1、DSP原理及其应用技术课程设计报告DSP原理及其应用技术课程设计姓 名 :班 级：电技 09-1 班学 号：学 院：自动化学院指导教师：第一章、设计的目的和意义 3页第二章、CCS软件概述 3页2.1 CCS软件安装 3页22 CCS软件设置 3页2.3CCS软件启动 5页2.4CCS软件退出 6页2.5CCS软件应用 7页第三章、基于DSP原理及应用的课程设计题目选择 7页3.1基于DSP的定时器的系统设计 7页3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计 7页3.3基于DSP5000的电机控制方案设计 7页第四章、设计原理概述 7页4.1基本原理概述 7页4.2基于DSP的定
2、时器的系统设计原理 7页4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计原理 8页4.4基于DSP5000的电机控制方案设计原理 9页第五章、程序设计流程图 9页5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图 9页5.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计流程图 10页5.3基于DSP5000的电机控制方案设计流程图 11页第六章、主要工程文件程序代码 12页6.1基于DSP的定时器的系统设计主要工程文件代码 12页6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计主要工程文件代码 14页6.3基于DSP5000的电机控制方案设计主要工程文件代码 18页第七章、设计
3、结果分析 18页7.1基于DSP的定时器的系统设计结果分析 18页7.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计结果分析 18页7.3基于DSP5000的电机控制方案结果分析 19页第八章、参考资料及实验设备 19 页第九章、课程设计心得 20页第一章、课程设计的目的一、课程设计的目的：(1)掌握如何使用DSP仿真平台；掌握 DSP内部结构和工作原理；熟悉 DSP的指令系统；熟悉用 DSP实 现各种基本算法。(2)熟悉 VC5509A 的定时器；掌握 VC5509A 定时器的控制方法；掌握 VC5509A 的中断结构和对中断的处 理流程；学会 C 语言中断程序设计，以及运用中断程序
4、控制程序流程。(3)掌握用窗函数法设计 FIR 数字滤波器的原理和方法；熟悉线性相位 FIR 数字滤波器特性；了解各 种窗函数对滤波器特性的影响。(4)了解 ICETEK-VC5509-A 板上语音 codec 芯片 TLV320AIC23 的设计和程序控制原理；了解数字回声产生原理、编程及其参数选择、控制；熟悉 VC5509DSP扩展存储器的编程使用方法。第二章、CCS软件概述2.1.CCS 软件安装1 CCS 软件安装在硬盘上建立一个临时目录，如： c:install 。将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。打开教学光盘的“ CCS 开发软件”目录，用鼠标右键单击文件 ccs5000
5、.exe打开第步建立的临时文件夹，双击其中的“ Setup.exe ，进入安装程序。选择“ Code Composer Studio ”，按照安装提示进行安装，并重新启动计算机。安装完毕，桌面上出现两个新的图标 .清空在第步建立的临时文件夹。按照第步的方法，安装“ CCS开发软件”目录中的压缩文件2安装 DSP 通用仿真器：仿真器的Windows驱动程序；仿真器在 CCS环境中的驱动程序。3.安装实验程序：将教学光盘上的“软件测试程序”目录中的“ ICETEK-VC5509-EDULab子目录复制到 上，并将目录中所有文件 (包含子目录中的文件 )的只读属性去除。4安装初始化仿真器程序将“ C
6、:ICETEK-VC5509-EDULab目录下的“ ICETEKEMUReset.bat” 复制至U “ c:ticcbin ”目录。将“C:ICETEK-VC5509-EDULab” 目录下的“ icetek.cfg ”复制到“ c:ticcbinBrdDat ”目录。用鼠标右 键单击“ C:ICETEK-VC5509-EDULab”目录下的“初始化ICETEK-5100 USB2.0仿真器”文件名，选择“发送 到” - “桌面快捷方式”。2.2.CCS 软件设置1. 设置CCS工作在软件仿真环境,CCS可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在 PC机内存中构造一个虚拟的DSP环境，可以调
7、试、运行程序。但一般软件无法构造 DSP中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件的算法和进行效率分析等。在使用软件仿真方式工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件2.双击桌面上图标：进入 CCS设置窗口。3.在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：InnDort 匚onfraurfltianCmfLiral:iG3k HaeriihtioniSirmilb.t4E CS&x CPU Rtv 2. 1 Cere This giva-s fas:x. pcESLbl irftsul t but fi ji1itl4 f t ct s o tha CPU u2 n. lc tn J me tuts. ms.
8、-true L ctls -ir c. ere ccuA c. J. 3Xhe aTale接着在下面出现的窗口中选择“否 （N） ”。此时CCS已经被设置成Simulator方式（软件仿真TMS320VC5509器件的方式），如果一直使用这一方式就不需要重新进行以上设置操作了。4.设置CCS通过ICETEK-5100USB仿真器连接ICETEK-VC5509-A硬件环境进行软件调试和开发：双击桌面上图标：进入 CCS设置窗口。在岀现的窗口中按标号顺序进行如下设置:aur b.i i is 呻 ”!cr p 11 dn rie TH53ZiDiC55?f CFU 1 Z. -iLnteted v
9、i. aan fSB set to- TJ0 For 1 t1z- f接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择:rarlE* Cnrrtapficp-F lntiJclKa在岀现的窗口中按标号顺序进行如下设置:fl PraEcHtifec eEtaQT恵 Vr :E.i riLTUii t-aj- iJELCO第击此 Mt* E 片单击先 MJ.睡 wF i n i *3 K在岀现的窗口中按标号顺序进行如下设置:以上设置完成后，CCS已经被设置成Emulator的方式（用仿真器连接硬件板卡的方式 ），并且指定通过 ICETEK-5100USB仿真器连接ICETEK-VC5509-A评估板。如果
10、您需要一直使用这一方式就不需要重新进行以 上设置操作了。2.3. CCS软件启动1 .启动Simulator 方式：双击桌面上图标：2.启动Emulator 方式：首先将实验箱电源关闭。连接实验箱的外接电源线。 检查ICETEK-5100USB仿真器的黑色JTAG插头是否正确连接到ICETEK-VC5509-A板的J1插头上。注： 仿真器的插头中有一个孔加入了封针，与 J1插头上的缺针位置应重合，保证不会插错。 检查是否已经用电源连接线连接了 ICETEK-VC5509-A板上的P0W1插座和实验箱底板上+5V电源插座。检查其他连线是否符合实验要求。检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求
11、。 打开实验箱上电源开关（位于实验箱底板左上角），注意开关边上红色指示灯点亮。 ICETEK-VC5509-A板 上指示灯D5和D6点亮。如果打开了 ICETEK-CTR的电源开关，ICETEK-CTR板上指示灯L1、L2和L3点亮。 如果打开了信号源电源开关，相应开关边的指示灯点亮。 用实验箱附带的USB信号线连接ICETEK-5100USB仿真器和PC机后面的USB插座，注意ICETEK-5100USB 5仿真器上指示灯Power和Run灯点亮。表示初始化成功，按一下空格键进入下一步操作。双击桌面上仿真器初始化图标如果出现下面提示窗口,如果窗口中没有岀现“按任意键继续”，请关闭窗口，关闭实
12、验箱电源，再将 USE电缆从仿真器上拔岀,返回第步重试。如果窗口中出现“ The adapter returned an error. ，并提示“按任意键继续”，表示初始化失败。 双击桌面上图标：启动 CCS2.21。如果进入CCS提示错误，先选“ Abort ”，然后用“初始化ICETEK-5100 USB2.0仿真器”初始化仿真器， 如提示出错，可多做几次。如仍然出错，拔掉仿真器上 USB接头（白色方形），按一下ICETEK-VC5509-A板上S1复位按钮，连接USB接头，再做“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”。2.4. CCS软件退出2.5. CCS软件应用1. 可创建
13、工程：通过 Code Composer Studio 2.21 创建工程，完成系统的软件开发和调试。2.可编辑修改工程中的文件：可查看工程文件，查看源文件，编辑修改源文件，修改工程文件的设置。3可实现基本调试功能：设置软件调试断点，利用断点调试程序。4.可使用观察窗口：在观察窗口中双击变量，则可以在这个窗口中改变变量的5可使用文件输入/输岀：从PC机上加载数据到DSP上，用于利用已知的数据流测试算法。6可使用图形功能：使用 CCS的图形功能检验结果第三章、基于DSP原理及应用的课程设计题目3.1基于DSP的定时器的系统设计3.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计3.3基于DS
14、P5000的电机控制方案设计第四章、设计原理概述4.1基本原理概述一、 数字信号处理的基本理论，包括信号处理系统的概念、离散时间信号处理系统的基本分析方法、连续 时间系统的离散化处理等。二、 利用科学计算软件 MATLAB帮助求解数字信号理论的内容。三、 DSP器件的基本理论，包括器件的结构（总线、 CPU寄存器、存储器等）和工作原理，器件中片内外部设备（定时器、计数器、串行 I/O接口等）的工作原理，器件的代数指令系统等。四、 DSP仿真开发技术基本理论。4.2基于DSP的定时器的系统设计原理1 .通用定时器介绍及其控制方法（详见 spru595b.pdf ）:TMS320VC5509A内部
15、有两个 20位通用定时器（GR :*每个通用定时器包括：-1 个16位的减计数的计数器 TIM;-1个16位的定时器周期寄存器 PRD-1 个16位的定时器控制寄存器 TCR-1 个16位的定时器预定标寄存器 PSCRPSCR寄存器说明：15 10 9 6 5 4 3 0Resene dPSCReservedTDDRPSC:4位的预定标值，与TIM共同组成20位的定时计数器；TDDR预定标周期寄存器（在需要时重装入PSC的值）；TCR寄存器说明（详见 spru595b.pdf ）;2.中断响应过程（详见 spru595b.pdf ）:外设事件要引起 CPU中断，必须保证：IER中相应使能位被使
16、能，IFR相应中断也被使能。在软件中, 当设置好相应中断标志后，开中断，进入等待中断发生的状态；外设（如定时器）中断发生时，首先跳转 到相应中断高级的服务程序中（如：定时器 1会引起TINT中断），程序在进行服务操作之后，应将本外设 的中断标志位清除以便能继续中断，然后返回。 3中断程序设计：- 程序中应包含中断向量表， VC5509A 默认向量表从程序区 0 地址开始存放，根据 IPVD 和 IPVH 的值确定 向量表的实际地址。- 注意观察程序中 INTR_init() 函数的定义部分，其中 IPVD 和 IPVH 的值都为 0x0d0 ；同时观察配置文件 ICETEK-VC5509-A.
17、cmd 中的 VECT 段描述中 o=0x0d000。- 向量表中每项为 8 个字， 存放一个跳转指令， 跳转指令中的地址为相应服务程序入口地址。 第一个向量表 的首项为复位向量，即 CPU 复位操作完成后自动进入执行的程序入口。-服务程序在服务操作完成后，清除相应中断标志，返回，完成一次中断服务。4.3基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计原理1有限冲激响应数字滤波器的基础理论。2模拟滤波器原理(巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器) 。3数字滤波器系数的确定方法。4根据要求设计低通 FIR 滤波器。要求：通带边缘频率 10kHz，阻带边缘频率22kHz,阻
18、带衰减75dB,采样频率50kHz。设计：-过渡带宽度 =阻带边缘频率 -通带边缘频率 =22-10=12kHz-采样频率：f1=通带边缘频率 +(过渡带宽度)/2=10000+12000/2=16kHz ; Q 1=2 n f1/fs=0.64 n-理想低通滤波器响应： h1n=sin(n Q 1)/n/ n =sin(0.64 n n)/n/ n-根据要求，选择布莱克曼窗，窗函数长度为： N=5.98fs/ 过渡带宽度 =5.98*50/12=24.9-选择 N=25,窗函数为： wn=0.42+0.5cos(2 n n/24)+0.8cos(4 n n/24)-滤波脉冲响应为：hn=h1
19、nwn |n| 12-根据上面计算,各式计算出 hn ,然后将脉冲响应值移位为因果序列。-完成的滤波器的差分方程为： yn=-0.001xn-2-0.002xn-3-0.002xn-4+0.01xn-5-0.009xn-6-0.018xn-7-0.049xn-8-0.0 2xn-9+0.11xn-10+0.28xn-11+0.64xn-12+0.28xn-13-0.11xn-14-0.02xn-15+0.049xn-16 -0.018xn-17-0.009xn-18+0.01xn-19-0.002xn-20-0.002xn-21+0.001xn-224.4基于DSP5000的电机控制方案设计原
20、理对 PWM 控制直流电机的原理及构成的分析,设计一个采用数字信号处理器 DSP5000 系列结合 L298N 直流电机驱动器实现对电机的控制器。控制系统的功能为：根据键盘设定的 电机转速和方向,自动控制电机的转速和正反转,实现电机转速的跟踪,显示,实现电机的 手动控制,点动控制,正反转控制。第五章、程序设计流程图5.1基于DSP的定时器的系统设计流程图中断服务开始改变指示灯状态I中断服务结東5.2基于DSP500C系列的有限冲击响应滤波器的系统设计流程图开始初始化丁作变届调川波形发主子 程序产生混栓的 波形（鳥频+低频）调用FIR滤波子程序计算当前输岀5.3基于DSP5OO0勺电机控制方案设
21、计流程图Ifhll 】IEDJ A十VSEM BQUTISENSEAOLTZSEDMSEBOLFTJ；CNIOVT4EN3-GM J10JP7O2 OSPOJP7O3SPEEDPWTf W2 t：L-2 kcvlJR7OS150 ll一_* * !*! - -11!To M 一11*1-La命反馈信号调理电路系统功能初始化模块模块化分PWM模块控制模块联合测试 DARAM.vectors: VECT.trcinit: DARAM.gblinit: DARAMfrt: DARAM.cinit: DARAM.pinit: DARAM.sysinit: DARAM.bss: DARAM2.far:
22、DARAM2.const: DARAM.switch: DARAM.sysmem: DARAM.cio: DARAM.MEM$obj: DARAM.sysheap: DARAM.sysstack DARAM.stack: DARAM 6.2基于DSP5000系列的有限冲击响应滤波器的系统设计主要工程文件代码1、fir.c 工程文件内容#include myapp.h#include ICETEK-VC5509-EDU.h#include scancode.h#include #define FIRNUMBER 33#define SIGNAL1F 1000#define SIGNAL2F 45
23、00#define SAMPLEF 10000#define PI 3.1415926float InputWave();float FIR();floatfHnFIRNUMBER=0.002494178517912,0.0006805543241302,-0.003870283836164,-0.008165619507879,-0.007330172880412, 0.00129585175512, 0.01413105008236, 0.02142970494199,0.01323933002194, -0.01165544117543, -0.04031755283788, -0.0494259832874,-0.01815518553849, 0.05691830045762, 0.1549724986511, 0.2382835156828,0.2709505092575, 0.2382835156828, 0.1549724986511, 0.05691830045762,-0.01815518553849, -0.0494259832874, -0.04031
