1、 成 績 評 定 表學生姓名王子豪班級學號1103030423專 業電子信息工程課程設計題目信號發生器（方波）評語組長簽字：成績日期 2015 年 1 月 日課程設計任務書學 院信息科學與工程學院專 業電子信息工程學生姓名王子豪班級學號1103030423課程設計題目信號發生器（方波）實踐教學要求與任務:基于Dsp的信號發生器設計：1、設計一個信號發生器（方波）。2、在XF引腳上輸出任意頻率的方波。工作計劃與進度安排:1、選題、查閱資料及編寫軟件程序（或硬件原理圖設計）。2、課內上機調試程序及仿真。3、課外上機調試程序及仿真。4、調試出結果、調試結果驗收并寫報告。5、修改報告及提交報告電子版（

2、修改之后）。6、正式提交報告（打印版）及參加第一次答辯。指導教師：2014 年 月 日專業負責人：2014年 月 日學院教學副院長：2014年 月 日目錄1 緒論11.1 設計背景11.2 設計目的21.3 設計任務22 設計過程32.1 設計原理32.2 XF引腳周期性變化32.3 子程序的調用43 程序代碼53.1 源程序53.2 SDRAM初始化程序73.3 方波程序連接命令文件94 調試仿真運行結果分析104.1 寄存器仿真結果104.2 模擬輸出仿真125.設計總結13參考文獻13沈陽理工大學DSP課程設計報告信號發生器（方波）1 緒論1.1 設計背景數字信號處理是20世紀60年代，

3、隨著信息學科和計算機學科的高速發展而 迅速發展起來的一門新興學科。它的重要性日益在各個領域的應用中表現出來。 其主要標志是兩項重大進展，即快速傅里葉變換(FFT)算法的提出和數字濾波器設計方法的完善。數字信號處理是把信號用數字或符號表示成序列，通過計算機或通用（專用）信號處理設備，用數值計算方法進行各種處理，達到提取有用信息便于應用的目的。例如：濾波、檢測、變換、增強、估計、識別、參數提取、頻譜分析等。 數字信號處理的目的是對真實世界的連續模擬信號進行測量或濾波。因此在進行數字信號處理之前需要將信號從模擬域轉換到數字域，這通常通過模數轉換器實現。而數字信號處理的輸

4、出經常也要變換到模擬域，這是通過數模轉換器實現的。數字信號處理的算法需要利用計算機或專用處理設備如數字信號處理器（DSP）和專用集成電路（ASIC）等。數字信號處理的研究方向應該更加廣泛、更加深入特別是對于譜分析的本質研究，對于非平穩和非高斯隨機信號的研究，對于多維信號處理的研究等，都具有廣闊前景。 數字信號處理技術發展很快、應用很廣、成果很多。多數科學和工程中遇到的是模擬信號。以前都是研究模擬信號處理的理論和實現。模擬信號處理缺點：難以做到高精度，受環境影響較大，可靠性差，且不靈活等。數字系統的優點：體積小、功耗低、精度高、可靠性高、靈活性大、易于大規模集成、可進行二維與多維處理。

5、隨著大規模集成電路以及數字計算機的飛速發展，加之從60年代末以來數字信號處理理論和技術的成熟和完善，用數字方法來處理信號，即數字信號處理，已逐漸取代模擬信號處理。 數字信號處理是利用計算機或專用處理設備，以數字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們所需要的信號形式。數字信號處理是將信號以數字方式表示并處理的理論和技術。數字信號處理與模擬信號處理是信號處理的子集。數字信號處理技術及設備具有靈活、精確、抗干擾強、設備尺寸小、造價低、速度快等突出優點，這些都是模擬信號處理技術與設備所無法比擬的。 數字信號處理（Digital Sig

6、nalProcessing，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。數字信號處理是圍繞著數字信號處理的理論、實現和應用等幾個方面發展起來的。數字信號處理在理論上的發展推動了數字信號處理應用的發展。反過來，數字信號處理的應用又促進了數字信號處理理論的提高。而數字信號處理的實現則是理論和應用之間的橋梁。數字信號處理是以眾多的學科為理論基礎的，它所涉及的范圍及其廣泛。例如，在數學領域，微積分、概率統計、隨機過程、數值分析等都是數字信號處理的基本工具，與網絡理論、信號與系統、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關。一些新興的學科，如人工智能、模式識別、神經網絡等，都與數字信號處

7、理密不可分。可以說，數字信號處理是把許多經典的理論體系作為自己的理論基礎，同時又使自己成為一系列新興學科的理論基礎。 長期以來，信號處理技術直用于轉換或產生模擬或數字信號。其中應用得最頻繁的領域就是信號的濾波。此外，從數字通信、語音、音頻和生物醫學信號處理到檢測儀器儀表和機器人技術等許多領域中，都廣泛地應用了數字信號處理（digital signal processing，DSP）技術。數字信號處理己經發展成為一項成熟的技術，并且在許多應用領域逐步代替了傳統的模擬信號處理系統。1.2 設計目的1通過課程設計加深對DSP軟件有關知識的學習與應用。2學習匯編語言并能熟

8、練掌握與應用。3了解定時中斷原理。1.3 設計任務 1. 設計一個信號發生器（方波）。2. 在XF引腳上輸出任意頻率的方波。2 設計過程2.1 設計原理作為本設計的核心器件，DSP芯片的運算能力要求比較高，同時又存在運算過程中大量數據交換的特點。方波信號發生器是信號中最常見的一種，它能輸出一個幅度可調、頻率可調的方波信號，在科學研究及生產實踐中均有著廣泛應用。目前，常用的信號發生器絕大部分是由模擬電路構成的，當這種模擬信號發生器用于低頻信號輸出往往需要的RC值很大，這樣不但參數準確度難以保證，而且體積大和功耗都很大，而由數字電路構成的低頻信號發生器，雖然其低頻性能好但體積較大，價格較貴，而本文

9、借助DSP運算速度高，系統集成度強的優勢設計的這種信號發生器，比以前的數字式信號發生器具有速度更快，且實現更加簡便。這里說明一下使用TI公司的DSP芯片TMS320C5502（以下簡稱5502）來產生方波信號的原理：由于產生一個方波信號需要有一個適合的定時器來重復產生一個與方波周期相同的計數周期，并用一個比較寄存器 來保持調制值，因此，比較寄存器的值應不斷與定時寄存器的值相比較，這樣，當兩個值相匹配時，就會在響應的輸出上產生一個轉換（從低到高或從高到低），從 而產生輸出脈沖，輸出的開啟（或關閉）時間與被調制的數值成正比，因此，改變調制數值，相關引腳上輸出的脈沖信號的寬度也將隨之改變。通過TMS

10、320C5502的 事件管理器模塊可以產生一定占空比的脈沖信號，而使用其中的通用定時器、全比較單元和單比較單元則均可發出脈沖，由DSP可輸出一系列等幅不等寬的波形信號，這些信號再經過外圍一系列調理電路的變換之后，便可以得到所需要方波信號了。事實上，在硬件上，DSP有兩個設計一樣的事件管理模塊（EVA/EVB），每一個事件管理模塊都有6個輸出口，故可輸出兩組方波，一般均可滿足通常的設計需要。2.2 XF引腳周期性變化最簡單的程序：DSP_XF1.asm 循環對XF位置1和清0，用示波器可以在XF腳檢測到電平高低周期性變化。.mmregs     

11、        ;預定義的寄存器.def    CodeStart   ;定義程序入口標記.text              ;程序區CodeStart:       ;程序入口BSET   XF     ;XF置1RPT   #999 

12、 ;重復執行1000次空指令產生延時NOPBCLR   XF     ;XF清0RPT    #999   ;重復執行1000次空指令產生延時NOP             B    CodeStart   ;跳轉到程序開頭循環執行 .end NOP指令執行時間為一個時鐘周期，設DSP工作頻率是50MHz，可以估算出X

13、F引腳電平的變化頻率約為：50M/2000=25kHz在沒有示波器的情況下，就要將這個程序稍作改進，增加延時，用一個延時子程序將XF腳電平變化頻率降到肉眼可分辨的程度，就可以用LED來顯示電平的變化。2.3 子程序的調用DSP_XF2.asm對DSP_XF1.asm稍作改進，用延時子程序設置較長的延時,可以用試驗板上的LED看到XF引腳電平的變化 .mmregs ;預定義的寄存器 .def CodeStart ;定義程序入口標記 .text ;程序區CodeStart: ;程序入口 BSET XF ;XF置1 CALL Delay ;調用延時程序 BCLR XF ;XF清0 CALL Dela

14、y ;調用延時程序 B CodeStart ;跳轉到程序開頭循環執行;延時子程序：Delay;用兩級減一計數器來延時。調整AR1和AR2的大小LED閃爍的頻率不同Delay: MOV #999,*AR1 ;循環次數1000LOOP1: MOV #4999,*AR2 ;循環次數5000LOOP2: BCC LOOP2,*AR2- ;如果AR2不等于0，AR2減1，再判斷 BCC LOOP1,*AR1- ;如果AR1不等于0AR1減1,跳轉到LOOP1 RET .end3 程序代碼3.1 源程序;方波與程序清單timer.asm .mmregs .def _c_int00 .ref sdram_i

15、nittim0 .set 0x1000prd0 .set 0x1001tcr0 .set 0x1002prsc0 .set 0x1003sysr .set 0x07fdclkmd .set 0x1c00pdp_timer0 .set tim0/128STACK .usect ".stack", 200hSYSSTACK .usect ".sysstack",200h .bss a1, 1 .data .sect ".vectors"rsv: b _c_int00 nop .align 8nmi: .loop 8 nop .endloo

16、pint0: .loop 8 nop .endloopint2: .loop 8 nop .endlooptint0: b _Timer0 nop .align 8;主程序： .text_c_int00: amov #0,xdp amov #STACK+200h,xsp amov #SYSSTACK+200h,xssp bset intm mov #1,ivpd mov #1,ivph mov #10h,ier0 mov #10h,dbier0 mov #0,ier1 mov #0ffffh,ifr0 mov #0ffffh,ifr1 call sdram_init mov #pdp_time

17、r0,pdp mov #04f0h,port(tcr0) mov #0h,port(tim0) mov #0ffffh,port(prd0) mov #15h,port(prsc0) mov #0e0h,port(tcr0) bclr intm amov #a1, xdp mov #0,ac0 mov ac0, a1loop: Nop b loop _Timer0: mov a1, ac0 bcc Loop1, ac0=#1 b Loop2Loop1: bset xf mov #0, a1 b nextLoop2: bclr xf mov #1, a1Next: reti .end3.2 SD

18、RAM初始化程序 .def sdram_initebsr .set 0x6c00egcr .set 0x800emirst.set 0x801emibe .set 0x802 ce01 .set 0x803ce02 .set 0x804ce03 .set 0x805ce11 .set 0x806ce12 .set 0x807ce13 .set 0x808ce21 .set 0x809ce22 .set 0x80Ace23 .set 0x80Bce31 .set 0x80Cce32 .set 0x80Dce33 .set 0x80Esdc1 .set 0x80Fsdper .set 0x810s

19、dcnt .set 0x811init .set 0x812sdc2 .set 0x813sdram_pdp.set egcr/128 .textsdram_init: mov #0xa01,port(#ebsr) ;*ebsr = 0xa01 mov #sdram_pdp,pdp mov #0x220,port(egcr) ;*egcr = 0x220 mov #0x3000,port(ce01) ;*ce01 = 0X3000 mov #0x1fff,port(ce11) ;*ce11 = 0X1fff mov #0x1fff,port(ce21) ;*ce21 = 0x1fff mov

20、#0x1fff,port(ce31) ;*ce31 = 0x1fff mov #0x0,port(emirst);*emirst = 0 mov #0x5958,port(sdc1);*sdc1 = 0X5958 mov #0x38f,port(sdc2) ;*sdc2 = 0X38F mov #0x0,port(init);*init = 0 ret .end3.3 方波程序連接命令文件MEMORYPAGE 0:MMR: origin =00000000h, length = 00000c0h SPRAM: origin = 00000c0h, length = 0000040h VECS:

21、 origin = 0000100h,length = 0000100h DARAM0:origin = 0000200h,length = 0001E00h DARAM1:origin = 0002000h,length = 0002000h DARAM2:origin = 0004000h,length = 0002000h DARAM3:origin = 0006000h,length = 0002000hSECTIONS.vectors: >VECS PAGE 0.bss:>DARAM0 PAGE 0.stack:>DARAM1 PAGE 0.sysstack:>

22、;DARAM1 PAGE 0.text: >DARAM2 PAGE 0 .data: >DARAM3 PAGE 04 調試仿真運行結果分析所有程序經調試無誤，全部正常運行，根據定時器長度計算公式：Tt=T*(1+TDDR)*(1+PRD)，通過修改TDDR與PRD的值便可在XF引腳上輸出頻率任意頻率的方波。4.1 寄存器仿真結果在mov #0, a1設置斷點，當程序運行到此位置時XF位已被置為1。圖4.1 XF引腳輸出1在mov #1, a1設置斷點，當程序運行到此位置時XF位已被置為0。圖4.2 XF引腳輸出0 當程序再次運行到mov #0, a1斷點時，XF位又再一次被置為1。圖4.3 XF引腳再次輸出14.2 模擬輸出仿真打開CCS V3.1的ViewGraph Property Dialog菜單，打開圖形屬性對話框，在對話框中修改相應參數，如圖4.4所示。圖4.4 圖形顯示窗口設置菜單運行程序，在時域圖觀察視窗中的得到如圖4.5所示的波形圖。圖4