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DSP实验指导书(2812)

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百度文库 - 让每个人平等地提升自我

1 目 录

目 录 ................................................................................................................... 1

第一章 实验平台说明 ................................................................................................. 2

§ 基本参数 ................................................................................................................. 3

§ 使用方法 ............................................................................................................... 4

第二章 算法实验 ......................................................................................................... 5

§ 基础实验 ............................................................................................................... 5

§ 卷积计算 ............................................................................................................... 7

§ 相关运算 ............................................................................................................... 9

§ 快速傅里叶变换 (FFT) 实现 ............................................................................ 11

§ 有限冲击响应滤波器 (FIR) 实现 ..................................................................... 15

§ 无限冲击响应滤波器 (IIR) 实现 ..................................................................... 21

§ 自适应滤波器 (LMS) 实现............................................................................... 23

第三章 外设接口实验 ............................................................................................... 26

§ 数码管控制实验 ................................................................................................. 26

§ 交通灯控制实验 ................................................................................................. 28

§ 液晶显示屏 (LCD)实验 ..................................................................................... 30

§ 矩阵键盘扫描实验 ............................................................................................. 31

§ 通用异步串行接口 (UART) 实验 .................................................................... 32

§ 通用串行总线 (USB) 接口实验 ....................................................................... 33

§ 内置A/D转换实验 ............................................................................................ 36

§ 高速A/D转换实验 ............................................................................................ 38

§ 高速D/A转换实验 ............................................................................................ 40

§ 直流电机控制实验 ............................................................................................. 42

§ 步进电机控制实验 ............................................................................................... 43

§ 以太网卡与 TCP/IP协议实验 ............................................................................ 45

§ CAN总线实验 ...................................................................................................... 49

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2 第一章 实验平台说明

随着科学技术的飞速发展，人们对控制模型、控制算法要求越来越高，传统意义上的处理器很难满足发展的需求，而数字信号处理器DSP 经历了20 多年的发展与普及，应用领域几乎涵盖了所有的行业：通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗、日常消费品等。德州仪器（TI）占据了整个DSP 市场的50％左右，很多高校、研究所、公司大量采用TI 的方案与芯片进行开发与研究。

DSP 是一门理论与实践并重的技术，在成功掌握了理论知识的同时再配合做一些经典的DSP 实验，从而加深对DSP 软、硬件的理解与掌握，为今后从事独立的开发打下扎实的基础。目前很多高校都已经开设了数字信号处理的课程，对普及与推广DSP 做出了巨大的贡献。

本DSP开发平台，采用核心开发板＋IO扩展底板＋高级外设扩展板的逻辑架构。以TI公司的TMS320VC5509A和TMS320F2812两种DSP芯片为中心，附加开发了多个功能模块，可以使实验者方便有效地完成各种常用的DSP开发实验。

2812开发板基于TI公司的处理器TMS320F2812设计而成。TMS320F2812采用TI公司的最新281X系列的处理器核，内部带有ROM、FLASH、大容量的RAM和丰富的外部接口，具有体积小、速度快、使用简单、功能强大、功耗低、性能稳定、编程简单的特点，非常适合在工业控制场合使用。

5509开发板基于TI公司的处理器TMS320VC5509A设计而成。TMS320VC5509A采用TI公司的最新的55X系列的处理器核，内部带有大容量的RAM和USB、SD接口等丰富的外设，具有功耗低，体积小、速度快、使用简单、功能强大、功耗低、性能稳定、编程简单的特点，并可用于进行图像处理。非常适合在算法、多媒体处理、消费电子设备使用。

底板上外扩了很多通用接口如（串口、网路接口、RS485、和电机输出接口），为了方便用户用最快的时间掌握DSP的使用技巧，在硬件上使用了多种总线接口和多种外部通讯方式的并配备了，LED、工业用LCD显示屏，并通过扩展插槽可以扩展图像处理，数字信号源等多种进阶外设，这样就使用户以最快的速度，试验、学习、设计，并把这些处理技巧熟练的嵌入到产品中，使用户迅速的成为硬件的设计高手，我们在硬件设计中以工业现场的硬件要求来提供方案，除电源部分在工业现场需要加入保护措施外，对于板级信号，我们使用了信号完整性分析技术、电磁兼容技术，在关键位置使用了电感、电容等电磁兼容器件，这样就能更容易把我们的经验使用到每一个用户的产品中。

在软件上，提供了通用的软件的模块，并在此基础上编写了各种接口的软件试验程序。注释详尽，有利于初学者入门，除了已设计好的实验之外，实验者还可以发挥创造性，充分利用实验箱的资源进行其它实验。对于DSP高手来说也具备很大的发挥余地。

最后真诚的欢迎您使用迪阳正泰科技发展公司产品并提出宝贵意见。由于任务重、时间紧，作者水平有限，书中难免存在一些小的错误，恳请广大师生批评指正。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

3 § 基本参数

◆ TMS320F2812： 32位DSP2000 系列内核，工作频率150M。

◆ 片上存储器：

FLASH 128K X 16位

SRAM 18K X 16位

BOOT ROM 4K X 16 位

OPT ROM 1K X 16位

◆ 片上外设：

PWM 12路

QEP 6通道

ADC 2 X 8通道，12位，80ns转换时间，0--3V输入量程

SCI异步串口 2通道

MCBPS同步串口 1通道

CAN 1通道

SPI同步串口 1通道

◆ 外扩SRAM，最大容量512K X 16 位，基本配置64K X 16 位

◆ 外扩FLASH，最大容量512 X 16 位，基本配置256 X 16 位

◆ 外扩CPLD，为Xilinx9500系列，可以选配95XL36或95XL72

◆ 外扩以太网10M 接口，兼容NE2000

◆ 外扩20M以上的视频高速AD和高速DA

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DSP 实验指导书探素

DSP 实验指导书探素

实验一 基于CAN总线的PWM波占空比控制实验

实验目的：

通过该实验，使学生对DSP开发板的硬件中的CAN总线模块和PWM模块的仿控一体化技术有一个初步认识，完成整个实验后，学生能感受到自动代码生成技术的方便与快捷。

实验步骤：

A、找到CAN-Based Control of PWM Duty Cycle仿真模型

B、搭建测量电路。

C、对MATLAB中的CAN-Based Control of PWM Duty Cycle模型编译并下载至DSP开发板。

D、观察输出波形。

实验要求：

A、掌握信号发生器和数字示波器的使用方法；

B、了解DSP开发板的硬件电路图；

C、对仿控一体化有感性认识。

实验内容：

1、找出CAN-Based Control of PWM Duty Cycle仿真模型

本实验采用MATLAB中demo已经有的仿真模型来实现该实验。

1、打开MATLAB中，点击help—demo—Simulink coder—Demos—Embedded Targets—

Texas Instruments C2000—CAN-Based Control of PWM Duty Cycle，打开C2812cantest.mdl。

图1

2、实验仿真原理介绍

该模型里面的Duty Cycle模块在DSP中地址为0x8FF0的存储空间里取占空比数值，当读取数值后，Transmit CAN Msg模块，利用信箱5向总线上发出该数值。同时，Receive CAN Msg模块利用信箱0从总线上读取该数值，当Receive CAN Msg收到该占空比数据后，Process

CAN Msg模块将该占空比的值发送给PWM模块即C28xPWM。

改变占空比的话，可以在Duty Cycle Change模块中进行改变，可以选择25%，50%和75%三种。

2、搭建测量电路。

1、双击仿真模型中的C28xPWM模块，在Output栏中，根据自己的需要选择Enable

TMS320F2812DSP入门指导

TMS320F2812DSP入门指导

教学改革广角

67中国电力教育2010年第12期 总第163期随着16位DSP（数字信号处理器）的广泛应用，其价格也越来越低，无论是在通信产品上还是在数字控制领域都占有越来越多的份额。其逐渐从高端向中低端嵌入式系统应用领域渗透，各高校也逐渐开展了关于16位DSP（数字信号处理器）本科教学。随着通信产品（比如手机）的功能越来越强大，数字控制产品的精度越来越高，32位DSP芯片的应用也越来越广泛，随着价格的降低，使32位DSP芯片应用于中档产品上成为可能。同时培养高级DSP应用型人才也势在必行。由于32位DSP芯片的复制结构和强大的功能对于本科教学难度较大，华北水利水电学院（以下简称“我校”）关于32位DSP课程的教学主要是针对电子通信类和自动控制类专业的研究生开展的，这门课程主要由笔者担当主讲。我校的研究生偏向于工业控制方面，所以选择的DSP型号为TI公司新近推出的TMS320F2812。TMS320F2812一经上市就吸引了国内许多研发人员的注意，TMS320F2812提供了强大的计算能力，最高运行速度可达150MIPS，应用于电机的数学化控制和三相逆变器等方面显得游刃有余。TMS320F2812与现有240x系列DSP控制芯片代码兼容的同时，具有处理性能更强、外设集成度更高、存储器容量更大以及A/D转换速度更快等特点，是240x系列DSP芯片的升级产品。在讲授DSP课程的初期，笔者发现，很多学生面对厚厚的TMS320F2812教材，都产生了非常恐惧的心理，觉得DSP这门课程太难了。这是很正常的现象。TMS320F2812芯片由于其功能强大，片内外设丰富，因此其结构当然十分复杂，但是掌握起来并不是很困难。关键要抓住DSP的核心部分，各个击破。只要稍微多花一些时间，掌握TMS320F2812就如同掌握单片机MCS-51一样简单。针对近两年关于DSP TMS320F2812的授课体会，总结几点经验，如下文所述，希望对DSP感兴趣的学生及初学者有所帮助。一、抓住核心学过微机原理或者单片机MCS-51课程的学生都知道，无论是通用微型计算机还是单芯片微型计算机，其核心是以CPU为重点展开的。对于TMS320F2812的理解，笔者个人认为应该以存储器为核心展开讲解更为合适。尽管片内高性能32位CPU占据着重要的位置，CPU内核丰富的多总线结构（三种地址总线，三种数据总线）也是为了多通道快速访问存储器和外设，而外设的地址空间又映射了存储器空间，因此以存储器为核心逐步展开讲解，更容易使初学者快速入门。TMS320F2812存储器包括片上存储器和外部存储器接口两个部分。但TMS320F2812所有存储空间采用统一寻址。什么是统一寻址呢？也就是无论是程序存储空间还是数据存储空间以及外设寄存器映射空间都统一编排地址。统一寻址范围为：00000000H~0FFFFFFFFH，外设寄存器映射空间的地址是唯一的，程序存储空间或数据存储空间不能占用。有一些存储空间既可以当作程序存储空间也可以当作数据存储空间来使用。对于确定的嵌入式应用系统来说，一旦存储空间配置好以后，程序存储空间和数据存储空间是不能重复的。而240x系列DSP采用的是独立寻址方式。也就是说程序存储空间、数据存储空间和外设存储空间是独立的存储空间。它们的地址可以相同，但通过不同的方式访问不同的存储空间。这一点对初学者来说很容易混淆，也会给程序的编写制造麻烦。但统一编制就简单得多，反正都在一个存储空间，面对不同的物理存储介质和分散的外设寄存器，地址不同，访问起来也不容易出错。统一寻址空间如表1所示。二、掌握外设TMS320F2812片上外设极其丰富，不仅包括多种类型的存储器，还包括：JTAG边界扫描接口、外部扩展接口、时钟和系统控制电路、外围中断扩展模块、3个32位CPU定时器、2个事件管理器、2个异步通信接口SCI、串行外设接口SPI、增强型CAN总线、SPI模式的多通道缓冲串口McBSP、12位16通道A/D转换器、56个独立可编程的多路通用输入/输出（GPIO）引脚等。尽管TMS320F2812片上外设十分丰富，但是只要掌握一种外设的应用，其它外设的应用也不难理解。就拿可编程的多路通用输入/输出（GPIO）引脚的应用来说，这些引脚绝大部分是多功能复用引脚，即这些引脚既可以当作数字I/O引脚来使用，也可以当作外设引脚来使用。但必须通过相应的寄存器TMS320F2812 DSP入门指导熊军华 王亭岭摘要：DSP课程教学的目的是培养掌握复杂嵌入式系统的应用型人才，本文按照“数字信号处理器”课程的结构特点，针对近几年讲授数字信号课程的感受，总结了几点体会，希望对DSP感兴趣的同仁及初学者有所帮助。关键词：TMS320F2812；DSP；存储器；统一寻址作者简介：熊军华（1973-），女，河南罗山人，华北水利水电学院电力学院，讲师，北京航空航天大学机械学院博士研究生，（北京 100191），主要研究方向：电力系统自动化、电力电子、嵌入式系统、机械设计及理论；王亭岭（1975-），男，内蒙古呼伦贝尔人，华北水利水电学院电力学院，讲师，工学硕士，主要研究方向：自动化及嵌入式系统。（河南 郑州 450011）DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2010.12.029教学改革广角68中国电力教育2010年第12期 总第163期

DSP实验报告

DSP实验报告

姓名： 班级：自动化15 学号：2015

实验一 数据存储实验

一 实验目的

1。掌握TMS320F2812程序空间的分配；

2。掌握TMS320F2812数据空间的分配；

3。能够熟练运用TMS320F2812数据空间的指令。

二 实验步骤与内容

实验步骤

1. 在进行DSP实验之前，需先连接好仿真器、实验箱及计算机,连接方法如下所示：

2. F2812CPU板的JUMP1的1和2脚短接，拨码开关SW1的第二位置ON；其余OFF

3. E300底板的开关SW4的第2位置ON，其余位置OFF.其余开关设置为OFF.

4. 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无误后，启动计算机，接通仿真器电源，此时，仿真器上的指示灯应点亮，否则DSP开发系统与计算机连接存在问题。

5. 运行CCS程序

1) 待计算机启动成功后,实验箱220V电源置“ON",实验箱上电

2) 启动CCS5.5，工作环境的路径选择：E:\E300Program\E300 TechV-2812\normal ；

6. 成功运行CCS5.5程序后，出现如下图所示界面:

7. 右键点击Project Explorer窗口下的工程文件“e300_01_mem”，选择“Open Project"命令打开该工程，如下图所示，可以双击才看左侧源文件；

8. 点击菜单栏Project/Build All命令编译整个工程，编译完成后点击按钮进入仿真模式，完全进入后如下图所示：

9. 用“View"下拉菜单中的“Memory/Browser”查看内存单元,参数设置如下图:注意:下面的参数设置都是以16进制。

此时可以观测到以0x003F9020为起始地址的存储单元内的数据；

10. 单击按钮，开始运行程序,一段时间后,单击按钮，停止程序运行，0x003F9020H～ 0x3F902FH单元的数据的变化，如下图所示：

DSP实验报告 2

DSP实验报告 2

实验一：CPU 定时器实验

一：实验目的

1、熟悉 F2812 的 CPU 定时器；

2、掌握 F2812 的 CPU 定时器的控制方法；

3、学会使用 CPU 定时器中断方式控制程序流程。

二：实验设备

计算机，CCS 3.1 版软件，DSP 硬件仿真器，E300 实验箱，2812CPU 板。

三：实验原理

样例实验是采用 CPU 定时器来定时使 LED 亮灭的。

F2812 的 CPU 定时器不同于事件管理器模块（EVA、EVB）中的通用定时器（GP）。F2812

的 CPU共有三个定时器，其中，CPU 定时器 1 和 2 被保留用作实时操作系统 OS(例如

DSPBIOS)，CPU 定时器0 可以供用户使用。

定时器的一般操作如下：将周期寄存器 PRDH:PRD 中的值装入 32 为计数器寄存器

TIMH:TIM。然后计数器寄存器以 F281x 的 SYSCLKOUT 速率递减。当计数器减到 0 时，就会产生一个定时器中断输出信号（一个中断脉冲）。

下图为 CPU 定时器的内部结构：

四：实验步骤

1 、 F2812CPU 板的 JUMP1 的 1 和 2 脚短接，拨码开关 SW1 的第二位置 ON；其余置 OFF。

2 、 E300 底板的开关 SW4 的第 2 位置 ON，其余位置 OFF。其余开关设置为 OFF。

3 、 运行 CCS 软件，调入样例程序，装载并运行；（进入 CCS 界面后需要点“Debug--Connect”）

4 、 加载“..\ e300_03_cpu_timer\Debug\Example_281x_cpu_timer.out”；

5 、 单击“Debug \ Animate”运行，

可观察到灯 LED1~LED8 的变化规律：

6 、单击“Debug \ Halt”，暂停程序运行，LED 灯停止闪烁；单击“Debug \ Run”，运行程序，LED 灯又开始按上述规律变化；