DSP原理及應用實驗教學大綱目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u一、課程簡介227二、課程實驗教學的目的、任務與要求227三、實驗方式與基本要求227四、實驗項目設置228五、教材（講義、指導書）228六、實驗報告要求228七、考試(考核)方式228八、使用說明228《DSP原理及應用》課程實驗項目1230《DSP原理及應用》課程實驗項目2235《DSP原理及應用》課程實驗項目3239《DSP原理及應用》課程實驗項目4241

課程名稱：DSP原理及應用課程編號：056124英文名稱：DSPTechnology課程性質：非獨立設課課程屬性：專業基礎應開實驗學期：第6學期學時學分：課程總學時48實驗學時16課程總學分3實驗學分1實驗者類別：本科生適用專業：自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術、電子科學與技術、通信工程、計算機等專業的學生。先修課程：高等數學、線性代數、復變函數、概率論與數理統計、信號與系統、數字信號處理A、模擬電子技術、數字電子技術、微機原理等課程。一、課程簡介本課程是電子信息類學科的一門專業課，主要講授TMS320C54x系列芯片的體系結構、原理、指令系統、匯編語言開發工具及程序設計和集成開發環境CCS軟件的使用方法等內容。學生通過本課程的學習，能夠系統掌握數字信號處理器芯片的體系結構和基本原理，熟悉DSP芯片的開發工具和使用方法，掌握DSP系統的設計和應用系統的開發方法。二、課程實驗教學的目的、任務與要求本課程旨在培養學生實驗的目的是使學生在已經掌握數字信號處理基礎理論的前提下，通過使用TMS320C54x型號的實驗箱，理解DSP技術的硬件實現機理，了解DSP芯片的內部結構特點，DSP電路的開發流程，硬件電路組成，熟練掌握DSP的編程方法，常用算法的實現方法，工程的調試方法，仿真方法。培養學生的動手能力和獨立解決問題的能力。三、實驗方式與基本要求上機實驗，要求一人一機。四、實驗項目設置序號實驗編號實驗項目名稱實驗內容提要實驗時數實驗類型實驗類別實驗要求每組人數CCS操作實驗使學生熟悉CCS集成開發環境。數據的尋址方式熟悉DSP內部多種尋址方式。定時器使用實驗熟悉DSP內部定時器和中斷的使用方法。FIR濾波器實驗使用C54X匯編語言實現FIR濾波器。五、教材（講義、指導書）：《DSP原理及應用》，李利編，中國水利水電出版社，2006.參考書：《DSP技術原理及應用教程》，劉艷萍編，北京航空航天大學出版社，2005.六、實驗報告要求按照《山東工商學院實驗報告》格式書寫，要求寫出實驗程序、實驗結果，并對實驗現象進行解釋說明。七、考試(考核)方式每次實驗隨堂檢查，評定成績等級，分為優、良、及格、不及格四檔。八、使用說明根據學生實際情況可以適當調整。

附件：《DSP原理及應用》課程實驗項目1一、實驗項目名稱及實驗項目編號CCS操作實驗，1二、課程名稱及課程編號DSP原理及應用，055128三、實驗目的通過本實驗使學生熟悉CCS集成開發環境。實驗原理本實驗是根據CCS集成開發環境使用手冊來設計的。五、實驗內容啟動CCS集成開發環境。創建新工程（Project）,并且在工程中加入匯編語言文件（.ASM文件）和控制文件（.CMD文件）。對新建的工程進行編譯及鏈接，生成DSP可執行文件（.OUT文件）。4.加載程序，對生成的DSP可執行文件（.OUT文件）進行軟件仿真。要求：了解軟件仿真的操作過程，熟悉各窗口的操作。運行程序（包括單步執行）。檢查、修改CPU寄存器的內容。檢查、修改存儲器單元的內容。斷點的設置、檢查和撤銷。用觀察窗口檢查變量或存儲單元的內容。了解部分其他命令。六、實驗方法與步驟啟動CCS集成開發環境如果第一次使用CCS集成開發環境，而且拖動DSK板的話，需要在啟動PC機的時候，在BIOS里把PC機的并口模式設置成EPP模式，然后雙擊CCSsetup快捷方式，配置目標板為我們的仿真實驗板，保存設置后退出CCSsetup，隨即啟動CCS。當然，如果以前已經使用過了此集成開發環境，則這個配置過程可以省略。而直接雙擊快捷方式以啟動CCS。創建新工程打開CCS集成開發環境后，要創建新工程：Project→New,然后出現如下對話框：圖1-1創建工程在空白處鍵入所要創建的新工程的名稱，location一欄可以選擇新工程所在目錄。按“完成”鍵即創建了一個新的工程。一般情況下最好將新工程創建在CCS安裝目錄下的myprojects文件夾里。新的工程還需要配置各種文件，如.cmd文件.asm文件等。在新的工程里加入文件的方法如下：在工程窗口中右鍵點擊Projects，選擇OpenProject打開剛才新創建的工程，而后再右鍵點擊打開的工程，選擇AddFiles即可以選擇加入各種需要的文件。一般情況下，需要先將要加入的文件拷貝到和新創建的工程的同一個目錄下。編譯和連接工程在工程窗口中雙擊源文件，則編輯窗口顯示要編輯的源文件，點擊按鈕或者選擇Project→Compilefile即可編譯文件；源文件編譯通過后還要進行構建，方法是：點擊按鈕或選擇Project→Build；如果出現錯誤，可以根據提示信息在編譯窗口中修改編輯，然后再次編譯、構建，直到沒有錯誤為止。加載程序并進行軟件仿真程序編譯和連線都沒有錯誤后，下一步的工作就是加載程序以進行軟件仿真。方法是File→LoadProgram，然后選擇.OUT文件（可能在Debug目錄下也可能與Debug文件夾在同一目錄下），打開即加載成功。這樣的軟仿真的前序工作就基本上完成了。圖1-3給出了仿真中經常用的幾個窗口，編輯窗口中兩個窗口是源文件窗口和反匯編窗口，下面的兩個是觀察窗口和CPU寄存器窗口。其中觀察窗口可以用來觀察你想要看的各個寄存器的值，而且十進制、十六進制可選；CPU寄存器窗口用來觀察各個CPU寄存器的值在程序執行過程中的變化。加載.OUT文件后要運行程序可以從菜單中選擇Debug→Run、StepInto、StepOver、StepOut、RunFree,這樣就可以運行程序了，其中Run是直接運行程序但如果有斷點將停止運行；StepInto是單步執行；StepOver是跳過；RunFree是忽略斷點運行程序。圖1-2仿真的常用窗口常用窗口顯示方法為，反匯編窗口：View→Disassembly；觀察窗口：View→WatchWindows；CPU寄存器顯示：View→CPURegisters；在運行程序時大家應注意仔細觀察程序的運行位置和相關寄存器的值的變化，并核實是否和理論相一致。如果要檢查、修改某個寄存器的值，雙擊該寄存器，則會彈出對話框如圖1-3：圖1-3修改寄存器圖1-4修改存儲器在其中輸入期望值，點Done即可。也可以選擇菜單中Edit→Register，彈出圖1-3的對話框。要修改存儲單元的值，雙擊該寄存器單元，彈出圖1-4的對話框；選擇相應的地址和頁，輸入期望的值，就完成了修改的工作。當然也可以選擇從菜單Edit→Memory，彈出圖1-4的對話框進行修改。斷點的設置在調試程序時，經常要設置斷點，方法是將光標定在需要設置斷點的地方，然后用鼠標雙擊該行的前面，則該行的前面出現一個紅色的點。如下圖所示：圖1-5斷點的設置斷點設置也可以使用工具欄上的快捷圖標，如果要取消斷點，則可以使用工具欄快捷圖標，斷點取消后，源文件的斷點處的紅點即消失。使用觀察窗口來觀察某個寄存器或存儲單元的值；觀察窗口如下圖所示：圖1-6觀察窗口要想觀察某個存儲單元的值，只需要在Name一欄中鍵入要顯示的存儲單元的名稱，按回車鍵即可觀察到它的內容。而且顯示的數據格式可設置。其他命令：CCS的功能還有很多，大家在實驗的過程中可以逐步學習掌握。七、實驗要求1.實驗報告具體要求與寫實驗報告規范格式按照《山東工商學院實驗報告》格式書寫，要求寫出實驗程序、實驗結果，并對實驗現象進行解釋說明。2.實驗考核評價要求每次實驗隨堂檢查，評定成績等級，分為優、良、及格、不及格四檔。八、場地、設備與器材數字信號處理實驗室，PC機，實驗箱，CCS軟件。

《DSP原理及應用》課程實驗項目2一、實驗項目名稱及實驗項目編號數據的尋址方式，2二、課程名稱及課程編號DSP原理及應用，055128三、實驗目的1． 熟悉TMS320C54X的各種尋址方式。2． 初步熟悉CCS集成開發環境的使用，以及開發過程。3． 初步熟悉軟件仿真的使用方法。四、實驗原理本實驗是根據DSP尋址方式來設計的。五、實驗內容1． 啟動CCS集成開發環境。2． 創建新的工程，并且在工程中加入匯編語言文件（.ASM文件）和連接命令文件（.CMD文件）。3． 對新建的工程進行編譯及連接，生成DSP可執行文件（.OUT文件）。4．加載程序,對生成的DSP可執行文件（.OUT文件）進行軟件仿真。要求： 從而了解軟件仿真的操作過程，熟悉各窗口的操作。 運行程序（包括單步執行）。 檢查、修改CPU寄存器的內容。 檢查、修改存儲器單元的內容。 斷點的設置、檢查和撤銷。 用觀察窗口檢查變量或存儲單元的內容。 其他命令。六、實驗方法與步驟1．啟動CCS集成開發環境。在CCSsetup中將CCS設置成sim54x方式后可按實驗一的方法啟動CCS集成開發環境。2．創建新的工程，將實驗給出的示例加到新建的工程中，要注意示例中給出的是7種尋址方式的例子，需要分別加載到不同的新工程中。方法如同實驗一。3．對新建的各個工程進行編譯和連接，生成.OUT文件。4．加載程序：File→LoadProgram，然后選擇.OUT文件（可能在Debug目錄下也可能與debug文件夾在同一個目錄下），打開即加載成功，下面就可以進行軟件仿真。軟件仿真常用的窗口如下圖：編輯窗口中三個小窗口分別是源文件窗口（.asm）、反匯編窗口（Disassem）、存儲器窗口（Memory）。下面的兩個窗口分別是CPU寄存器窗口和外圍寄存器窗口。加載.OUT文件后要運行程序可以從菜單中選擇Debug→Run、StepInto、StepOver、StepOut、RunFree,這樣就可以運行程序了，其中Run是直接運行程序但如果有斷點將停止運行；StepInto是單步執行；StepOver是跳過；RunFree是忽略斷點運行程序。仿真常用窗口的操作如下：反匯編窗口顯示方法為選擇View→Disassembly；存儲器窗口顯示方法為選擇View→Memory；CPU寄存器窗口顯示方法為View→CPURegister→CPUregisters；外圍寄存器窗口的顯示方法為View→CPURegister→Peripheralregs；其他窗口可以在使用中慢慢摸索。圖2-1軟件仿真常用窗口運行程序：此時最好將常用的幾個寄存器顯示窗口打開以便于觀察，一般如果寄存器的值有變化，將會顯示成紅色。在調試程序時最好采取單步執行的方式，此時應注意觀察寄存器的值的變化，同時觀察源程序或反匯編窗口中左邊黃色箭頭的指示位置，看程序執行到哪一步，與寄存器中的變化值是否相一致。圖2-2單步執行時的反匯編窗口檢查和修改CPU寄存器的值打開CPU寄存器窗口，當運行程序時，各個寄存器的值即可以觀察到，如果要修改寄存器的值，可雙擊要修改的寄存器，就會出現下面的對話框，在其中輸入要修改的值，點擊“Done”按鈕即可。檢查和修改存儲單元值的方法與上述相同圖2-3修改CPU寄存器的對話框圖2-4修改存儲單元的值斷點的設置方法為：在源程序中將光標定在需要設置斷點的位置，點擊按鈕即可；也可以在需要設置斷點的位置前雙擊即可。已經設置的斷點處會有一個黃色的點。如圖2-5：圖2-5斷點設置當斷點設置好之后，按F5鍵運行程序時可以看見，程序運行到斷點處便停止，但如果采用單步執行方式時，斷點將被忽略；如果要取消斷點，既可以在原來的斷點處雙擊也可以將光標定在要取消的斷點處，然后點擊按鈕觀察窗口啟動觀察窗口：View→WatchWindow然后在Name欄中輸入要觀察的寄存器的名稱，按回車鍵即可以顯示出寄存器的值。圖2-6觀察窗口上圖為使用觀察窗口所觀察的幾個寄存器時的狀況；其他的一些常用命令如QuickWatch、Graph等需要在實驗過程中慢慢學習和使用。七、實驗要求1.實驗報告具體要求與寫實驗報告規范格式按照《山東工商學院實驗報告》格式書寫，要求寫出實驗程序、實驗結果，并對實驗現象進行解釋說明。2.實驗考核評價要求每次實驗隨堂檢查，評定成績等級，分為優、良、及格、不及格四檔。八、場地、設備與器材數字信號處理實驗室，PC機，實驗箱，CCS軟件。

《DSP原理及應用》課程實驗項目3一、實驗項目名稱及實驗項目編號定時器使用實驗，3二、課程名稱及課程編號DSP原理及應用，055128三、實驗目的1．學習C54x定時器的使用2．掌握中斷服務程序的編寫方法。四、實驗原理本實驗是根據DSP的定時器和中斷原理來設計的。五、實驗內容1．利用DSP芯片的XF引腳輸出一個時鐘。2．利用DSP芯片的XF引腳輸出一個周期脈沖。3．觀察實驗結果。六、實驗方法與步驟1．輸出一個時鐘DSP內部的16位定時器，每次減至0時產生時鐘中斷。通過設置專用狀態位，可控制定時器停止計數、復位或停止工作。與定時器有關的寄存器有： TIM——主計數寄存器 PRD——主周期寄存器 PRSC——定時器預定標寄存器 TCR——計時器控制寄存器復位后計時器的狀態： TSS=1 PSC=0 TIM=FFFFh ARB=0 FUNC=00b1） 定時器初始化A. 關閉定時器B. 計算并加載PRD及TDDRC. 初始化定時器D. 啟動定時器2） 中斷初始化A. 清除未處理完的中斷B. 開放定時中斷C. 主中斷使能2．輸出一個周期脈沖1) 比較和輸出時鐘的異同2) 考慮TCR寄存器的各個bit對結果的影響3．觀察實驗結果用示波器驗證實驗結果是否正確。七、實驗要求1.實驗報告具體要求與寫實驗報告規范格式按照《山東工商學院實驗報告》格式書寫，要求寫出實驗程序、實驗結果，并對實驗現象進行解釋說明。2.實驗考核評價要求每次實驗隨堂檢查，評定成績等級，分為優、良、及格、不及格四檔。八、場地、設備與器材數字信號處理實驗室，PC機，實驗箱，CCS軟件，示波器。

《DSP原理及應用》課程實驗項目4一、實驗項目名稱及實驗項目編號FIR數字濾波器，4二、課程名稱及課程編號DSP原理及應用，055128三、實驗目的通過本實驗使學生學習數字濾波器的DSP實現原理和C54X編程技巧。四、實驗原理本實驗是根據DSP的FIR數字濾波器原理來設計的。五、實驗內容使用C54X匯編語言實現FIR濾波器。六、實驗方法與步驟設計FIR濾波器的系數可以使用數字濾波器輔助設計軟件包或自行計算FIR濾波器的系數。注意，FIR濾波器系數設計時，系統采樣頻率應和實際采樣頻率設置一致。本實驗例子中使用的是一個34階的對稱結構的FIR低通濾波器，其采樣頻率Fs為20KHZ，通帶截止頻率為4KHZ，阻帶截止頻率為7KHZ，阻帶衰減為-40dB，其系數使用Matlab中的FDA或軟件編程得到。編寫實驗程序代碼本實驗基于CodeComposerStudio開發系統平臺進行濾波計算。輸入數據通過開發系統FileI/O功能完成待處理數據的輸入，并將輸入數據送入輸入數據Buffer，運算結果也輸出到輸出Buffer中，通過開發系統的相應圖形功能加以顯示。輸入數據為流文件，