DSP课程设计
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课程设计报告
（ — 学年 第 一 学期）
课程名称： _
班 级：
学 号：
姓 名：
指导教师：
2011 年 月 课 程 设 计 报 告
- 1 - 课程设计题目：
DSP课程设计
目的与任务：
一、通过课程设计，了解DSP实验板结构原理；
二、培养观察硬件图纸的能力，并能根据图纸焊接电路板；
三、利用DSP与语音处理电路、键盘、LED、I/O扩展电路
以及辅助电路等的配合，实现相应功能；
五、熟练掌握利用汇编语言和C语言编写DSP程序；
六、掌握利用CCS软件编译和调试程序的能力。
课 程 设 计 报 告
- 2 - 内容和要求：
一．根据DSP实验板电路原理图，焊接实验板.
二．调试焊接好的硬件电路，使电路板无焊接错误；
三．软硬件调试实验板，保证实验板能够正常工作；
四．下载DSP程序，完成课程设计的相关要求；
五．根据实验的程序编写和调试情况撰写实验报告。
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- 3 - 设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）
一．电路总体说明：
本系统以TMS320VC5402的最小系统为核心,扩展了单片机最小系统、语音处理电路、HPI接口设计、4×4键盘、LED、I/O扩展电路以及辅助电路等。系统总体设计结构如下图：
二．电路设计基本原理：
1.DSP最小系统
DSP最小系统设计以TMS320VC5402为核心,配置电源管理芯片、JTAG仿真口、时钟电路及用于系统测试的电路，使用TI CCS（Code Compose Studio）开发环境进行简单程序的编写、编译、下载和运行调试。
TMS320VC5402DSP最小系统逻辑译码键盘LED等单片机最小系统音频编解码RS232HPI
BOOTPC课 程 设 计 报 告
- 4 - 2.HPI BootLoader设计
进行HPI接口程序设计，包含了单片机和DSP相关技术，提高综合、灵活应用知识的能力。首先在TI CCS集成开发环境中编写用户程序编译后形成COFF文件（.out文件），利用TI提供的命令HEX500将.out文件转换为.hex文件。利用STC单片机在线烧写的功能，将这一文件和单片机控制DSP HPI接口程序一起编译，采用RS232串口一同烧写到STC单片机片内ROM中
DSP复位后检测MP/MC=0为自启动模式， DSP片内程序BootLoaer（自举程序）查询HPI接口是否可以进行自启动如图2所示：在启动以后，DSP片内0x7F地址的值被置为0，BootLoader不断检验0x7F地址处是否出现了可用的程序指针的跳转地址。当其发现该地址内的值不为0时，即判定为DSP已由外部单片机进行了HPI自举程序加载，并按照该值跳转PC指针，开始运行，从而完成HPI方式自举。通过观察实验结果来验证程序的正确性
3.音频设计
多通道缓冲串口（MCBSP）是《DSP原理及应用》课程中重要内容之一，通过音频接口设计进一步了解相关硬件引脚功能，而功能的实现是通过软件控制寄存器来实现的。
在掌握语音芯片（TLV320AIC23）的功能后，设计出采用MCBSP对TLV320AIC23的控制接口和数据接口电路，通过软件实现的语音信号的采集、处理和播放，并将一些简单的如数字滤波器、FFT算法进行实现。
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- 5 - 音频设计电路
4.I/O设计
DSP芯片存在三种空间分别是程序、数据和I/O空间。DSP芯片通过/IS以及/IOSTRB外部I/O空间片选和锁存，结合地址线、数据线对I/O空间进行读写操作。应用数字电路基础课程的74LVC系列译码器件进行逻辑设计，加以编程实现如4×4键盘、LED的读写控制，可以化抽象为具体，并触类旁通掌握程序、数据空间扩展方法
I/O设计电路图
5.MCU的相关电路
1）.下载电路
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2）.MCU芯片核心电路
MCU芯片电路
6.电源设计
TMS320VC5402芯片采用低电压供电方式,这可以大大降低DSP的功耗, TMS320VC5402的电源分两种，即内核电源和I/O电源。其中, I/O 电源采用3.3V，而内核电源为1.8V。为了满足TMS320VC5402对电源的要求,并降低实验板成本，采用AMS1117芯片分别提供1.8V和3.3V电
源，满足系统中所有芯片的供电需求。 课 程 设 计 报 告
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图4.电源电路
三． 硬件电路焊接
电路焊接是实习所要完成的第一项工作，也是最重要的任务之一，我们之后的软件编程都是在电路板的基础上完成的，编写的程序也都需要借助电路板验证。焊接时要注意焊接的顺序，器件的方向，更要保证每个焊接点的质量，杜绝虚焊现象。
1、 注意安全：
焊接工作需要用到烙铁，虽然之前有过焊接练习，但在烙铁的使用过程中还得时刻保持小心谨慎，注意不要烫着人体，不要烫着电线，以免发生伤害事故。
2、 器件焊接顺序：
（1）首先用万用表测量电路板上电源与地，保证这两端不短路；
（2）其次先焊接电源电路，焊接完后立即上电测试电源输出是否正常（电源指
示灯是否正常点亮），注意上电前需要再次测试电源与地，保证这两端不短路；
（3）其余器件原则是从矮到高的，大致是先焊贴片器件，如电阻，发光二极管等，再
焊座子等。
3、贴片器件（电阻、电容、三极管等）焊接方法：
先在电路板上器件对应封装的一个管脚焊盘上上点焊锡，然后用镊子夹送器件到板子上先固定已有焊锡的那个管脚，然后再焊接其他管脚，焊锡用量不宜过少，以保证焊接牢靠。
4、 器件焊接要点：
（1）贴片电解电容：表面有行线的为正极，对应电路板上有尖嘴的一端（特别注意正负极，课 程 设 计 报 告
- 8 - 反接上电后可能炸裂）；
（2）发光二极管：有绿色标记的为负极，正极对应电路板上有尖嘴的一端；
（3）芯片座子：有缺口的朝上，对应电路板封装缺口，插芯片方向同理；
（4）时钟晶振：切勿将焊锡碰到外壳，金属外壳导电，易引起短路。
5、 焊接结束：
先用万用表测量一下电路板上的电源与地，确定不短路后再上电，然后用万用表测量电路板上电源是否正确（电源指示灯是否正常点亮），最后才能把各个芯片插到座子上。
四． CCS集成开发环境
TI公司推出的CCS集成开发工具为DSP用户提供了十分便利的开发环境。CCS内部集成了以下工具软件：
（1）、DSP代码生成工具，包括DSP的C编译器、汇编优化器、汇编器和链接器等；
（2）、CCS集成开发工具，编辑、链接和调试DSP目标程序；
（3）、实时分析插件DSP\BIOS和实时数据交换模块RTDXD等。
CCS安装与设置的步骤如下：
（1）、插入CCS安装光盘，运行CCS安装程序，按照屏幕提示，将CCS系统安装到C:\ti（系统默认）安装目录下；
（2）、安装完成后，点击桌面上SetupCCS2(’C5000)快捷方式图标，运行CCS配置程序；点击CCS2(’C5000)快捷方式图标，运行CCS应用程序。
应用CCS进行DSP设计开发的方法如下：
（1）、建立工程文件。一个工程包括汇编语言或C语言源程序、库文件、链接命令文件和头文件等。
（2）、构建工程。当工程文件已经创建好，工程所需文本文档也已经编辑好，并且已经添加到工程文件中时，就可以对工程进行构建，即对该工程的所有文件进行编译和链接，生成可执行文件，为后续的调试工作准备。
（3）、调试程序。CCS提供了非常丰富的调试手段。首先，家在可执行文件，通过view-disassembly命令打开带有指令代码的反汇编窗口，借助CCS反汇编工具进行调试。加载后，还可以设置软件断点，然后运行程序，对相应段落程序的运行情况进行检查和分析。 课 程 设 计 报 告
- 9 - （4）、GEL文件的加载。在CCS集成开发环境中，每一种C54x器件都有一个用于其初始化的GEL文件，它会随着CCS的启动而自动执行。对于包含一个或多个GEL函数的文件，编写好后，必须将其加载到CCS才能调用GEL文件中的GEL函数。GEL文件一旦加载成功，其中的GEL函数将一直驻留在内存中，知道将其卸载为止。当一个加载的GEL文件更改后，必须现将其卸载，然后再重新加载才能是更改生效。
五．软件设计
TMS320C54x系列DSP有自己的集成开发环境CCS（Code Composer Studio）和软件仿真器Simulator。软件仿真器Simulator主要用于对可执行的输出文件（经汇编、链接生成的.out文件）的软件仿真调试，适用于初学者使用；而CCS则是一种功能强大的可视化集成开发工具，不但可以进行软件仿真（Simulator），也可以带硬件仿真器（Emulator）运行，是目前广为流行的DSP芯片开发工具。对与CCS集成开发环境，我们要掌握工程的建立、源文件的新建、源程序的编写与编译。并学会进行软件仿真（Simulator）与硬件仿真（Emulator）的方针方法，通过观察仿真时程序的运行或硬件反应，更深刻的理解程序运行过程，帮助程序编写者更好的修改程序，实现更优化的运行效果。
DSP的程序编写文件通常有源文件（.asm或是.c）、库文件（.lib）、头文件（.h）、文件链接器命令文件（.cmd）、和中断向量文件（.asm或是.c）其中源文件和文件连接器命令文件是每个工程文件中都有的。只有对这几种文件的相互之间关系和实现的功能熟悉才能更好的编写DSP程序
实验板上可实现的功能很多，有FIR与IIR滤波、正弦函数信号与方波的产生、DSP的I/O口使用、程序、数据与I/O空间的扩展等。
六．点亮LED程序的设计
（1）通用I/O引脚的使用
TMS320VC5402有64k字并行I/O口，和两个受软件控制的专用引脚BIO和XF。外部标志输出引脚XF可以用来向外部器件发信号，可以使用汇编语句“SSBX XF”给XF置位，使用“RSBX
