实验板说明
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图1所示。
利用该实验系统，学生可以将《DSP原理及应用》课程的主要内容联系起来，如DSP最小系统设计、存储空间扩展、接口设计、自启动设计等，同时可以将一些数字信号处理课程中的基本算法进行验证，更好的掌握DSP系统的软硬件设计。
●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，让学生对DSP系统开发有一个初步的认识。
图1：系统总体设计结构图
●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，提高学生综合、灵活应用知识的能力。学生首先在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。
图2：HPI启动流程图
●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，能够极大的推动学生的学习兴趣。
●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。
●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。
5 实验平台电路图（见后页）
图3：DSP基本电路
图4：HPI 接口电路音频电路
图5：I/O 接口电路电源电路
D S P _B C L K X D S P _B D X D S P _H B I D S P _H D D S P _B C L K R D S P _H D D S P _B F S R D S P _B D R D S P _B C L K X D S P _B F S X D S P _B D X D S P _C N T L D S P _C N T L D S P _B F S X 图3： DSP 芯片基本电路
图4 ：HPI 接口电路 音频电路
AVDD DSP_BFSX 1DSP_BCLKX
1DSP_BDX 1
SDI_AIC
/CS_AIC SCLK_AIC GND
MCU
STC89LE51
RST
9
X TAL218X TAL119GND
20
PSEN 29
ALE/PROG 30EA/VPP
31VCC 40P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528P3.0/RX D 10P3.1/TX D 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR 16P3.7/RD 17P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD7
32AVDD
R232MAX 3232
GND 15
VCC
16
R1IN 13R2IN 8T2IN 10T1IN 11C1+1C1-3C2+4C2-5R1OUT 12
R2OUT 9
T1OUT 14T2OUT
7
V+2V-6
BCLK_AIC23DIN_AIC23KEY 7
LRCIN_AIC23MCUR1560
DOUT_AIC23+
AC5
10uf /16v
LRCOUT_AIC23
M C U P O W E R
LHPOUT RHPOUT AGND
MCUR210K
G N D
GND +3.3V SCLK_AIC SDI_AIC CONNECTOR DB9
+3.3V /CS_AIC MICIN MICBIAS VMID AGND PC_RX D
PC_TX D
MCUPOWER +3.3V CG200.1uf GND
L2
100uH
AGND
23CG1104
23CG2104
CG210.1uf
DSP_/HDS2DSP_/HDS1
CG10103
CG16103
MCUPOWER CG220.1uf
GND
CG230.1uf AVDD
GND
GND
AVDD MCU_RX D MCU_TX D
DSP_HD1DSP_HD3DSP_HD2DSP_HD4DSP_HD6DSP_HD5DSP_HD7
MCUPOWER
MIC
Y 2
12MHZ
CG26104
CG27104
MCUPOWER
GND
GND
23CG3104
+
AC410uf /16v
G N D
G N D
Y 1
16.9MHZ
CG2422P
CG2522P
MCU_RX D MCU_TX D
RE1710K RE1610K
GND
GND
MCUPOWER MCUPOWER
GND
+3.3V
DSP_BCLKX 0
DSP_BCLKR0DSP_BFSR0DSP_BFSX 0DSP_BDX 0DSP_BDR0BCLK_AIC23BCLK_AIC23LRCIN_AIC23LRCOUT_AIC23DIN_AIC23DOUT_AIC23DATA INTERFACE
CONTROL INTERFACE
DSP_HD0AIC
TLV320AIC23
BVDD 1CLKOUT 2BCLK 3DIN 4LRCIN 5DOUT 6LRCOUT 7HPVDD 8LHPOUT 9RHPOUT 10HPGND 11LOUT 12ROUT 13AVDD 14
AGND 15
VMID 16MICBIAS 17MICIN 18RLINEIN 19LLINEIN 20/CS 21MODE 22SDIN 23SCLK 24X TI/MCLK 25X TO 26DVDD 27DGND 28L1100uH DSP_HBIL DSP_CNTL0DSP_CNTL1DSP_HR/W DSP_/HCS
JE6
CON10
12345678910
