DSP技术实验指导书_dsp技术实验指导书
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一 基础实验：CCS 的使用与简单应用程序的调试
1.1 实验目的1.熟悉 CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法； 2.熟悉 SEED-DEC5416 实验环境； 3.掌握 CCS 集成开发环境的调试方法； 1.2 实验内容
1.DSP源文件的建立； 2.DSP程序工程文件的建立；
3.学习使用CCS集成开发工具的调试工具； 1.3 实验知识背景 1.3.1 CCS 简介
1.CCS 提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试，它能够加速开发进程，提高工作效率。CCS提供了基本的代码生成工具，它们具有一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段 1.3.1 CCS 简介
1.CCS 提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试，它能够加速开发进程，提高工作效率。CCS提供了基本的代码生成工具，它们具有一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段
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2.CCS窗口介绍
1.3.2 CCS 常用文件介绍
使用CCS时，经常遇见下述扩展名文件：
1.project.mak:
CCS使用的工程文件
2.program.c:
C程序源文件
3.program.asm:
汇编程序源文件
4.filename.h:
C程序的头文件，包含DSP/BIOS API模块的头文件
5.filename.lib:
库文件
6.project.cmd:
连接命令文件
7.program.obj:
由源文件编译或汇编而得的目标文件
8.program.out:
（经完整的编译、汇编以及连接的）可执行文件
9.project.wks:
存储环境设置信息的工作区文件
保存配置文件时将产生下列文件：
1.programcfg.cmd:
连接器命令文件
2.programcfg.h54:
汇编头文件
3.programcfg.s54:
汇编源文件
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1.3.3 CCS 常用指令简介
1．设置断点。
将光标放置在需要设置断点的程序行前，选择 Debug→Breakpoints，即完成可一个断点的设置。
2．CCS 提供 3 种方法复位目标板
1)Reset DSP：
Debug →Reset D，初始化所有的寄存器内容并暂停运行中的程序。使用此命令后，要重新装载.out 文 件后，在执行程序。
2)Restart：
Debug → Restart，将 PC 值恢复到当前载入程序的入口地址。
3)Go main：
Debug →Go main，将程序运行到主程序的入口处暂停。
3．CCS 提供 4 种执行操作
1)执行执行：
Debug →Run，程序运行直到遇到断点为止。
2)暂停执行：
Debug →Halt，程序停止运行。
3)动画执行：
Debug →Animate，用户反复运行程序，直到遇到断点为止。
4)自由执行：
Debug →Run Free，禁止所有断点运行程序。
4．CCS 提供 4 种单步执行操作
1)单步进入：Debug →step into，快捷键 F8，当调试语句不是
基本的汇编指令时，此操作进入语句内部。
2)单步执行：Debug → step Over，此命令将函数或子函数当作
一条语句执行，不进入内部调试。
3)单步跳出：Debug →step Out，此命令作用为从子程序中跳出
4)执行到光标处： Debug → Run to Cursor，快捷键 crtl+F10，此命令作用为将程序运行到光标处。
5．内存、寄存器与变量的操作
1)查看变量
使用 view →Watch Window 命令
2)查看寄存器
使用 view →Registers →CPU Registers 命令
3)查看内存
使用 view →memory 命令
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6．Graph 的设置即图形显示
1)选择View →Graph →Time/Frequency。
2)在弹出的Graph Property Dialog对话窗中，将 Graph Title，Start Addre，Acquisition Buffer Size，Display Data Size，DSP Data Type等的属性可改变为如下图所示（也可根据具体需要设置属性）。向下滚动右侧的滚动条或调整 dialog 框的大小可看到所有的属性。1.4 实验步骤
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-DEC5416 单元的 J1 相连接；
3）.启动计算机，当计算机启动后，打开 SEED-DTK_DBD 的电源。观察SEED-DTK-IO1 单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的电源指示灯，SEED_DEC5416 的 D2 以及 SEED-DSK2812 的 D2 是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源。4）.双击图标进入 CCS 环境。
下面按照原文件、工程文件以及编译条件的设置来分别介绍一下 CCS 的使用。
1.4.1 创建源文件
1）．打开 CCS 选择 File →New →Source File 命令 2）．编写源代码并保存
3）．保存源程序名为 math.c，选择 File →Save 4）．创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。
1.4.2 创建工程文件
1.打开 CCS，点击 Project-->New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任意指定 2.弹出如下对话框：
3.在 Project 中填入工程名，Location 中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建。
4点击 Project 选择 add files to project,添加工程所需文件。
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5.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c 点击打开，即可添加源程序XXX.c 添加到工程中。
6.同样的方法可以添加文件 XXX.cmd、XXX.lib 到工程中；在下面窗口中可以看到 XXX.c、XXX.cmd、XXX.lib 文件已经加到工程文件中。
7.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
1.4.3 设置编译与连接选项 1． 点击Project选择Build Opitions 2． 在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；
3． 在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名，堆栈的大小以及初始化的方式。
1.4.4 工程编译与调试
1． 点击Project→Buildall，对工程进行编译，如正确则生成out文件；
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.out 文件。2． 点击File→loadprogram，在弹出的对话框中载入debug 文件夹下 的.out 可执行文件。3． 装载完毕
4．点击debug →Go Main回到C程序的入口
5． 打开 File →Workspace →Save Workspace 保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要 File →Workspace →LoadWorkspace 即可恢复当前设置 1.5完成简单应用程序的调试 1.6记录实验结果 1.7完成实验报告：
二.设计实验 按键中断显示实验
3.1实验目的1．了解D SP外部中断的使用，中断服务程序的设计方法;2．掌握DSP中断向量表的划分。3.2实验设备
计算机;
DSP硬件仿真器;
SZ-DSPF开发教学平台。3.3实验硬件设置
做实验之前，需要接通该实验所需的硬件电路，木实验为:先将实验箱上的电源开关“MS2“,”MS3 “和”MS4”按下，再将机箱右侧的船型开关往“I”方向打开电源;SZ-5416的主控模块上的J7，J9，J4，J16短接;在“设置模块”中将“A”和“C”设置为“1”。然后开始做实验，注意在做D SP实验时一开始按了SZ-5416的主控模块上的K1硬件复位后，程序运行中不要再按复位键，以免实验由十D SP复位而失败。3.4实验原理及说明
本实验采用键盘中断，当有键按下时一给DSP一个中断信号（INT2）DSP通过此I/O端口地址COOlh读键值，在读取键值后由数码管显T出来。硬件原理图请参考“SZ-LK板”的说明，逻辑关系请参考第二章逻辑分析5416部分，数据流程请参考第五章中的数码管和按键。中断标志寄存器(IFR}，中断屏蔽寄存器(IMR} 3.5实验步骤及结果
本实验是一个测试键盘的实验，运行程序依次按键1-8，数码管依次显T 7-0，中间键一一对应，任意按一键，其对应的数码管显不相应的数字。
步骤: 1．启动CCS}编写实验程序代码(可参考随机光盘中的例程alldsp4h2keptest，进行编译并加载到DSP中。
2．采用单步运行或执行到光标处，或全速运行。观察其结果。(具体请参考实验一)
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3.6实验程序框图
3.7完成实验报告及实验思考
1.分析下例指令的特点POPD, POPM, PSHD PUSHM?
2.分析中断管理流程及中断向量表的特点
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三、定时器实验
4.1 实验目的1.了解 DSP 汇编程序的构成； 2.了解 DSP 程序各段的含义；
3.熟悉在汇编条件下如何编写中断服务程序； 4.了解串行通讯的过程
5.掌握长时间间隔的定时器的处理。6.掌握片内外设的设置方法。
4.2 实验内容
1.DSP 的初始设置；
2.DSP 中断向量表的建立； 3.定时中断的编写；
4.查询方式异步串口程序的编写。
4.3 实验要求
能够掌据汇编语言的程序结构。正确进行异步串口的通讯与定时器的设置。能够与系统正确通讯。通过 LCD 与键盘可以控制定时器的运行。
4.4 实验程序功能与结构说明
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4.5.实验步骤
首先将光盘下 03.Examples of
Program 04.SEED_DTK-DBD 调试实验程 序目录下的 CCS-Timer 的文件夹拷贝到 D：盘根目录下。
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-DEC5416 单元的 J1 相连接；
3.启动计算机，当计算机启动后，打开 SEED-DTK_DBD 的电源。观察
SEED-DTK-IO1 单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的电源指示灯，SEED_DEC5416 的 D2 以及 SEED-DSK2812 的 D2 是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源。
4.打开 CCS，进入 CCS 的操作环境。5.装入 timer.pjt 工程文件，添加 dtk-boot.gel 文件。
6.装载程序 timer.out，进行调试。
7.在程序的第 101 行“i=i+1;”处设置断点。
8.运行程序，程序会停在断点处，表明已进入定时器中断。继续运行程序，程序每次都会停在断点处。实验者可根据自己的需要改变周期寄存器的值，从而控制每次进中断的时间。
4.6 思考题
理解 DSP 程序的编写过程，如何编写中断程序？ 四． 综合性实验
FIR滤波器的设计
8.1实验目的1.了解F工R滤波器的原理及使用方法;
2.了解使用Matlab语言设计F工RR滤波器的方法;3.了解DSP对F工R滤波器的设计及编程方法;4．熟悉对F工R滤波器的调试方法;8.2实验内容
本试验要求设计滤波器采样频率为1000hz,截n频率300hz的低通滤波器。设计F工R滤波器实现上面要求。输入信号频率合成信号，目的是通过我们设计的滤波器将高频信号滤掉，余下低频的信号成分，达到滤波的效果。8.3实验原理
一个线性位移不变系统的输出序列Y(}>和输入序列X(}>之间的关系，应满足常系数线性差分方程:
湖南工学院教案用纸 p FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，则FIR滤波器具有线性相位特性。
N—偶数
在数字滤波器中，FIR滤波器具有如下几个主要特点: ①FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统;②FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。
本实验程序设计的就是一种偶对称的线性相位滤波器。程序算法实现采用循环缓冲区法。
算法原理: ①在数据存储器中开辟一个N个单元的缓冲区(滑窗)，用来存放最新的N个输入样本;②从最新样本开始取数;③读完最老样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变;④用BK寄存器对缓冲区进行间接寻址，使缓冲区地址首尾相邻。
8.4程序设计
1.滤波器的Matlab 编写matlab程序，语言设计生成F工R滤波器系数后，附到DSP汇编语言程序中。主程序如
f=[0 0.6 0.6 1];m=[1 1 0 0] b=firls(36, f, m)freqz(b, 1, 512)b二b*2^ 15 2.输入信号程序，文件名为firinput.3.DSP汇编语言程序设计。汇编源文件fir.asm，中断向量表vectoes.asm和链接命令文件fir.cmd组成。
8.5实验步骤
1.打开ccs，新建立一上程文件fir.Pjt.2.将汇编源文件fir.asm、中断向量表vectors.asm和链接命令文件fir.cmd添加到fir.pjt中。
3.在project菜单下选择build options选项，选取Linker选项，调整为
-q-c –m,.Debugf ir.Map,-o,.Debugf ir.out“-w一x。点击编译，链接图标，通过后生成fir.out文件和f irr.map文件，其余选项.丁默认。
湖南工学院教案用纸 p 4.在file菜单下，选择load program选项，将生成的fir.out文件装载 到DSP中。
5.运行程序，在view菜单下选择watch window选项来观测变量值。依次输入input和output来观测输入输出变量值，这两个变量分别为滤波前的输入数据和滤波后输出数据的首地址。
6.在view菜单下选择graph/time frequence,弹出如下对话框。按照要求，设置好相应的参数，来观测输入和输出数据的波形。7.具体调试执行程序时，使用断点，单步执行等方式。} v }r.}.}xm }-}o'r nmsuwr,}rv;yxirxn}
8.6记录实验结果
8.7完成实验报告及思考题
1.为什么要对matlab程序生成的系数进行调整，即将浮点数转换成整数? 2.试改变输入的信号(保证一个频率在通带范围内，一个在通带范围外)，进行相应的数据调整，然后在CCS底下观测看输入数据波形。
3.进行滤波器系数的调整再进行相应滤波，然后在CCS底下看输出数据波形情况有何变化。
