TMS320C54x-DSP的函数发生器的设计.doc

TMS320C54x_DSP的函数发生器的设计 作者： 日期：17 个人收集整理 勿做商业用途广东石油化工学院DSP综合实验报告 课程名称: DSP系统开发与设计 实验题目： 函数信号发生器 学 号： 姓 名： 班 级： 指导老师： 实验日期： 2012-611至20126-15 基于TMS320C54x DSP的函数发生器的设计一、 设计目的：1、 了解数字波形产生的原理；2、 学习用DSP产生各种波形的基本方法和步骤；3、 掌握DSP与D/A转换器接口的使用。二、 设计设备计算机、DSP仿真器、ZYE1801B实验箱、20M示波器三、 设计原理波形产生是DSP的重要应用之一。而正弦信号发生器的设计则是波形产生应用的一个重要方面，它在通信领域有着广泛的应用。通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。 产生正弦波的算法 正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：取泰勒级数的前5项,得近似计算式：递推公式: sin(nx) = 2cos（x）sin(n1）xsin（n-2）x cos(nx） = 2cos(x）sin(n1)xcos(n2）x 由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时，需要已知cos（x）、sin(n-1）x、sin（n-2）x和cos（n2)x。为了减少使用的存储器，可以采用正弦信号的对称性，复制90180度的正弦值和180360度的正弦值。余弦信号的产生同样可以采用多种方法产生。一是采用公式计算得到,二是采用正弦信号变换得到.方波信号产生可以通过轮流输出两个不同大小的数值通过A/D转换得到.四、 设计内容 本设计题目以TMS320C54x DSP为目标器件，设计并实现基于迭代法的“正弦序列生成”算法及其DSP程序。设计步骤：1、 熟悉正弦信号发生器的算法以及在DSP系统的实现2、 熟悉A/D转换的原理及实验箱的链接3、 掌握A/D转换的程序的编写4、 编写DSP的正弦信号发生器的程序5、 编写定时程序产生100HZ、1KHZ、10KHZ的正弦、余弦以及100K、1M的方波信号,每种类型的波形单周期360个点。6、 编写按键程序，控制输出.用三个拨码开关对DSP进行输入,输入的07对应的8种不同的波形。7、 用示波器观察各个波形8、 分析波形失真的原因。五、 实验步骤1. 熟悉本实验原理。2。 阅读本实验样例程序。3。 依次连接主板上的PC10、PC11、TP32到PC15、PC16、GND;依次连接主板上的PC13、PC14、M58到插板上的DJ0、DJ1、S12.4。 将计算机与ZYE1801C实验箱通过并口P1相连.5. 运行CCS软件客户软件DSP程序test19,通过插板上的JP1，JP2，JP3来选择不同的波形。6。 用示波器观察DA0的输出波形。六、设计的硬件结构框图3位数字量输入 12位数字量输出 模拟量输出DSP芯片D/A转换器七、 实验代码 先计算045（间隔为0.5）的sin和cos值,在利用sin2a=2sinacosa求出sin值(间隔为1）。然后，通过复制，获得0359的正弦值。重复向PA口输出，便可得到正弦波。 .titlebxfsq。asm .mmregs 。global main 。def start .ref d_xs，d_sinx，d_xc，d_cosx，sinx，cosx sin_x： 。usect”sin_x,360 cos_x： .usect cos_x，360 fangbo: .usectfangbo”，360 STACK： 。usect STACK”，10H k_theta: 。set 286 TIM0 .set 0024H PRD0 。set 0025H TCR0 。set 0026H PA 。set 0100H .text start:；产生正弦波数据 STMk_theta,AR0 STM 0，AR1 STM #sin_x，AR6 STM 90,BRC RPTB loop11 LDM AR1，A LD d_xs，DP STL A，d_xs STL A，d_xc CALL sinx CALL cosx LD d_sinx,DP LD d_sinx，16,A MPYA d_cosx STH B，1，*AR6+ MAR AR1+0 loop1： STM sin_x+89,AR7 STM #88,BRC RPTB loop21 LD AR7,A STL A,*AR6+ loop2: STM #179，BRC STM #sin_x,AR7 RPTB loop3-1 LD *AR7+,A NEG A STL A,AR6+ loop3: STM sin_x+89，AR6 STM cos_x,AR7 STM #269，BRC RPTB lcos1 LD *AR6+，A STL A，AR7+ lcos: STM sin_x,AR6 STM 89，BRC RPTB loop41 LD AR6+，A STL A,*AR7+ ；产生方波数据 loop4: STM #fangbo，AR6 STM 179，BRC RPTB lfangbo-1 LD #7FFFH，A STL A,*AR6+ lfangbo： STM 179,BRC RPTB main1 LD #0H,A STL A，AR6+ main： STM 0,SWWSR STM #STACK+10H，SP STM #3FA0H，PMST STM #0010H，TCR0 STM #0260H，TCR0 STM #0008H,IFR STM #0008H，IMR RSBX INTM PORTR PA，*AR2 LD *AR2,A AND #01B，A BC fangbo_1m,ANEQ LD AR2，A AND #010B，A BC fangbo_100k，ANEQ LD AR2，A AND 0100B,A BC sin_10k，ANEQ LD AR2,A AND 01000B，A BC sin_1k,ANEQ LD AR2，A AND 010000B，A BC sin_100,ANEQ LD AR2，A AND 0100000B,A BC cos_10k，ANEQ LD *AR2,A AND 01000000B,A BC cos_1k,ANEQ LD *AR2，A AND #10000000B,A BC cos_100，ANEQ end： B end fangbo_1m: STM 10，TIM0 STM #10，PRD0 STM #fangbo,AR3 B main fangbo_100k: STM #110,TIM0 STM #110,PRD0 STM fangbo，AR3 B main sin_10k： STM 2,TIM0 STM #2,PRD0 STM sin_x,AR3 B main sin_1k： STM 30，TIM0 STM 30，PRD0 STM sin_x，AR3 B main sin_100: STM #306,TIM0 STM 306,PRD0 STM sin_x，AR3 B main cos_10k： STM 2，TIM0 STM 2，PRD0 STM sin_x,AR3 B main cos_1k: STM 30,TIM0 STM 30,PRD0 STM #sin_x，AR3 B main cos_100: STM 306，TIM0 STM 306，PRD0 STM sin_x,AR3 B main ；定时器中断输出 TINT_T0: STM #1，AR0 STM 360,BK loop： PORTW *AR3+0%,PA B loop RETE sinx： 。def d_xs,d_sinx .data table_s: .word 01c7h ;c1=1/（89） 。word 030bh ;c2=1/（67) .word 0666h ；c3=1/(4*5） .word 1556h ；c4=1/（23) coef_s: .usect coef_s，4 d_xs： .usect ”sin_vars”,1 squr_xs: 。usect ”sin_vars,1 temp_s: 。usect sin_vars，1 d_sinx: 。usect sin_vars，1 l_s: .usect ”sin_vars”，1 。text SSBX FRCT STM #coef_s，AR5 RPT #3 MVPD #table_s，*AR5+ STM #coef_s,AR3 STM d_xs，AR2 STM #l_s，AR4 ST #7FFFH,l_s SQUR AR2+,A ST A,*AR2 |LD *AR4，B MASR AR2+,*AR3+，B，A MPYA A STH A,AR2 MASR *AR2,AR3+，B，A MPYA *AR2+ ST B，AR2 |LD AR4，B MASR AR2-，AR3+，B,A MPYA AR2+ ST B，*AR2 |LD *AR4,B MASR AR2，AR3+,B，A MPYA d_xs STH B，d_sinx RET cosx: .def d_xc，d_cosx .data table_c 。word 0249h ；c1=1/（87) .word 0444h ;c2=1/(65） 。word 0aabh ;c3=1/（4*3） .word 4000h ；c4=1/(2*1） coef_c 。usect ”coef_c,4 d_xc 。usect ”cos_vars，1 squr_xc 。usect ”cos_vars，1 temp_c .usect ”cos_vars,1 d_cosx .usect ”cos_vars”，1 l_c 。usect cos_vars,1 。text SSBX FRCT STM coef_c，AR5 RPT 3 MVPD table_c,AR5+ STM coef_c，ar3 STM d_xc，AR2 STM l_c，AR4 ST #7FFFH，l_c SQUR AR2+，A ST A,*AR2 |LD AR4,B MASR *AR2+,AR3+,B，A MPYA A STH A,AR2 MASR AR2-,*AR3+,B，A MPYA AR2+ ST B，*AR2 |LD AR4，B MASR AR2-,*AR3+,B，A SFTA A，1，A NEG A MPYA *AR2+ MAR AR2+ RETD ADD AR4,16,B STH B，AR2 RET .sect ”.vectors 。align 0x80 RESET: BD main STM #200，SP nmi: RETE NOP NOP NOP sint17 .space 416 sint18 .space 4*16 sint19 .space 4*16 sint20 .space 4*16 sint21 .space 416 sint22 .space 4*16 sint23 。space 4*16 sint24 .space 416 sint25 .space 4*16 sint26 .space 416 sint27 。space 416 sint28 。space 416 sint29 .space 416 sint30 .space 4*16 int0: RETE NOP NOP NOP int1： RETE NOP NOP NOP int2: RETE NOP NOP NOP tint： B TINT_T0 NOP NOP NOP rint0： RETE NOP NOP NOP xint0： RETE NOP NOP NOP rint1： RETE NOP NOP NOP xint1： RETE NOP NOP NOP int3： RETE NOP NOP NOP .end2、cmd文件代码如下：说明系统中有哪些可用存储器、程序段、堆栈及复位向量和中断向量等安排在什么地方。其中MEMORY段就是用来规定目标存储器的模型，通过这条指令，可以定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占据的地址范围；SECTIONS段说明如何将输入段组合成输出段以及在可执行文件中定义输出段、规定输出段在存储器中的位置等。bxfsq。obj -o bxfsq.out -m bxfsq.map e start MEMORY PAGE 0: EPROM :origin=0E000h，length=1000h VECS :origin=0FF80h，length=0080h PAGE 1: SPRAM ：origin=0060h，length=0020h DARAM1 :origin=0080h,length=0010h DARAM2 :origin=0090h,length=0010h DARAM3 :origin=0200h，length=0600h SECTIONS 。text ： EPROM PAGE 0 .data ： EPROM PAGE 0 STACK : SPRAM PAGE 1 sin_vars: DARAM1 PAGE 1 coef_s ： DARAM1 PAGE 1 cos_vars： DARAM2 PAGE 1 coef_c ： DARAM2 PAGE 1 sin_x ： align（512） DARAM3 PAGE 1 cos_x ： align（512） DARAM3 PAGE 1 fangbo ： align（512） DARAM3 PAGE 1 .vectors: VECS PAGE 0 八、 设计结果以及结果分析在装有ccs软件的计算机上进行调试仿真,首先在仿真平台上配置好仿真平台，然后将以上代码输入代码编辑器，通过调试可得出实验所要求的波形。正弦波形图如下：余弦波形图如下：方波图形如下：三种波形的图如下：九、实验总结本次课程设计中对课堂所学进行了实践，中断，I/O口，定时器大大地加深了我对DSP编程原理的理解。我还在这过程中进一步提高自身的创作、创新水平,扎实基础，扩展所学。并且此次课程设计,基于课程理论知识和网上资料，使我对数字信号处理课程有了更深一步的了解和掌握，对利用CCS软件编程的数字信号处理方法有了进一步的了解。在理论课的基础上进行实验实习，是对本门课程的深入学习和掌握,在以后的工作学习中，数字信号的处理都是采用计算机仿真的方法进行测试，因此,掌握基于计算机的数字信号处理方法对以后的工作和学习有很大的帮助。