2014稿-DSP技术及应用实验指导书

-0-《DSP技术及应用》实验指导书适用专业：电子信息工程金陵科技学院-1-实验1CCS使用入门实验序号：1实验名称：CCS使用入门适用专业：电子信息工程学时数：4学时一、实验目的（1）熟悉DSP集成开发环境CCS的界面（2）掌握CCS设计平台的常用功能（3）掌握用CCS设计并调试DSP程序的流程二、实验要求（1）注意掌握CCS开发DSP应用程序的步骤；（2）理解提供的汇编语言源程序的功能。（3）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；（4）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；（5）实验后按实验报告规范要求给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境PIII计算机，装有CCS2.2或更高版本软件、DSP实验箱（包括仿真器）四、实验步骤及内容（一）教师演示讲解CCS的使用1、介绍SEED-DTKDSP实验箱的概况，演示DSP实验箱与PC机的连接方法。2、介绍CCS软件的界面与菜单。3、演示CCS调试程序的一般过程，讲解CCS常用功能。设计概念性规划编程和编译创建工程文件、编写源程序和配置文件调试语法检查、探测点设置和日志保存等分析实时调试、统计和跟踪（二）让学生按照步骤进行操作1、操作步骤如下：以参考程序TestXF.ASM为例，将SEED-DTK实验箱通过XDS510仿真器与PC机相连，并显示正常连接后，开始练习CCS调试过程：（1）单击CCSSETUP图标，设置为硬件仿真模式，即C5416XDS510EMULATOR。（2）创建一个新工程：Project菜单中选择New命令，在弹出的对话框中填入工程名、存放路径与目标CPU型号，本实验选择C54X。（3）新建文件，输入参考程序如下：-2-.mmregs.def_c_int00.text_c_int00:;程序入口SSBXXF;XF置1CALLDelay;调用延时程序RSBXXF;XF清0CALLDelay;调用延时程序B_c_int00;跳转到程序开头循环执行***************************************************************延时子程序：Delay，已知DSP系统初始工作频率为32MHz或160MHz*用两级减一计数器来延时。调整AR1和AR2的大小LED闪烁的频率不同**************************************************************Delay:STM#999,AR1;循环次数1000LOOP1:STM#4999,AR2;循环次数5000LOOP2:BANZLOOP2,*AR2-;如果AR2不等于0，AR2减1，再判断BANZLOOP1,*AR1-;如果AR1不等于0，AR1减1,跳转到LOOP1RET.end（4）保存该文件为TestXF.asm；（5）输入并保存链接命令文件TestXF.CMD，参考内容如下：MEMORY{page0:PRAM:org=0100hlen=0F00h/*定义程序存贮区，起始0100H，长度0F00H*/}SECTIONS{.text:PRAMpage0/*将.text段映射到page0的param区*/}（6）向工程中添加文件：在Project菜单中单击AddFilestoProject，在弹出的的目录中选择待加入的文件TestXF.asm、TestXF.cmd。（7）练习从工程中删除一个文件。（8）汇编、链接程序：执行菜单Project/RebuildAll对源程序进行编译，最后将产生一个TestXF.out文件。（9）加载程序：执行File/LoadProgram，选择TestXF.out并打开，即可将可执行文件加载到DSP仿真器中，此时CCS将自动打开一个反汇编窗口。该窗口中的黄色小箭头表示当前PC指向的代码行。（10）执行菜单VIEW/Register/CPURegister命令，打开观察窗口观察以便观察CPU类各寄存器的值。（11）运行程序：执行Debug/Run，观察SEED-DTK实验箱的D3，应有闪烁现象，适当修改程序，该LED闪烁的频率将有所变化。XF引脚LEDD3的连接图如图所示。-3-（12）程序编译过程中若有错误，根据CCS给出的错误提示进行修改。例如，本程序中若将.def_c_int00伪指令删除，则CCS将提示符号_c_int00未定义。要求学生尝试修改其他内容，如CMD文件，观察有可能发生的错误现象。（三）根据学生的实验情况适当增加其他程序调试方法的讲解。五、实验注意事项实验过程中注意爱护设备，实验完毕要按正常操作关闭设备。六、讨论、思考题1．TestXF.asm程序里延迟子程序的延迟时间怎样确定的？D3闪烁频率是怎样确定？。2．观察并思考调试过程中单步执行命令stepover、stepinto、stepout、runtocursor的不同功能。2．打开其他示例程序并调试通过，在有关窗口中显示正确运行结果。-4-实验二汇编语言程序设计与调试实验序号：2实验名称：汇编语言程序设计与调试适用专业：电子信息工程学时数：4学时一、实验目的（1）熟悉C54x系列DSP芯片的汇编语言指令。（2）掌握用汇编语言设计程序的方法。（3）熟悉用CCS调试程序的过程。二、实验要求（1）输入提供的汇编语言参考程序,用CCS对其进行调试;（2）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；（3）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；（4）实验后给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境至少PIII计算机，装有ccs2.2（或ccs3.1）软件四、实验步骤及内容（一）教师简单回顾所需知识并演示一个程序的输入调试过程。1．简单回顾常用汇编伪指令的含义。2．回顾CCS的操作步骤3．以一个实现连加的汇编程序为例（PPT的316页），重点演示该汇编程序的调试过程。（1）该汇编程序的参考内容如下：.title“exam2.asm”.mmregs.bssx,5.bssy,1.textStm#x,ar1Stm#4,ar451iixy计算-5-Ld#0,aLoop:Add*ar1+,aBanzloop,*ar4-Stla,@y.end（2）参考CMD文件：MEMORY{page0:PRAM:org=1000hlen=0F00h/*定义程序存贮区，起始0100H，长度0F00H*/page1:DRAM:org=1000h,len=100h/*定义数据存贮区，起始1000H，长度0100H*/}SECTIONS{.text:PRAMpage0/*将.text段映射到page0的PRAM区*/.bss:DRAMpage1/*将.bss段映射到page1的DRAM区*/}（3）运行该程序，但发现无法正确运行，从存储器的安排角度去解决这个问题。（4）存储器安排问题解决后，再次运行程序，但在y单元未观察到运行结果，要求改写代码，使得在y单元获得正确的计算结果（提示：从直接寻址的规律角度思考）。（5）CCS中存储器的观察方法选择VIEW/memory，打开窗口，在其中Address中输入要观察的x单元地址，被选择观察Datamemory，即可打开指定单元起始的DM进行观察。要修改某单元内容，只需双击即可修改。-6-（二）学生按照设计选题编写简单程序1、设计并调试汇编程序实现连续乘加功能（PPT的325页）511122...55iiiyaxaxaxax。2、学生自行编写其他汇编程序并调试直至满足功能要求如：（1）编写一段程序，对数组进行初始化，使x[5]={0，0，0，0，0}（PPT的316页）（2）编写一段程序，对数组进行初始化，使x[5]={0，1，2，3，4}（读懂PPT325页的程序，自己编写）（3）编写一段程序，首先对数组x[20]赋值，再将数据存储器中的数组x[20]复制到数组y[20]。（PPT的278页）（三）学生在参考程序中添加两行代码：STLA，AR1LD*AR1+，T按调试过程对其进行调试，观察CCS给出的警告提示，并思考为什么会有这种警告以及怎样消除之。（四）记录调试过程中出现的问题、解决的思路及解决的办法。五、讨论思考题1、DSP汇编程序中流水线冲突的解决有哪些规律？2、怎样比较实现同一功能的两个程序所用的算法的优劣？-7-实验三使用探测点与文件I/O实验序号：3实验名称：使用探测点与文件I/O适用专业：电子信息工程学时数：4学时一、实验目的（1）掌握用CCS设计并调试DSP程序的流程。（2）掌握探测点与文件I/O的使用方法。（3）掌握从文件读入数据到内存的方法。（4）掌握CCS波形或图像输入输出的步骤。二、实验要求（1）注意掌握CCS开发DSP应用程序的步骤；（2）输入提供的C语言参考程序,用CCS对其进行调试;（3）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；（4）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；（5）实验后按实验报告规范要求给出本实验的实验报告。三、实验设备、环境PIII计算机，装有ccs2.2或更高版本软件四、实验步骤及内容（一）教师讲解演示CCS探测点与文件I/O的使用过程1、探测点即探针断点(ProbePoint)的原理探针可以从PC机的文件中读取数据，它是开发算法的一个有效工具。其作用概括为：（1）将来自PC主机文件的输入数据传送到目标系统的缓存器中供算法使用。（2）将来自目标系统缓存器中的输出数据传送到PC主机的文件中供分析。（3）用数据更新窗口，如图形窗口。2、演示通过探测点实现数据输入并查看图形的步骤。（二）让学生按照演示步骤练习有关操作。练习使用探测点与文件I/O，操作步骤：1.创建工程，并加入C语言程序volume.c及其相应的命令链接文件volume.cmd、头文件、库文件、中断向量表等文件。点击工具栏按钮或选择Project→RebuildAll。2.选择File→LodeProgram并选取volume.out，然后点击Open。3.在ProjectView窗口中，双击volume.c文件。-8-4.将光标置于主函数中的dataIO()这一行上。DataIO函数起占位符作用。现在，它是一个很好的与探针断点相连接的地方，以便于从PC机文件输入数据。5.点击工具栏按钮（ToggleProbePoint），则光标所在行变为兰色高亮。6.选择File→FileI/O,在FileI/O对话窗中可选择输入和输出文件。7.在FileInput栏中，点击AddFile。8.选择sine.dat文件。注意：在文件类型框中可以选择数据格式，sine.dat文件包含正弦波形的16进制值。9.点击Open，将该文件添加到FileI/O对话框的列表上，接着出现sine.dat文件控制窗口（CCS窗口可以覆盖它）。在运行程序时，可用这个窗口开始、停止、重复、或快速前进来控制数据文件。10.在FileI/O对话框中，将Address修改为inp_buffer，Length修改为100，选中WrapAround。11.点击AddProbePoint，选择将dataio（）行的探针对指定数据文件连接：点击Connect栏尾处的下箭头，在其下拉菜单中选择sine.dat文件；点击Replace。ProbePoint列表将显示探测点已连接到sine.dat文件；点击“确定”。FileI/O对话框则显示文件现已被连接到探测点。12.在FileI/O对话框，点击“确定”。13.点击按钮，在dataio（）行增加一断点，点击动态运行按钮。14．选择View→Graph→Time/Frequency。-9-15．在弹出的GraphPropertyDialog对话窗中，将GraphTitle，StartAddress，AcquisitionBufferSize，DisplayDataS