x2A 0xFFFE 0xFFCE 0xFFE8 0x2C 0x34 0xFFE9 0xFFB8 0xFFF3 0x4C 0x38 0xFFC6 0xFFA0 0xE 0x78 0x30 0xFF8E 0xFF89 0x45 0xB4 0x11 0xFF2F 0xFF76 0xB7 0x119 0xFFB3 0xFE56 0xFF6A 0x226 0x270 0xFD85 0xF626 0x1298 0xF626 0xFD85 0x270 0x226 0xFF6A 0xFE56 0xFFB3 0x119 0xB7 0xFF76 0xFF2F 0x11 0xB4 0x45 0xFF89 0xFF8E 0x30 0x78 0xE 0xFFA0 0xFFC6 0x38 0x4C 0xFFF3 0xFFB8 0xFFE9 0x34 0x2C 0xFFE8 0xFFCE 0xFFFE 0x2A 0x16 0xFFE6 0xFFE1 0x8 0x1E 0x7 0xFFEA 0xFFEF 0xB 0x13 0xFFFF 0xFFF0 0xFFF9 0xB 0xB 0xFFFC 0xFFF5 0xFFFE 0x8 0x5 0xFFFC 0xFFFA 0x1 0x5 0x2 0xFFFC 0xFFFD 0x2 0x4 0x0 0xFFFD 0xFFFE

83 带 通 : x3 0x4 0x1 0x0 0x4 0x7 0x2 0xFFFA 0xFFF8 0xFFFD 0x0 0xFFFB 0xFFF6 0xFFFE 0xE 0x13 0x8 0xFFFE 0x4 0xE 0x2 0xFFE5 0xFFD8 0xFFEE 0x9 0x6 0xFFF3 0xFFFF 0x2E 0x47 0x21 0xFFE6 0xFFDF 0x2 0xFFFF 0xFFBD 0xFF91 0xFFCC 0x39 0x59 0x1C 0x2 0x54 0xA0 0x4B 0xFF8C 0xFF3C 0xFFA3 0x3 0xFFAA 0xFF26 0xFF95 0xEB 0x1AE 0xF4 0xFFDF 0x22 0x146 0xBB 0xFD6D 0xFA45 0xFB91 0x1AA 0x77C 0x77C 0x1AA 0xFB91 0xFA45 0xFD6D 0xBB 0x146 0x22 0xFFDF 0xF4 0x1AE 0xEB 0xFF95 0xFF26 0xFFAA 0x3 0xFFA3 0xFF3C 0xFF8C 0x4B 0xA0 0x54 0x2 0x1C 0x59 0x39 0xFFCC 0xFF91 0xFFBD 0xFFFF 0x2 0xFFDF 0xFFE6 0x21 0x47 0x2E 0xFFFF 0xFFF3 0x6 0x9 0xFFEE 0xFFD8 0xFFE5 0x2 0xE 0x4 0xFFFE 0x8 0x13 0xE 0xFFFE 0xFFF6 0xFFFB 0x0 0xFFFD 0xFFF8 0xFFFA 0x2 0x7 0x4 0x0 0x1 0x4 0x3-41 -

84 带 阻 : xFFFF 0xFFFC 0xFFFE 0x0 0xFFFE 0xFFFA 0xFFFB 0x3 0x9 0x6 0x0 0x2 0x9 0x8 0xFFFA 0xFFED 0xFFF1 0xFFFF 0x1 0xFFF6 0xFFF4 0xC 0x26 0x21 0x2 0xFFF3 0x4 0xD 0xFFEB 0xFFBE 0xFFC4 0xFFFF 0x26 0x11 0xFFF6 0x1D 0x64 0x5F 0xFFFB 0xFFA7 0xFFBF 0xFFFE 0xFFDF 0xFF78 0xFF73 0x14 0xB6 0xA1 0x1B 0x13 0xA7 0xCC 0xFFCA 0xFE87 0xFE85 0xFFAC 0x36 0xFF43 0xFEA2 0xAB 0x47B 0x5D1 0x1C4 0xFAF6 0x17AC 0xFAF6 0x1C4 0x5D1 0x47B 0xAB 0xFEA2 0xFF43 0x36 0xFFAC 0xFE85 0xFE87 0xFFCA 0xCC 0xA7 0x13 0x1B 0xA1 0xB6 0x14 0xFF73 0xFF78 0xFFDF 0xFFFE 0xFFBF 0xFFA7 0xFFFB 0x5F 0x64 0x1D 0xFFF6 0x11 0x26 0xFFFF 0xFFC4 0xFFBE 0xFFEB 0xD 0x4 0xFFF3 0x2 0x21 0x26 0xC 0xFFF4 0xFFF6 0x1 0xFFFF 0xFFF1 0xFFED 0xFFFA 0x8 0x9 0x2 0x0 0x6 0x9 0x3 0xFFFB 0xFFFA 0xFFFE 0x0 0xFFFE 0xFFFC 0xFFFF

85 附 录 11 应 用 CCS 集 成 开 发 环 境 测 试 算 法 本 附 录 将 创 建 一 个 完 成 基 本 信 号 处 理 的 程 序, 说 明 创 建 和 测 试 一 个 简 单 算 法 的 过 程 并 介 绍 CCS 附 加 功 能 本 附 录 将 给 大 家 演 示 说 明 如 何 使 用 存 储 在 PC 机 文 件 中 的 数 据 来 建 立 和 测 试 一 个 简 单 的 算 法, 以 及 利 用 CCS 的 探 针 断 点 图 形 显 示 动 态 运 行 和 GEL 文 件 打 开 和 查 看 工 程 在 CCS 中 打 开 一 个 工 程 文 件 并 查 看 此 工 程 中 源 文 件 和 库 文 件 1. 若 CCS 安 装 在 c:\ti, 那 么 就 在 c:\ti\myprojects 下 创 建 文 件 夹 volume1( 若 CCS 安 装 在 其 它 位 置, 那 么 就 在 相 应 位 置 创 建 文 件 夹 volume1) 2. 将 文 件 夹 c:\ti\ tutorial\dsk2407\volume1 中 的 所 有 文 件 复 制 到 新 文 件 夹 3. 运 行 CCS 应 用 程 序 4. 选 择 Project Open 并 在 volume1 中 选 择 volume.pjt 文 件 并 点 击 Open 5. 由 于 Project 已 经 移 动,CCS 将 显 示 一 个 对 话 框 指 示 没 找 到 库 文 件 点 击 Browse 键, 按 路 径 c:\ti\c2400\cgtools\lib 找 到 并 选 中 rts2xx.lib ( 如 果 CCS 安 装 在 其 它 位 置, 那 么 在 安 装 文 件 夹 里 找 2400\cgtools\lib) 6. 点 击 符 号 + 展 开 Project View, 在 Project 中 包 含 volume1.pjt Include Libraries Source 该 Project 中 的 主 要 文 件 有 : volume.c 包 含 main() 函 数 的 C 源 程 序 volume.h 源 程 序 volume.c 包 含 的 头 文 件, 其 中 定 义 了 各 种 常 数 和 结 构 load.asm 此 文 件 包 含 load 子 程 序, 该 子 程 序 是 一 个 能 从 C 函 数 中 调 用 的 简 单 汇 编 循 环 子 程 序, 该 函 数 有 一 个 入 口 参 数 执 行 所 需 的 指 令 周 期 为 (31*argument)+13 vectors.asm 此 文 件 定 义 了 DSP 的 中 断 向 量 表 volume.cmd 连 接 命 令 文 件, 它 将 各 段 映 射 到 存 储 器 中 rts2xx.lib 为 DSP 目 标 系 统 提 供 运 行 支 持 查 看 源 程 序 在 Project View 窗 口 中 双 击 volume.c 文 件, 源 程 序 就 显 示 在 CCS 窗 口 的 右 边 注 意 实 例 中 的 下 面 几 部 分 : 主 函 数 打 印 完 信 息 后, 应 用 程 序 处 于 无 限 循 环 状 态 在 此 循 环 中, 主 函 数 调 用 dataio 和 processing() 函 数 processing() 函 数 将 增 益 与 输 入 缓 存 区 中 的 各 值 相 乘 并 将 结 果 存 入 输

86 出 缓 存 区 ; 同 时 也 调 用 汇 编 Load 子 程 序, 该 子 程 序 占 用 的 指 令 周 期 取 决 于 传 递 给 它 的 processingload 值 dataio 函 数 是 一 个 空 函 数, 它 的 作 用 类 似 于 return 语 句 可 利 用 CCS 中 的 探 针 (Probe Point) 功 能 把 主 机 文 件 中 的 数 据 读 取 到 inp_buffer 缓 存 区, 此 法 优 于 用 C 代 码 来 完 成 I/O 功 能 #include <stdio.h> #include "volume.h" /* Global declarations */ int inp_buffer[bufsize]; /* processing data buffers */ int out_buffer[bufsize]; int gain = MINGAIN; /* volume control variable */ unsigned int processingload = BASELOAD; /* processing load */ /* Functions */ extern void load(unsigned int loadvalue); static int processing(int *input, int *output); static void dataio(void); /* ======== main ======== */ void main() { int *input = &inp_buffer[0]; int *output = &out_buffer[0]; puts("volume example started\n"); /* loop forever */ while(true) { /* Read input data using a Probe Point connected to a host file. *Write output data to a graph connected through a probe point */ dataio(); /* apply gain */ processing(input, output); } } /* ======== processing ======== * * FUNCTION: apply signal processing transform to input signal. * PARAMETERS: address of input and output buffers. * RETURN VALUE: TRUE. */ static int processing(int *input, int *output) { int size = BUFSIZE; while(size--){ *output++ = *input++ * gain; } /* additional processing load */

87 load(processingload); return(true); } /* ======== dataio ======== * * FUNCTION: read input signal and write output signal. * PARAMETERS: none. * RETURN VALUE: none. */ static void dataio() { /* do data I/O */ return; } 为 I/O 文 件 增 加 探 针 断 点 本 节 介 绍 探 针 断 点 (Probe Point) 的 使 用 方 法 探 针 可 以 从 PC 机 的 文 件 中 读 取 数 据, 它 是 开 发 算 法 的 一 个 有 效 工 具 其 使 用 方 法 如 下 : 将 来 自 PC 主 机 文 件 中 的 输 入 数 据 传 送 到 目 标 系 统 的 缓 存 器 中 供 算 法 使 用 将 来 自 目 标 系 统 缓 存 器 中 的 输 出 数 据 传 送 到 PC 主 机 的 文 件 中 供 分 析 用 数 据 更 新 窗 口, 如 图 形 窗 口 与 断 点 类 似, 它 们 都 挂 起 目 标 系 统 来 完 成 自 己 的 动 作, 但 存 在 如 下 几 个 方 面 的 差 别 : 探 针 立 即 中 止 目 标 系 统, 完 成 一 个 操 作 后, 再 恢 复 目 标 系 统 的 运 行 断 点 暂 停 CPU 直 到 人 工 恢 复 其 运 行 为 止, 且 更 新 所 有 打 开 的 窗 口 探 针 允 许 自 动 执 行 文 件 的 输 入 或 输 出, 而 断 点 则 不 行 本 节 介 绍 如 何 利 用 探 针 把 PC 机 文 件 内 容 传 送 到 目 标 系 统 中 作 为 测 试 数 据 使 用 当 到 达 探 测 点 时, 同 时 使 用 断 点 更 新 所 有 打 开 的 窗 口, 这 些 窗 口 包 括 输 入 和 输 出 数 据 的 图 形 窗 口 1. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 选 择 Project Rebuild All 2. 选 择 File Lode Program 并 选 取 volume.out, 然 后 点 击 Open 3. 在 Project View 窗 口 中, 双 击 volume.c 文 件 4. 将 光 标 置 于 主 函 数 中 的 dataio( ) 这 一 行 上 DataIO 函 数 起 占 位 符 作 用 现 在, 它 是 一 个 很 好 的 与 探 针 断 点 相 连 接 的 地 方, 以 便 于 从 PC 机 文 件 输 入 数 据 5. 点 击 工 具 栏 按 钮 (Toggle Probe Point), 则 光 标 所 在 行 前 出 现 一 个 兰 色 高 亮 点 6. 选 择 File File I/O, 在 File I/O 对 话 窗 中 可 选 择 输 入 和 输 出 文 件 7. 在 File Input 栏 中, 点 击 Add File 8. 选 择 sine.dat 文 件 注 意 : 在 文 件 类 型 框 中 可 以 选 择 数 据 格 式, sine.dat 文 件 包 含 正 弦 波 形 的 16 进 制 值 9. 点 击 Open, 将 该 文 件 添 加 到 File I/O 对 话 框 的 列 表 上, 接 着 出 现 sine.dat 文 件 控 制 窗 口 (CCS 窗 口 可 以 覆 盖 它 ) 在 运 行 程 序 时, 可 用 这 个 窗 口 开 始 停 止 重 复 或 快 速 前 进 来 控 制 数 据 文 件

88 10. 在 File I/O 对 话 框 中, 将 Address 修 改 为 inp_buffer,length 修 改 为 100, 选 中 Wrap Around Address 栏 中 的 值 指 定 来 自 文 件 的 数 据 将 要 存 放 的 位 置, inp_buffer 是 由 volume.c 文 件 声 明 为 BUFSIZE 的 整 数 数 组 Length 栏 中 的 值 指 定 每 次 探 针 到 达 时 读 入 多 少 个 数 据 样 点, 使 用 100 是 因 为 BUFSIZE 常 数 已 由 volume.h(0x64) 设 置 为 100 当 探 针 到 达 文 件 结 尾 时, Wrap Around 选 项 使 CCS 从 文 件 的 开 始 读 数 据 即 使 数 据 样 点 只 含 有 1000 个 值 且 每 次 探 针 到 达 时 读 取 100 个 值, 也 可 将 数 据 看 作 连 续 的 数 据 流 11. 点 击 Add Probe Point,Break\Probe\Profile Points 对 话 窗 的 Probe Point 栏 就 会 出 现 12. 加 亮 ( 对 话 框 中 ) 显 示 的 第 五 步 的 断 点 设 置 13. 点 击 Connect 栏 尾 处 的 下 箭 头, 在 其 下 拉 菜 单 中 选 择 sine.dat 文 件 14. 点 击 Replace Probe Point 列 表 将 显 示 探 测 点 已 连 接 到 sine.dat 文 件 15. 点 击 OK File I/O 对 话 框 则 显 示 文 件 现 已 被 连 接 到 探 测 点 16. 在 File I/O 对 话 框, 点 击 OK 显 示 图 形 如 果 现 在 就 运 行 程 序 的 话, 你 将 无 法 了 解 到 更 多 的 程 序 运 行 时 的 信 息 可 以 在 inp_buffer 和 out_buffer 数 组 的 地 址 范 围 内 设 置 观 察 变 量, 但 需 要 设 置 很 多 变 量, 而 且 是 按 数 字 形 式 显 示 而 非 图 形 形 式 CCS 提 供 了 多 种 用 图 形 处 理 数 据 的 方 法 在 本 例 中, 你 将 看 到 一 个 基 于 时 间 绘 制 的 图 形 本 节 介 绍 图 形 的 打 开, 下 节 介 绍 程 序 的 运 行 1. 选 择 View Graph Time/Frequency 2. 在 弹 出 的 Graph Property Dialog 对 话 窗 中, 将 Graph Title, Start Address, Acquisition Buffer Size, Display Data Size,DSP Data Type, Autoscale 和 Maximum Y-value 的 属 性 改 变 为 如 下 图 所 示 向 下 滚 动 或 调 整 dialog 框 的 大 小 可 看 到 所 有 的 属 性 3. 点 击 OK, 出 现 输 入 缓 存 的 一 个 图 形 窗 4. 在 上 述 窗 中 右 击 鼠 标, 从 弹 出 的 菜 单 中 选 择 Clear Display 5. 再 次 选 择 View Graph Time/Frequency 6. 改 变 Graph Title 的 属 性 为 Output Buffer, 改 变 Start Address 的 属 性 为

89 Out_buffer, 其 余 的 设 置 都 不 变 7. 点 击 OK, 又 出 现 一 个 图 形 窗, 在 该 图 形 窗 内 右 击 鼠 标, 从 弹 出 的 菜 单 中 选 择 Clear Display 执 行 程 序 和 绘 制 图 形 到 目 前 为 止, 你 已 经 放 置 好 了 一 个 探 针, 它 可 临 时 暂 停 目 标 系 统, 将 数 据 从 PC 主 机 传 送 到 目 标 系 统, 并 将 恢 复 目 标 系 统 应 用 程 序 的 运 行 但 是, 探 针 不 能 刷 新 图 形 在 本 节 中, 将 设 置 一 个 可 刷 新 图 形 的 断 点, 使 用 Animate 命 令 在 遇 到 断 点 后, 自 动 恢 复 目 标 系 统 应 用 程 序 的 运 行 1. 在 C 源 程 序 volume.c 窗 口 中, 将 光 标 放 置 在 dataio 行 2. 点 击 (Toggle Breakpoint) 工 具 栏 按 钮 或 按 F9, 该 行 显 示 为 红 色 和 蓝 色 高 亮 ( 除 非 用 Option Color 改 成 其 它 颜 色 ), 表 明 在 这 一 行 已 经 设 置 了 断 点 和 探 针 在 同 一 行 上 既 放 置 探 针 又 放 置 断 点, 它 能 够 使 目 标 系 统 只 暂 停 一 次 而 完 成 两 个 操 作 : 数 据 传 输 和 图 形 刷 新 3. 重 新 安 排 窗 口 以 便 能 同 时 能 看 到 这 两 个 图 形 4. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 F12 运 行 程 序 Animate 命 令 与 Run 命 令 相 似, 它 使 目 标 系 统 应 用 程 序 一 直 运 行 到 断 点, 随 后, 目 标 系 统 应 用 程 序 暂 停 并 刷 新 窗 口 但 是, 与 Run 命 令 不 同 的 是,Animate 命 令 恢 复 目 标 系 统 应 用 程 序 运 行 到 下 一 个 断 点, 而 且 此 过 程 是 连 续 的, 直 到 目 标 系 统 被 人 工 停 止 所 以, Animate 命 令 可 看 作 运 行 - 中 断 - 继 续 (run-break continue) 过 程 5. 注 意 每 个 图 形 包 含 2.5 个 周 期 的 正 弦 波 形, 且 在 程 序 运 行 过 程 中 两 个 图 形 反 向 每 次 到 达 探 测 点 时,CCS 从 sine.dat 文 件 中 得 到 100 个 值, 再 将 这 100 个 值 写 入 inp_buffer 地 址 符 号 相 反 是 因 为 输 入 缓 冲 区 包 含 的 值 是 从 sine.dat 文 件 中 读 取 的, 而 输 出 缓 冲 区 最 后 的 值 是 经 过 函 数 处 理 后 得 到 的 注 意 : 目 标 系 统 运 行 程 序 在 探 测 点 暂 停 不 管 何 时 到 达 探 测 点,CCS 都 能 暂 时 停 止 目 标 系 统 因 此, 如 果 使 用 了 探 针, 目 标 系 统 应 用 程 序 就 不 能 满 足 实 时 期 限 的 要 求 在 本 开 发 阶 段 只 测 试 算 法, 以 后 将 用 RTDX 和 DSP/BOIS 分 析 实 时 性 能 只 使 用 测 试 点 和 Run 命 令 也 能 刷 新 图 形, 后 面 将 详 细 介 绍 调 节 增 益 回 顾 前 文 第 二 部 分,processing 函 数 将 增 益 与 输 入 缓 存 区 中 的 各 值 相 乘 并 将 结 果 存 入 输 出 缓 存 区 ; 在 一 个 While 循 环 中 用 如 下 语 句 完 成 此 功 能 *output++ = *input++ * gain; 该 语 句 将 增 益 与 输 入 缓 存 区 中 的 各 值 相 乘 并 将 结 果 存 放 在 out_buffer 中 相 应 的 位 置 上 gain 初 始 化 为 MINGAIN, 而 MINGAIN 已 经 在 volume.h 中 定 义 为 1 要 改 变 输 出 幅 度 得 修 改 gain 值 修 改 gain 值 的 一 种 方 法 是 采 用 观 察 变 量 1. 选 择 view Watch Window 2. 在 Watch 窗 中 右 击 鼠 标, 并 从 弹 出 菜 单 中 选 择 Insert New Expression 3. 在 Expression 区 敲 入 gain 并 单 击 OK, 变 量 值 出 现 在 Watch 窗 口

90 4. 如 果 程 序 已 暂 停, 点 击 工 具 栏 按 钮 (Aminate), 重 新 开 始 运 行 程 序 5. 在 Watch 窗 口 中 双 击 gain 6. 在 Edit Variable 窗 口 中 修 改 gain 值 为 10, 并 点 击 OK 7. 注 意 在 Output Buffer 图 形 中 信 号 幅 度 变 化 反 映 了 增 益 的 提 高 观 察 范 围 外 变 量 你 曾 使 用 Watch Window 观 察 过 变 量 并 改 变 变 量 的 值 但 当 你 想 查 看 的 变 量 的 作 用 域 不 在 当 前 设 置 的 断 点 范 围 内 时, 则 可 使 用 访 问 堆 栈 来 查 看 1. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 Shift F5 暂 停 程 序 运 行 2. 用 CCS 重 新 查 看 volume.c 程 序 注 意 在 主 函 数 与 processing 函 数 中 已 经 定 义 了 变 量 *input, 但 它 没 有 在 数 据 输 入 输 出 函 数 中 定 义 3. 在 显 示 源 程 序 volume.c 的 窗 口 中, 把 光 标 放 置 在 dataio() 函 数 的 return 行 上 4. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 F9, 该 行 变 为 红 色 高 亮 显 示 ( 除 非 你 用 Open Color 改 变 颜 色 ) 5. 点 击 F5 执 行 程 序,CCS 将 自 动 把 断 点 移 到 相 应 函 数 的 下 一 条 汇 编 指 令 处 对 话 框 通 知 你 将 把 断 点 移 到 下 一 行 6. 点 击 OK 7. 按 下 F5, 程 序 运 行 直 到 dataio() 函 数 末 尾 的 断 点 处 暂 停 8. 在 Watch 窗 口 中 点 击 鼠 标 右 键 并 从 弹 出 菜 单 中 选 择 Insert New Expression

91 9. 在 Expression 区 键 入 *input 并 点 击 OK 10. 注 意 在 Watch 窗 口 中 显 示 该 变 量 是 一 个 未 知 符 号, 这 说 明 *input 没 有 在 dataio() 函 数 内 定 义 11. 选 择 View Call Stack, 则 可 看 到 相 邻 的 堆 栈 窗 与 观 察 窗 12. 在 堆 栈 窗 中 点 击 main() 就 可 在 主 函 数 范 围 内 查 看 *input 的 值 13. 可 以 点 击 堆 栈 窗 底 部 的 地 址 以 便 看 清 楚 gain 是 全 局 变 量, 而 *input 则 不 是 ( 地 址 的 变 化 依 赖 于 正 使 用 的 DSP) 14. 在 堆 栈 窗 中 点 击 鼠 标 右 键 并 从 弹 出 菜 单 中 选 择 Hide 15. 将 光 标 放 置 在 datdio() 函 数 中 的 return 之 后 的 行 上, 撤 消 第 4 步 中 放 置 的 断 点, 点 击 工 具 栏 按 钮 或 单 击 F9 使 用 GEL 文 件 CCS 提 供 了 修 改 变 量 的 另 一 种 方 法, 该 方 法 使 用 一 种 扩 展 语 言 GEL 来 创 建 可 修 改 变 量 的 小 窗 口 1. 选 择 File Load GEL 在 Load GEL File 对 话 框 中 选 择 volume.gel 文 件 并 点 击 Open, 这 个 选 项 是 在 上 步 加 载 GEL 文 件 时 自 动 增 加 的 2. 选 择 GEL Application Control Gain, 弹 出 如 右 图 所 示 的 小 窗 口 3. 如 果 程 序 已 经 暂 停, 点 击 工 具 栏 按 钮 (Animate) 注 意 即 使 在 弹 出 的 gain 小 窗 口 中 值 为 零, 其 实 gain 的 当 前 值 并 未 改 变 只 有 滑 动 指 针 时 gain 值 才 发 生 变 化 4. 在 gain 窗 口 中 用 滑 动 指 针 改 变 gain 值, 则 在 Output Buffer 窗 口 中 的 正 弦 波 形 幅 度 相 应 改 变 此 外, 无 论 任 何 时 候 移 动 滑 动 指 针, 在 Watch 窗 口 的 变 量 gain 的 值 将 随 之 改 变 5. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 下 Shift F5 暂 停 程 序 运 行 6. 为 了 了 解 Gain GEL 函 数 的 工 作 情 况, 点 击 Project View 中 GEL 文 件 前 的 + 符 号, 然 后 在 VOLUME.GEL 文 件 上 双 击 鼠 标 便 可 查 看 其 内 容 : menuitem "Application Control" dialog Load(loadParm "Load") { processingload = loadparm; } slider Gain(0, 10,1, 1, gainparm) { gain = gainparm; } Gain 函 数 定 义 的 滑 动 指 针 范 围 :0 到 10, 其 步 长 为 1 当 移 动 滑 动 指 针 时, 变 量 gain 的 值 将 随 滑 动 指 针 的 改 变 而 改 变 调 节 和 测 试 processing 函 数 前 面 曾 使 用 测 试 点 (profile-points) 测 试 puts() 所 需 的 指 令 周 期 数 现 在, 来 使 用 测 试 点 查 看 变 量 processingload 改 变 后 的 结 果, 此 结 果 将 传 递 给 汇 编 Load 程 序 ProcessingLoad 初 始 化 为 BASELOAD, 而 BASELOAD 在 volume.h 中 定 义 为 1 1. 选 择 Profiler Enable Clock, 确 保 Enable Clock 使 能

92 2. 在 Project View 中, 双 击 volume.c 文 件 3. 选 择 View Mixed Source/ASM 使 能, 查 看 C 源 程 序 及 其 相 应 汇 编 指 令 4. 把 光 标 放 置 在 load(processingload) 行 后 的 汇 编 指 令 上 5. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 点 击 鼠 标 右 键 选 择 Toggle Profile Pt 6. 把 光 标 放 置 在 return(true) 行 后 的 汇 编 指 令 上 7. 点 击 工 具 栏 按 钮 (Toggle Profile-point) 8. 选 择 Profiler View Statistics 在 Profile Statistics 窗 口 中 的 location 栏 显 示 了 新 增 测 试 点 对 应 的 汇 编 指 令 或 地 址 可 以 通 过 改 变 Statistics area 区 域 的 大 小 查 看 更 多 内 容 ; 或 者 在 Statistics area 区 域 内 点 击 鼠 标 右 键, 选 择 Allow Docking 可 在 一 个 单 独 窗 口 中 显 示 Statistics 9. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 F 注 意 在 第 二 个 测 试 点 处 显 示 的 最 大 周 期 数 大 约 为 44( 真 实 值 可 能 不 同 ), 当 processingload= 1 时, 它 表 明 执 行 Load 程 序 所 需 的 指 令 周 期 数 11. 选 择 GEL Application Control Load 12. 在 load 域 输 入 2, 然 后 点 击 Execute, 则 对 应 于 第 二 个 测 试 点 的 最 大 周 期 数 改 变 为 75 每 当 processingload 增 加 1 时, 指 令 周 期 数 就 增 加 31 这 些 指 令 周 期 数 表 明 load 函 数 的 执 行 时 间,load 函 数 包 含 在 load.asm 文 件 中 13. 在 Profile Statistics 窗 口 中 点 击 鼠 标 右 键, 从 弹 出 菜 单 中 选 择 Clear All, 这 将 把 Statistics 复 位 为 0 平 均 值 最 大 值 和 最 小 值 都 等 于 当 前 processingload 的 指 令 周 期 数 14. 点 击 工 具 栏 按 钮 或 按 Shift F5 暂 停 程 序 运 行 15. 执 行 下 列 步 骤 释 放 在 本 节 中 使 用 的 资 源 : 关 闭 Load Gain 控 制 窗 口 sine.dat 控 制 窗 口 以 及 Time/Frequency 图 形 窗 选 择 File File I/O 并 点 击 Remove File 删 除 sine.dat 文 件 选 择 Profiler 菜 单 撤 消 Enable Clock 前 的 在 Profile Statistics 窗 口 中 点 击 鼠 标 右 键 并 在 弹 出 菜 单 中 选 择 Hide 选 择 Debug Breakpoints, 然 后 选 择 Delete All 并 点 击 OK 选 择 Debug Probe Points, 然 后 选 择 Delete All 并 点 击 OK 选 择 Profiler profile-point, 然 后 选 择 Delete All 并 点 击 OK 选 择 View 菜 单 撤 消 MixedSource/ASM 前 的 关 闭 打 开 的 窗 口 和 工 程 (Project Close) 在 project View 中 的 volume.gel 上 击 鼠 标 右 键 并 选 择 Remove 在 Watch Window 中 删 除 表 达 式 并 隐 藏 Watch Window 进 一 步 探 索 为 了 进 一 步 了 解 CCS, 试 做 如 下 工 作 : 把 processingload 加 到 Watch Window, 当 使 用 Load GEL 控 制 时, 在 Watch Window 中 processingload 的 值 将 被 更 新