1、ADSP 技术与应用 实验报告班级 学号姓名 实验一： VISUAL DSP+的使用入门实验目的熟悉 VISUAL DSP+的开发环境。针对 ADSP21065L SHARC DSP，利用几个用 C、 C+和汇编语言写成的简单例子来描述 VISUAL DSP十编程环境和调试器（debugger）的主要特征和功能。对于运行在其它类型 SHARC 处理器的程序只需对其链接描述文件（LDF ）做一些小的变化，就可用于 ADSP21065L 的硬件仿真。实验内容 练习一：启动 Visual DSP+，建立一个用 C 源代码的工程（Project） ，同时用调试器来评估用 C 语言所编写代码的性能；练习
2、二：创立一个新的工程，修改源码来调用一个汇编（asm）程序，重新编译工程，用调试器来评估用汇编语言所写程序的性能；练习三：利用调试器的绘图（plot）功能来图形显示一个卷积算法中的多个数据的波形；练习四：利用调试器的性能统计功能（Statistical profile 来检查练习三中卷积算法的效率。利用所收集到的性能统计数据就能看出算法中最耗时的地方。实验步骤练习一 C 代码例子Step l 进入 Visual DSP十并打开一个工程（Project） ；进入 Visual DSP，显示 Visual DSP+的集成开发和调试环境窗口（Integrated Development and De
3、bugger Environment，简称 IDDE） 。选择菜单 File 中 Open 打开文件：Step 2 编译 dotprodc 工程；在菜单 Project 中选择 Build Project 来对工程进行编译。此时，输出窗口显示程序编译时的各种状态信息（包括出错和编译进程信息） 。当编译检测到错误时，将在输出窗口出现相应的出错信息，用鼠标双击它，编译器将自行打开源文件。这时可对源文件编辑、修改错误，再次进行编译。当编译不再有错时，输出窗口将显示“Build completed successfully”。Step 3 运行 VsualDSP+调试器；在编译完成后，环境将自动进入调
4、试状态，对于初次进入 debugger，将显示对象选择对话框，在其中指定对象和处理器信息。Step 4 运行 dotprod.c；从 Debug 菜单中选择 Run 项，程序将被执行，其输出结果在 Output window 中显示。Step 5 评估函数 a_doc_c 的性能（profile） ；Profile 用来分析程序的运行时间特性，通过 Profile 可以找到最耗时的程序段，这可能就是需要进一步优化性能的程序段。练习二：运行 C 和汇编混合程序Step l 创建一个新的工程(project)从 Project 菜单中选取 New 项，在弹出的工程保存对话框中工程名定义为 dot_
5、product_asm.dpj，并保存在DSP_expunit_1dot_product_asm 目录下。Step 2 向 dot_product 工程中添加文件；选取菜单 ProjectAdd to Projectfile(s)项，按住 Ctrl 键来同时选中dotprod_main.c，dotprod.c，dotprod_funcasm 和 dotprodasm.ldf 文件，点击“Add”将这几个文件加到工程中。Step 3 修改工程源文件Step 4 修改链接描述文件 dotprodasmLdfStep5 编译和运行 dot_product；先选取菜单 ProjectHuild Pro
6、ject 项来编译工程；再选取菜单 DebugRun 项来运行程序。Step 6 评估 a_dot_asm 的效率练习三：数据绘图(Plotting)Step l 将算法程序调入 Debugger 环境Step 2 打开绘图窗口并设定参数；选择菜单 ViewDebug WindowsPlotNew项，将出现 Plot 参数设置窗口。Step 3 运行程序并在图形窗口中观察数据；接 F5 运行程序，当程序Halt（SHIFT-F5）后，Plot 窗口中将出现数据曲线。图中的三条曲线分别代表Table、Input 和 Output 三个数组的值练习四：性能统计（Statistical Profil
7、ing）Step l 调用 convolution 程序Step2 打开统计特性选项Step 3 收集和检查统计特性数据实验要求练习一：记录 profile 窗口中的程序执行时间数据，分析程序的执行时间练习二：记录 profile 窗口中的程序执行时间数据，将结果与练习一进行比较练习四： 记录 statistical profiling results 窗口中的数据，分析耗时最多的程序段，并且说明原因实验数据及结果分析：耗时最多的程序段含循环体较多实验二 ： 用 SIMULATOR 模拟实现数字信号处理实验目的本实验主要通过四个练习来了解如何 SIMULATOR 实现基本的信号处理方法。实验内
8、容练习一：时域卷积运算练习二：DFT 运算练习三：时域相关运算练习四：利用相关函数计算信号的功率谱 实验步骤1 时域卷积运算程序中一个输入序列 X 指定到数组 inputx 中，另一个输入序列 Y 指定到数组inputy 中，卷积的输出指定到数组 output 中。根据卷积原理，两个输入序列长度为 M=N=64，输出序列长度为 M+N-1=127。Step1 调入程序：启动运行 VisualDSP+，运行菜单命令 ProjectNew 来新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将DSP_expunit_2Conv 目录下的源文件加入到工程中，同时建立数据文件 x.dat和 y.d
9、at，以及初始化文件 zeros.dat。Step2 选择输入数据文件Step3 编译程序：分析、理解源程序，在此基础上再编译运行程序。可通过点击按钮命令或选择菜单命令 ProjectBuild Project 来完成编译。Step4 观察结果：按 F5 运行程序，然后执行菜单命令 ViewDebug WindowsPlot 命令，分别作出输入数据 inputx和 inputy 与输出数据 output的图形。Step5 改变数据再运行2 DFT 计算1）调入程序2）选择输入数据文件3）编译程序4) 观察结果5 ）改变数据再运行3 时域相关计算1）调入程序2）选择输入数据文件3）编译程序4)
10、观察结果5 ）改变数据再运行4 利用相关函数计算功率谱1）调入程序2）选择输入数据文件3）编译程序4) 观察结果5 ）改变数据再运行实验要求（实验二的练习一）1. 利用 plot 功能，观察各种输入数据、输出数据的的波形；2. 按照实验步骤完成实验，比较给定的几种数据的卷积结果，说明几种信号卷积的差别。3. 在实验报告中记录 pulse4 和 sin64d 卷积的输入和输出数据及其波形 , 并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。 （实验二的练习二）1 利用 plot 功能，观察输入数据 x、输出数据的实部 real 、输出数据的虚部 imag 和求模后的 modul 的波形；2 观察各种波形
11、的 DFT 运算和求模运算的结果，比较并且说明不同输入数据对应的 DFT 运算输出和求模运算输出的结果； 3 在实验报告中记录 square64 的 DFT 输入和输出数据及其波形，并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。（实验二的练习三）1. 利用 plot 功能，观察各种输入数据、输出数据的的波形；2. 按照实验步骤完成实验，观察和比较自相关和互相关的计算结果，说明它们的差别。说明输入序列和输出序列的长度之间的关系；3. 在实验报告中记录 trig64 的自相关、它与 sin64 的互相关输入和输出数据及其波形、并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。（实验二的练习四）1. 利用 plot
12、 功能，观察各种输入数据、输出数据的的波形；2. 按照实验步骤完成实验，观察和比较自相关谱和互相关谱的计算结果，说明它们的差别。3. 在实验报告中记录 square32 的自相关谱、它与 trig32 的互相关谱的输入和输出数据及其波形、并利用数字信号处理课程所学知识分析结果实验数据及结果练习一练习 2练习 3互相关自相关实验四 自相关互相关实验三 利用 ADSP-21065L EZ-KIT 板实现数字信号处理实验器材实验的硬件资源包括：多功能信号发生器一台； 示波器一台；ADSP21065L-EZ-KIT 板一套，含 EZ-KIT 稳压电源；微型计算机一台； RS232 串口电缆一根 。音频
13、三通转接器一只； 视频连接转换器 2 只 ；音频连接电缆 3 根 实验原理调节信号源可以产生的各种波形的信号，该信号被送到 EZ-KIT 板的输入端；经过板内置的 CODEC 的 ADC 采样后，转换成数字信号；该数字信号经过ADSP-21065L 完成各种运算处理后，经过板内置的 CODEC 的 DA 变换转换成模拟信号，送给示波器观察。VisualDSP 的软件环境设置注意选择正确的会话类型，本实验 sessions 的有关参数应该设置为：DebugTarget 选择 EZ-KIT 21065LPlantform 选择 EZ-KIT LiteProcessor 选择 ADSP-21065L
14、实验内容1. 数据采集与谱分析2. 信号自相关的计算实验目的理解离散傅立叶变化的原理，掌握 DFT 的快速算法和相关性运算，同时了解连续信号的采后的频谱，加深对数字信号处理理论的理解。实验步骤1）连接硬件：断开所有电源，连接好信号源，EZ-KIT 板，微机，示波器等。检查 EZ-KIT 板上的跳线位置是否正确，按照硬件连接图检查确保正确连接各个硬件设备。2）加电和启动程序 检查无误后，分别打开 PC 机、信号源、评估板和示波器的电源，启动VisualDSP+，新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将DSP_expunit_3Fft 目录下的源文件 3）选择或者建立正确的会话类型
15、：按照要求选择或者建立 EZ-KIT 类型的会话，4）编译链接运行程序5）改变信号再观察6）改变窗函数再观察：修改源程序中 main() 函数中的 windows 变量的值，分别让其等于 1 或 2 观察、记录实验结果，对实验结果作出比较，并得出结论。实验要求练习一1. 利用 plot 功能，在程序中设置断点，观察各种波形的采样数据、输出数据的的波形；2. 按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差别。3. 在实验报告中记录方波和三角波的采样数据和 FFT 结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。 练习二1. 利用 plot 功能，在程序中设置断点
16、，观察各种波形的采样数据、输出数据的的波形。2. 按照实验步骤完成实验，连续运行程序，观察示波器的波形，说明它们的差别。3. 在实验报告中记录正弦波和三角波的采样数据和自相关结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。 实验数据及结果实验四 数据采集与滤波处理实验目的利用 ADSP21065L-EZ-KIT 板的硬件资源，完成对信号的采样和滤波分析。本实验中提供的基本 FIR 滤波器程序，改变 FIR 滤波器的系数设计出不同的滤波器，如带通滤波器、低通滤波器、多频段带通滤波器等。滤波效果可以直接在示波器上看到。通过这个实验加深对数字滤波这种信号处理的方法的理解。实验步骤1）连
17、接硬件关闭 PC 机的电源，按照硬件连接图正确连接各个硬件设备，检查 EZ-KIT 板上的跳线位置是否正确，按照硬件连接图检查确保正确连接各个硬件设备。2）加电和启动程序检查无误后，分别打开 PC 机、信号源、评估板和示波器的电源，运行VisualDSP+，新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将 DSP_expunit_3Filter 目录下的源文件（Filter.C、 065L_hdr.asm、Buffers.asm和 Filter.ldf，以及包含滤波器系数的头文件 FIR.H）加入到工程中。或者打开 hardFilter 目录下已经存在的工程 Filter.dpj。 3
18、）选择或者建立正确的会话类型：按照要求选择或者建立 EZ-KIT 类型的会话，4）设置程序参数分析、理解源程序，在源程序中找到修改 FIR 滤波器类型选择的静态变量 static int filter。先让其值为 0（默认为不滤波） ，然后编译链接并运行程序。 5）编译链接和观察结果6）改变信号类型观察7）改变滤波器通带范围观察给静态变量 filter 赋不同的值（14 之间的整数） ，然后编译链接并运行程序。重复步骤 4） ，5） ，6） ，记录典型点的信号幅度数据，描绘滤波器幅频特性。滤波器类型 04 都是带通滤波器，其通带范围大致上在以下范围：filter=0：不滤波； filter=1：8501500Hz；filter=2：1300 2500Hz； filter=3：22003800Hz；filter=4：3500 5900Hz 8）修改源程序改变滤波器类型观察实验要求1. 改变正弦波频率，在示波器上观察输出数据波形幅度，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器的幅频特性；2. 在实验报告中记录改变正弦波频率时，在示波器所观察的输出波形幅度数据，描绘出一个带通滤波器和低通滤波器 2 的幅频特性。实验数据及结果
