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基于DSP的数据采集设计专题河北工业大学赵智忠基于DSP的数据采集设计专题1DSP集成开发环境CCS3.3使用方法2基于DSP的数据采集实例1CCS集成开发环境简介1.1CCS安装及设置1.2CCS的窗口、菜单和工具条1.3CCS工程管理1.4CCS源文件管理概述•CCS工作在Windows操作系统下，类似于VC++的集成开发环境，采用图形接口界面，有编辑工具和工程管理工具。它将汇编器、链接器、C/C++编译器、建库工具等集成在一个统一的开发平台中。CCS所集成的代码调试工具具有各种调试功能，能对TMS320系列DSP进行指令级的仿真和可视化的实时数据分析。此外，还提供了丰富的输入/输出库函数和信号处理的库函数，极大地方便了TMS320系列DSP软件开发过程。•利用CCS的软件开发流程如图1.1所示。设计方案汇编原文件生成代码调试语法检查断点设置等分析实时调试统计跟踪1.1CCS安装及设置•1CCS3.3系统的安装•运行setup.exe应用程序，弹出一个安装界面，然后选择CodeComposerStudio项，就可以开始CCS2.0的安装，按照屏幕提示可完成系统的安装。当CCS软件安装在计算机上之后，将在显示器桌面上出现如图1.2所示的两个图标。•2.系统配置•为使CCSIDE能工作在不同的硬件或仿真目标上，必须首先为它配置相应的配置文件。具体步骤如下：•(1)双击桌面上的SetupCCS3.3图标，启动CCS设置。•(2)在弹出对话框中单击“Clear”按钮，清除以前定义的配置。•(3)从弹出的对话框中，单击“Yes”按钮，确认清除命令。•(4)从列出的可供选择的配置文件中，选择能与使用的目标系统相匹配的配置文件。•(5)单击加入系统配置按钮，将所选中的配置文件输入到CCS设置窗口当前正在创建的系统配置中，所选择的配置显示在设置窗的系统配置栏目的MySystem目录下，如图1.3所示。•(6)单击“FileSave(保存)”按钮，将配置保存在系统寄存器中。•(7)当完成CCS配置后，单击“Save&Quit”按钮，系统自动打开CCS3.33.系统启动•当CCS的设值完成之后，如果下次启动CCS所使用的模拟调试环境未变，可以直接双击桌面上的“CCStudiov3.3”来启动系统。1.2CCS的窗口、菜单和工具条1.CCS应用窗口一个典型的CCS集成开发环境窗口如图1.4所示，整个窗口由主菜单、工具条、工程窗口、编辑窗口、图形显示窗口、内存单元显示窗口和寄存器显示窗口等构成。•工程窗口用来组织用户的若干程序并由此构成一个项目，用户可以从工程列表中选中需要编辑和调试的特定程序。在源程序编辑窗口中，用户既可以编辑程序，又可以设置断点和探针，并调试程序。反汇编窗口可以帮助用户查看机器指令，查找错误。内存和寄存器显示窗口可以查看、编辑内存单元和寄存器。图形显示窗口可以根据用户需要显示数据。用户可以通过主菜单条目来管理各窗口。2.工具栏•CCS集成开发环境提供5种工具栏，以便执行各种菜单上相应的命令。这5种工具栏可在View菜单下选择是否显示。•(1)StandardToolbar(标准工具栏)，如图1.5所示，包括新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、取消、恢复、查找、打印和帮助等常用工具。•(2)ProjectToolbar(工程工具栏)，如图1.6所示，包括选择当前工程、编译文件、设置和移去断点、设置和移去ProbePoint等功能。•(3)EditToolbar，提供了一些常用的查找和设置标签命令，如图1.7所示。•(4)GELToolbar，提供了执行GEL函数的一种快捷方法，如图1.8所示。在工具栏左侧的文本输入框中键入GEL函数，再单击右侧的执行按钮即可执行相应的函数。如果不使用GEL工具栏，也可以使用Edit菜单下的EditCommandLine命令执行GEL函数。•(5)ASM/SourceSteppingToolbar，提供了单步调试C或汇编源程序的方法，如图1.9所示。•(6)TargetControlToolbar，提供了目标程序控制的一些工具，如图1.10所示。•(7)DebugWindowToolbar，提供了调试窗口工具，如图1.11所示。1.3CCS工程管理•1.工程的创建、打开和关闭•(1)创建一个工程•选择“Project→New(工程→新工程)”，如图1.12所示，在Project栏中输入工程名字，其他栏目可根据习惯设置。工程文件的扩展名是*.pjt。若要创建多个工程，每个工程的文件名必须是唯一的。但可以同时打开多个工程。(2)打开已有的工程•选择“ProjectOpen(工程打开)”，弹出如图1.13所示工程打开对话框。双击需要打开的文件(*.pjt)即可。•(3)关闭工程•选择“ProjectClose(工程关闭)”，即可当前关闭工程。2.使用工程观察窗口•工程窗口图形显示工程的内容。当打开工程时，工程观察窗口自动打开如图1.14所示。要展开或压缩工程清单，单击工程文件夹、工程名(*.pjt)和各个文件夹上的“+/－”号即可。•3.加文件到工程•可按以下步骤将与该工程有关的源代码、目标文件、库文件等加入到工程清单中去。加文件到工程•(1)选择“Project→AddFilestoProject(工程→加文件到工程)”，出现AddFilestoProject对话框。•(2)在AddFilestoProject对话框，指定要加入的文件。如果文件不在当前目录中，浏览并找到该文件。•(3)单击“打开”按钮，将指定的文件加到工程中去。当文件加入时，工程观察窗口将自动的更新。从工程中删除文件•(1)按需要展开工程清单。•(2)右击要删除的文件名。•(3)从上下文菜单，选择“RemovefromProject(从工程中删除)”。•在操作过程中，注意文件扩展名，因为文件通过其扩展名来辨识1.4CCS源文件管理•1.创建新的源文件•可按照以下步骤创建新的源文件：•(1)选择“File→New→SourceFile(文件→新文件→源文件)”，将打开一个新的源文件编辑窗口。如下图1.15所示。••(2)在新的源代码编辑窗口输入代码。•(3)选择“File→Save(文件→保存)”或“File→SaveAs(文件→另存为)”，保存文件。•2.打开文件•可以在编辑窗口打开任何ASCII文件。•(1)选择“File→Open(文件→打开)”，将出现如图5.17所示打开文件对话框。•(2)在打开文件对话框中双击需要打开的文件，或者选择需要打开的文件，并单击“打开”按钮。3.保存文件•(1)单击编辑窗口，激活需要保存的文件。•(2)选择“File→Save(文件→保存)”，输入要求保存的文件名。•(3)在保存类型栏中，选择需要的文件类型，如图5.18所示。•(4)单击“保存”按钮。2基于DSP的数据采集设计实例•1.CCS3.3配置及相关驱动安装•2.建立一个AD数据采集工程1.1相关驱动安装•1.安装仿真器驱动程序•连接仿真器、DSP开发板，将仿真器经USB接口连上电脑之后系统提示“使用找到新硬件向导”，选择驱动文件“XDS510USBDriver”,完成之后系统提示新硬件可用。•2.安装仿真器的CCS驱动•找到驱动文件“XDS510CCSDriver”,运行，安装到CCS3.3软件所在的文件夹里面，具体如下图所示。1.2启动CCS前的设置•1.打开“SetupCCStudioV3.3”，在“AvailableFactoryBoards”下选择“F2812XDS510Emulator”•2.在“systemconfiguration”下的“F2812XDS510Emulator”右键选择“properties”，对其进项设置，具体设置如下图。•3.点击“SaveandQuit”完成芯片设置，系统自动启动CCS3.3操作界面。2.建立AD数据采集工程•2.1创建一个工程•(1)选择“Project→New(工程→新建)”，弹出工程建立对话框。•(2)在Project栏输入文件名adshujucaiji。工作目录是D:\ccstudio_v3.3\myprojects\，其他两项也选默认即可。•(3)单击完成按钮，将在工程窗口的Project下面创建adshujucaiji工程。2.2向工程中添加源文件•（1）将从ti官方网站上下载的源文件复制到D:\ccstudio_v3.3\•myprojects\adshujucaiji文件夹内。•（2）在“projects”下右键点击工程名“adshujucaiji”选择“addFiletoproject…”,将复制到文件夹“adshujucaiji”中的源文件全部加载进来。如下图所示。2.3程序编写•2.3.1程序编写思路•（1）一个DSP程序的构成。•一个完整的DSP程序主要由库文件，.c源文件，.h头文件以及.cmd连接命令文件组成。•（2）DSP程序的编写思路•一个DSP程序要完成设想的功能，需要完成系统初始化，所使用的外设的初始化，中断初始化，已经终端服务程序的编写。其中系统，外设初始化只需要对相应的寄存器进行设置即可以完成。中断服务程序根据我们所需要的处理算法进行编写。•（3）现在总结起来DSP2812其实可以分为以下几个部分：时钟（DSP工作的动力）、外设（DSP实现相应的功能都是有对应的外设来实现的）、中断和中断服务程序。只要把这四个部分弄懂了，DSP的使用应该就没多大问题。DSP的不同功能主要有对应的外设实现，实际上只要掌握了一种外设的使用方（寄存器、中断、时钟的设置）其他的都可以用同样的步骤使用。•首先将程序分成：系统初始化、所使用的外设的初始化、三级中断设置、中断服务程序、链接命令文件（.cmd文件）和头文件几个部分。在系统初始化程序中了解系统时钟、外设端口、看门狗的设置方法以及相关寄存器的使用，在外设初始化程序中，对应该外设的使用原理，了解“这个寄存器起什么作用，这样设置起什么作用”，掌握该外设设备（联想到所有的外设）初始化时必须设置的内容有哪些，需要特殊设施的寄存器有哪些。•之后了解外设级、PIE级和CPU级中断初始化、开中断、关中断的设置方法、顺序和原因。中断服务程序完成特殊的数据处理，按照自己的算法编写就可以，但要注意在所有的中断服务程序中都要对三级中断进行相应的设置，以保证中断服务程序能够连续不断地运行下去。在.CMD文件中完成对内部存储器外扩存储器的分配，了解相关指令的作用和使用方法。2.3.2程序工作流程•在进行软件设计之前，首先明确系统的工作流程，简单介绍如下：•（1）DSP上电，等待采集开始命令。•（2）使用事件管理器EVA的通用定时器周期中断来触发ADC的采集动作。•（3）进行数据的校正和融合处理。•（4）将融合后的数据经eCAN总线传送到上位机。•本系统使用EVA的通用定时器1的周期中断来触发AD的转换，当ADC完成SEQ1中定义的端口的数据采集转换时，触发中断，进入中断服务程序。DSPF2812的AD为12位精度，由于各种因素的影响，测量值存在误差，需进行校正。校正完成之后对该次测量获得的两个数值进行联合kalman滤波器数据融合，完成融合操作后将得到的数据存入eCAN总线的发送邮箱，将数据发送到上位机，一次操作完成。之后退出中断程序，等待下一次中断触发信号的到来。本系统就按照怎样的顺序完成真空度的数据采集、校正、融合和传输操作。整个软件系统可以分为如下几个部分：系统初始化，用来完成DSP寄存器的设置，各级中断的清零，系统时钟、外设时钟的设置，踢除看门狗、初始化AD、EVA等操作；终端服务程序的设置，用来完成采样结果的移位操作、校正，联合kalman滤波器数据融合以及eCAN总线的数据传输；链接命令文件的编写，由于使用了外扩存储器，为保证程序执行的速度，将程序空间分配到片内存储器，程序执行过程中产生的数据存储到片外存储器中。系统上电系统初始化检测开始？采样结果校正基于联合kalman滤波器器的数据融合采样完成eCAN通信上位机