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DSP原理与应用实验指导书v3

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DSP原理与应用实验指导书吴涛庄婵飞浙江工业大学信息工程学院2009.9目录目录 (I)第一章ICETEK-VC5416-C实验板硬件接口说明 (1)第二章实验 (4)实验一Code Composer Studio入门实验 (4)实验二编制链接控制文件 (11)实验三数据存取实验 (15)实验四定时器实验 (20)实验五定点数除法实验 (23)实验六指示灯显示实验 (28)实验七有限冲击响应（FIR）滤波器算法实验 (30)实验八快速傅立叶变换（FFT）算法实验 (35)实验九卷积算法实验 (40)实验十语音编解码实验 (51)实验十一异步串口通信实验 (53)第一章ICETEK-VC5416-C实验板硬件接口说明ICETEK-VC5416-C板包含如下硬件资源：1．工作在160MHz的TMS320VC5416数字信号处理器（DSP）芯片2．片内存储器（RAM）共128k*16位3．片外扩展的随机存储器(RAM)共64k*16位4．立体声双路输出语音采集芯片PCM30025．8位可编程的发光二极管本章介绍这些硬件资源的分布和使用情况。

ICETEK-VC5416-C板实物图片一、D SP和片外扩展存储器DSP的片外扩展存储器映射在TMS320VC5416的数据扩展空间中，占用地址范围8000H-FFFFH.在这个空间中包含两种不同类型的存储器：具有断电保持功能的只读存储器和可以随机访问的随机存储器。

二者通过外设寄存器DM_CTRL控制，同一时刻，只有一种存储器可以访问，关于DM_CTRL寄存器的说明，请参见本文件的第二部分。

下面是TMS320VC5416数据存储空间的地址映射图数据空间二、 D SP 片外I/O 端口ICETEK-VC5416-C 板共有14个片外扩展的寄存器，其中8个寄存器是串口寄存器，其他寄存器用于板子的控制。

这些寄存器映射在TMS320VC5416的I/O 空间中，占用地址范围0-0FH,此外，I/O 空间的10H-3FFFH 是保留空间，其他可以让用户自由扩展。

下面是地址是0-6的寄存器表，接下来是说明：三、 寄存器1． USER_REG: 地址，I/O 空间0，功能，每一位对应一个发光二极管，此位写“1”，发光管亮，写“0”，发光管灭。

2． CODEC_L ：地址，I/O 空间2，功能，语音采集芯片的底8位控制字，写此寄存器时，控制字缓存，不写到语音芯片上。

3．CODEC_H：地址，I/O空间3，功能，语音采集芯片的高8位控制字，写此寄存器时，控制字不缓存，写到语音芯片上。

4．VERSION : 地址，I/O空间4，功能，只读，数据是“cdh”5．DM_CTRL: 地址，I/O空间5，功能，各位含义如下：DM_SEL : 此位写“1”，表示TMS320VC5416的片外数据空间没有存储器，写“0”，使用板上的扩展存储器。

MTYPE ：写“1”表示随机存储器，写“0”表示只读存储器。

DMP4-DMP1：其内容决定映射存储器的第几页。

6．MISC: 地址，I/O空间6，功能，只读，CODEC_RDY：当此位置“1”时，表示语音芯片可写，当此位置“0”时，表示语音芯片不可写。

第二章实验实验一Code Composer Studio入门实验一、实验目的1.掌握Code Composer Studio2.0的安装和配置。

2.了解DSP开发系统和计算机与目标系统的连接方法。

3.了解Code Composer Studio 2.0软件的操作环境和基本功能，了解TMS320C5xxx软件开发过程。

⑴.学习创建工程和管理工程的方法。

⑵.了解基本的编译和调试功能。

⑶.学习使用观察窗口。

⑷.了解图形功能的使用。

二、实验设备1.PC兼容机一台；操作系统为Windows2000 (或WindowsNT、Windows98、WindowsXP，以下假定操作系统为Windows2000)。

Windows操作系统的内核如果是NT的应安装相应的补丁程序（如：Windows2000为Service Pack3，WindowsXP为Service Pack1）。

2.ICETEK-VC5416-C系统板，5V电源一只。

B连接电缆一条(如使用PP型仿真器，换成并口电缆一条)。

三、实验原理★开发TMS320C5xxx应用系统一般需要以下几个调试工具来完成：.软件集成开发环境(Code Composer Studio 2.0)：完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。

它也是硬件调试的辅助手段。

.开发系统(ICETEK 5100 USB或ICETEK 5100 PP)：实现硬件仿真调试时与硬件系统的通信，控制和读取硬件系统的状态和数据。

.评估模块ICETEK VC5416-C：提供软件运行和调试的平台和用户系统开发的参照。

★Code Composer Studio 2.0主要完成系统的软件开发和调试。

它提供一整套的程序编制、维护、编译、调试环境，能将汇编语言和C语言程序编译连接生成COFF (公共目标文件)格式的可执行文件，并能将程序下载到目标DSP上运行调试。

#用户系统的软件部分可以由Code Composer Studio建立的工程文件进行管理，工程文件一般包含以下几种文件：.源程序文件：C语言或汇编语言文件(*.ASM或*.C).头文件(*.H).命令文件(*.CMD).库文件(*.LIB,*.OBJ)四、实验步骤1.实验准备⑴.连接实验设备①如使用USB型仿真器，将提供的USB电缆的扁平端连接到计算机的USB接口上，另一端不接；②如使用PP型仿真器，首先确认计算机电源处于关闭状态，然后将提供的并口电缆的一端连接到计算机的并行接口上；③连接仿真器的仿真电缆接头到DSP系统板上的JTAG接头。

注意仿真器接头上的一个插孔中有一个封针，DSP系统板上的JTAG接口的相应插针是被空开的，这样保证了仿真接头的方向不会接反。

④如使用PP型仿真器，连接并口电缆的未连接端到仿真器上相应接头；连接5V电源；⑵.开启设备①接通计算机电源，进入Windows操作系统。

②将5V电源连接到DSP系统板上；⑶.安装Code Composer Studio 2.0(可选做)①将附带的光盘插入计算机光盘驱动器；②利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的CC C5000目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序；③选择“Code Composer Studio”，按照安装提示进行安装，并重新启动计算机；④安装完毕，桌面上出现两个新的图标“Setup CCS 2(…C5000)”、“CCS 2(…C5000)”；⑷.安装DSP开发系统驱动程序(可选做)★安装USB型仿真器的驱动程序：①连接计算机上USB接口电缆的方形接口一端到仿真器上相应接口；仿真器上红色电源灯亮，表示USB接口连通；计算机提示发现新的设备；②指定驱动程序的路径到教学光盘的ICETEKDriver\C5000\USBDevice目录，选择“mdpjtag.inf”，并完成安装；③观察仿真器上绿色指示灯亮，表示驱动程序开始工作；★安装PP型仿真器的驱动程序：①利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的ICETEKDriver\C5000目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序；②按顺序进行安装，注意驱动程序所安装的隐含路径为C:\ICETEK\5xxPP；③如果仿真器的工作环境是以NT为内核的操作系统，如：WindowsNT、Windows2000、WindowsXP，还需要安装WindowsNTDriver驱动，运行教学光盘的ICETEKDriver目录中的WndowsNTDriver.exe并按照步骤完成安装即可，安装完毕按照提示需要重新启动计算机；2.设置Code Composer Studio2.0在软件仿真(Simulator)方式下运行(可选做)⑴.双击桌面上“Setup CCS 2(…C5000)”，启动“Code Composer Studio Setup”。

⑵.在“Import Configuration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项被清空。

⑶.在“Available Configurations”列表中，单击选择“C5416 Simulator”驱动，并单击“Import”按钮；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项中被加入“C54x Simulator”项。

⑷.单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。

⑸.选择“Code Composer Studio Setup”窗口“File”菜单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；选择“否”，不启动CCS。

3.设置Code Composer Studio 2.0在硬件仿真(Emulator)方式下运行⑴.双击桌面上“Setup CCS 2(…C5000)”，启动“Code Composer Studio Setup”。

⑵.在“Import Configuration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项被清空。

⑶.对于USB型仿真器(如使用PP型仿真器则跳过此步)，在“Available Configurations”列表中，单击选择“ICETEK-5100 USB Emulator”驱动，并单击“Import”按钮；窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项中被加入“C54x XDS”项。

⑷.单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。

⑸.对于PP（并行口）型仿真器，在“Code Composer Studio Setup”窗口中间的“AvailableBoard/Simulator Types”窗口中查找名为“Itk5xxpp”的驱动程序，如果没有或此驱动程序前有禁止符号则：选择右侧窗口中“Install a Device Driver”，在随后出现的“Select Device Driver File”对话框中，选择C:\ICETEK\5xxPP目录中的“Itk5xxpp.dvr”驱动程序；双击“Code Composer Studio Setup”窗口中间的“Available Board/Simulator Types”中的“Itk5xxpp”，选择“Board Properties”卡片，将其中“I/O Port”的取值改为0x378，选择“Next”，单击“Add Single”,单击“Startup GEL Files”中“CPU_1”项末尾的浏览按钮，选择C:\ti\cc\gel目录中的C5416.gel文件，单击“打开”；单击“Finish”；⑹.选择“Code Composer Studio Setup”窗口“File”菜单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；4.启动Code Composer Studio 2.0双击桌面上“CCS 2(…C5000)”，启动Code Composer Studio 2.0；可以看到显示出的C54xCode Composer Studio窗口；5.创建工程⑴.创建新的工程文件：选择菜单“Project”的“New…”项；在“Project Creation”对话框中，在“Project”项输入volume；单击“Location”项末尾的浏览按钮，改变目录到C:\5416EDULab\Lab1-UseCC，单击“OK”；单击“完成”；这时建立的是一个空的工程文件；展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“volume.pjt”，其中各项均为空。

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DSP原理及应用实验指导书

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到“>”符号后的空间名字所在的地方。) 4．向项目中加入文件 （向工程里添加文件的操作步骤如下： (1) 选择“Project”→“Add Files to Project”，然后选择“hello.c”文件。 (2) 选择“Project”→“Add Files to Project”，然后在文件类型中选
/* table for log2 */ /* table for pow2 */ /* table for hamming */ /* table for lag window */ /* table for arccos */ /* table for square root */ /* table for thresholds in acb */ /* table for x^(-0.3) computation */ /* table for cosine */
/* SS_V LSP table */ /* V LSP table */ /* UV LSP table */ /* Stochastic codebook */ /* various codebook tables*/
logtab > EXRAM PAGE 1 powtab > EXRAM PAGE 1 hamtab > EXRAM PAGE 1 lgwtab > EXRAM PAGE 1 acostab > EXRAM PAGE 1 sqrtab > EXRAM PAGE 1 acbtab > EXRAM PAGE 1 pm03tab > EXRAM PAGE 1 costab > EXRAM PAGE 1
accessible by Host and DSP */ EXRAM: origin = 1F10h, length = 01000h /* External Data
DSP实验指导书探素

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DSP原理及应用实验指导书实验一：熟悉CCS，编写一个以C语言为基础的DSP程序一、实验目的1.认识TMS320LF2407 DSP实验开发系统的硬件结构。

2.了解TMS320LF2407 DSP应用程序的开发调试流程。

3.学习使用CCS3.3调试TMS320LF2407 DSP程序。

4.学习用标准C语言编制程序：了解常用的C语言程序设计方法和组成部分。

二、实验设备PC兼容机一台，操作系统为Windows2000（或Windows98，Windows XP，以下默认为Windows2000），CCS3.3编译软件，TMS320LF2407 DSP实验开发板和仿真器。

三、实验原理1.标准C语言程序：CCS支持使用标准C语言开发DSP应用程序。

当使用标准C语言编制程序时，其源文件名的后缀应为.C（如：volume.c）。

CCS在编译标准C语言程序时，首先将其编译成相应汇编语言程序，再进一步编译成目标DSP的可执行代码。

最后生成的是COFF格式的可下载到DSP 中运行的文件，其文件名后缀为.out。

由于使用C语言编制程序，其中调用的标准C的库函数由专门的库提供，在编译链接时编译系统还负责构建C运行环境。

所以用户工程中需要注明使用C 的支持库。

2.命令文件的作用：命令文件（文件后缀为.cmd）为链接程序提供程序和数据在具体DSP硬件中的位置分配信息。

通过编制命令文件，我们可以将某些特定的数据或程序按照我们的意图放置在DSP所管理的内存中。

命令文件也为链接程序提供了DSP外扩存储器的描述。

在程序中使用CMD文件描述硬件存储区，可以只说明使用部分，但只要是说明的，必须和硬件匹配，也就是只要说明的存储区必须是存在的和可使用的。

3.内存映射（map）文件的作用：一般的，我们设计、开发的DSP程序在调试好后，要固化到系统的ROM 中，为了更精确的使用ROM空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序的map文件可以了解DSP代码的确切信息。

DSP原理与应用 第三版

DSP原理与应用 第三版


运算速度 以上。TMS320C6201执行1024点复数FFT运算时间只有66uS。
高度集成化
集滤波、A/D、D/A、ROM、RAM和DSP内核于一体的
运算精度和动态范围
模拟混合式DSP芯片已有较大的发展和应用。 DSP字长从8位已增到64位,累加器长度也增到40位,
开发工具
提高了运算精度。同时,采用超长字指令字(VLIW)结构和
2. TMS320C55x概况
目前C55x系列芯片主要有:
C5501/2(主频300MHz, McBSP,HPI接口), C5503/6/7/9A (主频200MHz, McBSP, HPI,
优点：成本低廉 缺点：性能差、
速度慢
DSP处理器
优点：速度高、大规模生产成本低； 缺点：开发成本高、通用性差。
针对数字信号处理的要求而设计，是数 字信号处理系统设计中采用的主流芯片。 优点：灵活、高速、便于嵌入式应用
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1.2 DSP芯片简介
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势 1.2.2 DSP芯片的特点 1.2.3 DSP芯片的分类 1.2.4 DSP芯片的应用领域 1.2.5 选择DSP芯片考虑的因素
可同时进行取指令和多个数据存取操作,使CPU
在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空
采用哈佛结构 间进行访问, 大大地提高了DSP的运行速度。
采用多总线结构
T1
T2
T3
T4
时钟
采用流水线结构
取指令
N
N+1
N+2
N+3
指令译码
N-1
N
N+1
N+2
配有专用的硬件乘法-累加器 取操作数 N-2
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DSP原理及应用实验指导书目录第一章实验系统介绍 (1)一、系统概述 (1)二、硬件组成 (1)第二章调试软件安装说明 (16)一、CCS的安装 (16)二、CCS的设置 (17)第三章硬件安装说明 (21)一、DSP硬件仿真器的安装 (21)二、DSP硬件仿真器的使用 (21)第四章实验指导 (23)实验一常用指令实验 (23)实验二数据存储实验 (26)实验三I/O实验 (30)实验四定时器实验 (32)实验五INT2中断实验 (34)实验六A/D转换实验 (36)实验七 D/A转换实验 (41)实验八主机接口通信实验 (45)实验九 BOOTLOADER装载实验 (48)实验十键盘接口及七段数码管显示实验 (52)实验十一 LCD实验 (53)第一章实验系统介绍一、系统概述EL-DSP-EXPII教学实验系统属于一种综合的教学实验系统，该系统采用双CPU设计，实现了DSP的多处理器协调工作。

两个DSP通过HPI口并行连接， CPU1可以通过HPI主机接口访问CPU2的存储空间。

该系统采用模块化分离式结构，使用灵活方便用户二次开发。

客户可根据自己的需求选用不同类型的CPU适配板，我公司所有CPU适配板是完全兼容的，用户在不需要改变任何配置情况下，更换CPU适配板即可作TI公司的不同类型的DSP的相关试验。

除此之外，在实验板上有丰富的外围扩展资源（数字、模拟信号发生器，数字量IO 扩展，语音CODEC编解码、控制对象、人机接口等单元），可以完成DSP基础实验、算法实验、控制对象实验和编解码通信试验。

图1-1 EL-DSP-EXPII教学实验系统功能框图二、硬件组成该实验系统其硬件资源主要包括：●CPU单元●数字量输入输出单元●存储器及信号扩展单元● BOOTLOADER 单元 ● 语音模块 ● 液晶模块 ● CPLD 接口 ● A/D 转换单元 ● D/A 转换单元 ● 信号源单元 ● 温控单元 ● 步进电机 ● 直流电机 ● 键盘接口 ●电源模块1、 CPU 单元CPU 单元包括CPU1、CPU2两块可以更换的 CPU 板，用户可根据需要选择不同种 类的CPU 板。