1、数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 第四章 常规实验指导实验一 常用指令实验一、实验目的1、 了解 DSP 开发系统的组成和结构；2、 熟悉 DSP 开发系统的连接；3、 熟悉 CCS 的开发界面；4、 熟悉 C54X 系列的寻址系统；5、 熟悉常用 C54X 系列指令的用法。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。三、实验步骤与内容1、 系统连接进行 DSP 实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：2、 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正常后，接通仿真器电源，启动计算机，此时，仿真器上的“红色小灯”应点亮，
2、否则 DSP 开发系统有问题。3、 运行 CCS 程序待计算机启动成功后，实验箱后面 220V 输入电源开关置“ON” ，实验箱上电，启动 CCS，此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮，并且 CCS 正常启动，表明系统连接正常；否则仿真器的连接、JTAG 接口或 CCS 相关设置存在问题，掉电，检查仿真器的连接、JTAG 接口连接，或检查 CCS 相关设置是否正确。注：如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系统硬件并复 位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，具体仿真器和仿真软件 CCS 的应用方法参见第三章。成功运行程序后，首先应熟悉 CCS 的用户界面P
3、CI/USB/EPP接口 JTAG 接口计 算 机 仿 真 器 实验箱JTAG 口数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 学会 CCS 环境下程序编写、调试、编译、装载，学习如何使用观察窗口等。4、 修改样例程序，尝试 DSP 其他的指令。注： 实验系统连接及 CCS 相关设置是以后所有实验的基础，在以下实验中这部分内容将不再复述。5、 填写实验报告。6、样例程序实验操作说明仿真口选择开关 K9 拨到右侧，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在 ProjectOpen 菜单打开 exp01_cpu2 目录下面的工程文件“exp01.pjt”注意：实验程序所在的目录
4、不能包含中文，目录不能过深，如果想重新编译程序，去掉所有文件的只读属性。数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 用下拉菜单中 Project/Open，打开“exp01.pjt ”，双击“Source ”，可查看源程序在 FileLoad Program 菜单下加载 exp01_cpu2debug 目录下的 exp01.out 文件：数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 加载完毕，单击“Run”运行程序；实验结果：可见指示灯 D1 定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则指示灯停止闪数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 烁，如再单击“Run” ，则指示灯 D1 又开始闪烁；注：指
5、示灯 D1 在 CPLD 单元的右上方关闭所有窗口，本实验完毕。+-数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实验二 数据存储实验一、实验目的1、 掌握 TMS320C54 的程序空间的分配；2、 掌握 TMS320C54 的数据空间的分配；3、 熟悉操作 TMS320C54 数据空间的指令。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。三、实验系统相关资源介绍本实验指导书是以 TMS32OVC5402 为例，介绍相关的内部和外部存储器资源。对于其他类型的 CPU 请参考查阅相关的数据手册。下面给出 TMS32OVC5402 的存储器分配表：数字信号处理 EXPIV 型教
6、学实验系统 对于数据存储空间而言，映射表相对固定。值得注意的是内部寄存器都映射到数据存储空间内。因此在编程应用是这些特定的空间不能作其他用途。对于程序存储空间而言，其映射表和 CPU 的工作模式有关。当 MP/MC 引脚为高电平时，CPU 工作在微处理器模式；当 MP/MC 引脚低电平时，CPU 工作在微计算机模式。具体的存储器映射关系如上如所示。存储器试验主要帮助用户了解存储器的操作和 DSP 的内部双总线结构。并熟悉相关的指令代码和操作等。四、实验步骤与内容连接好 DSP 开发系统，开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；1、 运行 CCS 软件；2、 在 CCS
7、的 Memory 窗口中查找 C5402 各个区段的数据存储器地址，在可以改变的数据地址随意改变其中内容；3、 在 CCS 中装载实验示范程序，单步执行程序，观察程序中写入和读出的数据存储单元内容的变化；4、 联系其他寻址方式的使用。5、 样例程序实验操作说明启动 CCS 2.0，在 ProjectOpen 菜单打开 exp02_cpu2 目录下面的工程文件“exp02.pjt”。 用下拉菜单中 ProjectOpen，打开“exp02_CPU2 exp02.pjt”，双击“Source” ，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载 exp02_cpu2debug 目录下
8、的 exp02.out 文件。用“View”下拉菜单中的“Memory”查看内存单元；输入要查看的内存单元地址，本实验要查看 0x1000H0x100FH 单元的数值变化，输入地址 0x1000H；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 查看 0x1000H0x100FH 单元的初始值，单击“Run”运行程序，也可以“单步”运行程序；单击“Halt”暂停程序运行； 查看 0x1000H0x100FH 单元内数值的变化；关闭各窗口，本实验完毕。本实验说明：本实验程序将对 0x1000 开始的 8 个地址空间，填写入 0x55AA 的数值，然后读出，并存储到 0X1008 开始的 8 个地址空间
9、。在 CCS 中可以观察 DATA 存储器空间地址注：本实验也可以在 CPU1 上运行数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实验三 I/O 实验 2一、实验目的1、 了解 I/O 口的扩展；掌握 I/O 口的操作方法；2、 熟悉在 C 语言中访问 IO 口的方法3、 了解数字量与模拟量的区别和联系。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。三、实验步骤与内容开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在ProjectOpen 菜单打开 exp03_cpu2 目录下面的工程文件“exp03.pjt” 。 用下拉菜单中 Pro
10、jectOpen，打开“exp03_cpu2 exp03.pjt” ，双击“Source” ，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载 exp03_cpu2debug 目录下的 exp03.out 文件。运行程序，分别调整开关量输入单元的开关 K1K8，观察 LED 指示灯 LED1LED8 亮灭的变化，以及开关量输入和输出状态是否一致。1、 样例程序实验操作说明启动 CCS 2.0，打开 exp03_cpu2 目录下面的工程文件“exp03.pjt”并加载“exp03_cpu2debugexp03.out”；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 单击“Run”运行程
11、序；任意调整 K1K8 开关，可以观察到对应 LED1LED8 灯“亮”或“灭” ；单击“Halt”，暂停持续运行，开关将对灯失去控制；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 关闭所有窗口，本实验完毕。四、实验说明实验中采用简单的一一映射关系来对 I/O 口进行验证，目的是使实验者能够对I/O 有一目了然的认识。在本实验中，提供的 IO 空间分配如下：CPU2 的 I/O 空间： 0x8000 拨码开关 input 8 位CPU2 的 I/O 空间： 0x8001 LED 灯 output 8 位数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实验四 定时器实验 2一、实验目的1、 熟悉 C54
12、的定时器；2、 掌握 C54 定时器的控制方法；3、 学会使用定时器中断方式控制程序流程。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 硬件仿真器，实验箱。三、实验步骤和内容1、开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在ProjectOpen 菜单打开 exp04_cpu2 目录下面的工程文件“exp04.pjt” 。 用下拉菜单中 ProjectOpen，打开“exp04_cpu2 exp04.pjt” ，双击“Source” ，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载 exp04_cpu2debug 目录下的 exp
13、04.out 文件。2、运行程序，观察 LED 指示灯 LED1LED8 的变化；3、程序实验操作说明启动 CCS 2.0，打开工程文件“exp04.pjt” 。加载 exp04_cpu2debug 目录下的exp04.out 文件。单击“Run”运行，可观察到 LED 灯（LED1LED8）以一定的间隔时间不停摆动；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 单击“Halt” ，暂停程序运行，LED 灯停止闪烁；单击“Run” ，运行程序，LED灯又开始闪烁；关闭所有窗口，本实验完毕。四、实验说明C54 的定时器是一个 20 位的减法计数器，可以被特定的状态位实现停止、重新启动、重设置或禁止，
14、可以使用该定时器产生周期性的 CPU 中断，控制定时器中断频率的两个寄存器是定时周期寄存器 PRD 和定时减法寄存器 TDDR，定时器的中断周期为：CLKOUT X （TDDR+1） X （PRD+1）在本系统中，如果设置时钟频率为 10MHZ，令 PRD = 0x30D3，TDDR=15，这样得到每 0.02 秒中断一次，通过累计 50 次，就能实现 1 秒钟定时。0.1us X (15+1) X( 12499+1) X 50 =1S实验五 外部中断实验 3一、实验目的1 掌握中断技术，学会对外部中断的处理方法；2 掌握中断对程序流程的控制，理解 DSP 对中断的响应时序。二、实验设备计算机
15、，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱三、实验步骤和内容1、 低电平单脉冲触发 DSP 中断 INT2；该中断由“单脉冲输出”按键产生。按一次，产生一个中断。 2、拨码开关：SW2SW2 备 注1 2 3 4 码位ON ON OFF ON 单脉冲产生的中断给 CPU2 的中断 INT23、 关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在ProjectOpen 菜单打开 exp05_cpu2 目录下面的工程文件“exp05.pjt” 。 用数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 下拉菜单中 ProjectOpen，打开“exp05_cpu2 e
16、xp05.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载exp05_cpu2debug 目录下的 exp05.out 文件。a) 运行实验程序；b) 每按一次“单脉冲输出”按键 LED1LED8 灯亮灭变化一次；4、填写实验报告。5、样例程序实验操作说明启动 CCS 2.0，打开工程文件“exp05.pjt” 。加载 exp05_cpu2debug 目录下的exp05.out 文件。单击“Run”运行程序，反复按开关“单脉冲输出” ，观察 LED1LED8 灯亮灭变化；单击“Halt”暂停程序运行，反复按开关“单脉冲输出” ，LED1LED8 灯
17、亮灭不变化；四、实验说明54X DSP 的 INT2 中断为低电平沿触发。实验六 A/D 转换实验 3一、实验目的1 熟悉/转换的基本原理；2 掌握 AD7822 的技术指标和常用方法；3 掌握并熟练使用 DSP 和 AD7822BN 的接口及其操作。二、实验设备计算机，CCS 2.0 软件，DSP 仿真器，实验箱三、实验步骤和内容1、 拨码开关设置：JP3 拨码开关：码位 备注1 ON： 将“模拟信号源”单元 1 的信号输入到 AD78222 OFF： 数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 3 OFF： 4 OFF： 5 OFF： 6 OFF： SW2 拨码开关：SW2 备 注1 2 3
18、 4 码位ON ON ON ON AD7822 的采样时钟为 250KHZ，且中断给 CPU2 的中断 22、运行 CCS 软件，加载示范程序；3、观察采样结果；4、填写实验报告。5、样例程序实验操作说明6、开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在ProjectOpen 菜单打开 exp06_cpu2 目录下面的工程文件“exp06.pjt” 。 用下拉菜单中 ProjectOpen，打开“exp06_cpu2 exp06.pjt” ，双击 “Source”，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载 exp06_cpu2de
19、bug 目录下的 exp06.out 文件。在“7822_54.c”中如下图“i=0;”处，设置断点； 单击“Run”运行程序，程序运行到断点处停止；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 7、 用下拉菜单中的 View / Graph 的“Time/Frequency”打开一个图形观察窗口；设置该图形观察窗口的参数，观察起始地址为”data_buff” ，长度为 256 的存储器单元内的数据，该数据为输入信号经 A/D 转换之后的数据，数据类型为 16 位整型；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 8、 单击“Animate”运行程序，调节信号源 1 的频率、幅值、波形调节旋钮，在图形
20、观察窗口观察 A/D 转换后的数据波形变化；9、 单击“Halt”暂停程序运行，用“View”的下拉菜单中“Memory”打开存储器数据观察窗口；设置该存储器数据观察窗口的参数，选择地址为 data_buff，数据格式 C 格式 16 进制数；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 10、单击“Animate”运行程序，调整存储器数据观察窗口，并在该窗口中观察数据变化，A/D 转换后的数据存储在地址为 data_buff 单元开始的 256 个单元内，变化数据将变为红色；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 11、 单击“Halt”停止程序运行；12、关闭“exp06.pjt”工程文件，
21、关闭各窗口，本实验完毕。四、实验说明AD7822 通过 DSP 的 I/O 口完成数据通讯。采样数据存储在从数据 data_buff中。AD7822 的时序：数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实验七 D/A 转换实验 4一、验目的1、 熟悉 D/A 转换的基本原理；2 掌握 AD7303 的技术指标和常用方法；3 熟悉 DSP 的多通道缓冲串口配置为 SPI 的应用方法；4 掌握并熟练使用 DSP 和 AD7303 的接口及其操作。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱，示波器。三、实验步骤与内容1 开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CP
22、U2； 2 运行 CCS 软件，加载示范程序；3 按 F5 运行程序，用示波器检测“D/A 转换单元的的 2 号孔接口“输出 1”输出一个正弦波；4 填写实验报告。5 样例程序实验操作说明开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；启动 CCS 2.0，在ProjectOpen 菜单打开 exp07_cpu2 目录下面的工程文件“exp07.pjt” 。 用下拉菜单中 ProjectOpen，打开“exp07_cpu2 exp07.pjt” ，双击“Source” ，可查看源程序。在 FileLoad Program 菜单下加载 exp07_cpu2debug 目录下的 e
23、xp07.out 文件。6、单击“Run”运行程序一次，然后取消运行。7、在 ViewGraphTime/Frequency 打开一个图形观察窗口，以观察程序产生的波形。设置观察窗口参数，起始地址为 data_buff，长度为 256，16 位整型；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 产生的正弦波图形如下：8、 然后单击“Run”全速运行程序。用示波器检测“D/A 转换单元的的 2 号孔 “输出 1”输出一个正弦波；关闭所有窗口，本实验完毕。四、实验说明本实验通过 DSP 产生一个正弦波，然后再将这个正弦波的数据，按一定周期通过数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 D/A 发送出去。
24、在 2 号孔接口“输出 1”输出一个连续的正弦波，正弦波的频率和辐值可以通过程序设定。AD7303 是单极性 8 位串口 DA，所以生成的正弦波数据要换算到 AD7303 的数据范围。针对此程序的换算公式为：DATA=(1sin )*255/2 ，而且根据 AD7303 要求的数据格式，还要对换算后的数据作相应的变换才能最终通过 SPI 口发送给 AD7303。AD7303 的接口时序：数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实验八 语音处理实验 4一、实验目的1 熟悉 TLV320AIC23 的接口和使用；2 熟悉 McBSP 多通道缓冲串口配置为 SPI 模式的通信的应用；3 掌握一个完
25、整的语音输入、输出通道的设计；4 了解语音信号的采集、回放及滤波处理。二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱、DSP 仿真器、音频对录线、音频信号源。三、实验步骤与内容1 利用自备的音频信号源，或把计算机当成音源,从实验箱的“语音单元”的音频接口“麦克输入”输入音频信号，进行 AD 采集。2 语音处理算法；3 DA 输出音频信号；（可以用示波器观察，也可以经过语音放大电路驱动板载扬声器）实现语音信号的回放；4 具体的硬件接口连线参见样例程序实验操作说明；5 开关 K9 拨到左边，即仿真器选择连接左边的 CPU：CPU1；运行 CCS 软件，加载示范程序，运行程序，扬声器有声音输出；
26、6 写实验报告。7 样例程序实验操作说明1）实验前准备“语音接口 ”模块小板的拨码开关设置：SW1 拨码开关：状态 备 注1 ON2 OFF3 ON4 ONSW2 拨码开关：状态 备 注1 ON数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 2 ON3 ON4 OFF 底板拨码开关的设置：拨码开关 S6：状态 备 注1 ON，右声道开； 2 ON，左声道开；用音频对录线，连接实验箱的“语音单元”的音频接口“麦克输入”接口和外部音源输入接口；2）实验实验 A：语音采集与回放实验启动 CCS 2.0,打开“exp08_cpu1useraudio01”中的“useraudio01.pjt” 工程文件；双击
27、 “useraudio01.pjt” 及“Source”可查看各源程序；并加载“exp08_cpu1useraudio01debug”中的 useraudio01.out；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 打开音频源，输出音频，单击“Run”运行程序，或按 F5 运行程序；通过板载喇叭，可听到连续音频信号，调节“右声道调节”和“左声道调节”旋钮，输出音频信号大小变化。在图示 I=0 处设置断点：数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 在 ViewGraphTime/Frequency 打开一个图形观察窗口，以观察程序采集到的左右声道的声音波形，设置观察窗口参数，起始地址为 reada
28、udio1 和readaudio2，长度为 256，16 位整型；采集到的声音波形如下：实验说明：该实验完成模拟音频信号的数字化采集、A/D 及 D/A 转换和回放。数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 单击“Halt”暂停程序运行，选择“Close”关闭“useraudio01.pjt”工程文件，关闭各程序显示窗口；实验 B:重低音处理实验启动 CCS 2.0；打开“ super_bass super_bass”文件夹中的“useraudio.pjt” 工程文件；双击 “useraudio.pjt” 及“source”可查看各源程序；并加载“S useraudio.out”下载文件；打开
29、音频源，输入音频信号，建议输入随程序附带的“东邪西毒”MP3，单击“Run”运行程序，或按 F5 运行程序；程序中对左声道的输入信号做了“低音滤波” ，右声道不做处理直接输出，调节左右声道调节旋钮，比较“低音滤波”声音和原始输入声音的区别，在 mode = 1 时，小号声音被滤掉，主要输出为鼓的低音 mode = 2 时，与 mode = 0 时比较，低音有明显加强。在图示 J=0 处设置断点：在 ViewGraphTime/Frequency 打开一个图形观察窗口，以观察程序采集到的左声道的原始声音波形和滤波后的波形，设置观察窗口参数，起始地址为 in 和out，长度为 256，16 位整型
30、；数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 采集到的声音波形如下：实验说明：程序中 mode 的说明数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 A、 mode = 0 时，直通；输入与输出相同；B 、 mode = 1 时，低音滤波，输出为输入信号的低音部分C 、 mode = 2 时，对输入信号做低音加重处理，请注意与 mode = 0 时输出结果比较建议采用耳机或音箱监听处理结果。原因：实验箱自带喇叭的音频动态范围过窄。由于程序主要完成低音加重处理，建议选用低音丰富的乐曲或歌曲作为音源进行处理。实验时，输入及输出音量应视情况做适当调整，以避免溢出。数字信号处理 EXPIV 型教学实验系统 实
31、验九 键盘接口及七段数码管显示实验一、实验目的1了解串行口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片HD7279A的基本原理；2学习用 TMS320C54XDSP 芯片控制芯片 HD7279A 键盘和 LED 的基本方法和步骤；二、实验设备计算机，CCS 2.0 版软件，DSP 仿真器，实验箱。三、HD7279A 芯片简介该芯片是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管或（64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。此外，还具有
32、多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。HD7279A具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。四、实验步骤和内容1 开关 K9 拨到右边，即仿真器选择连接右边的 CPU：CPU2；正确完成计算机、DSP 仿真器和实验箱的连接后，系统上电；2. 启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开 exp09_cpu2/目录下的“exp09.pjt”工程文件；双击“exp09.pjt”及“source”可查看各源程序；并加载“debug”目录下的 “exp09.out” ；3 单击”run”运行程序或按 F5 运行程序，然后观察结果：可以看到 LED 全部点亮( 包括小数点) 闪烁，然后 LED13、LED14 显示出0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A 、b、C、d 、E、F，并逐渐左移，然后 LED 全部熄灭，此时按键盘上的按键，便可在最右边一位 LED 上显示出按键对应的键值，
