基于DSP的时钟设计.doc

DSP 设 计 报 告

基
于
D
S
P
的
时
钟
系
统

一、方案背景
DSP 芯片既具有高速数字信号处理功能,又具有实时性强、功耗低、集成度高等嵌入式微计算机的特点,所以随着科技的发展,DSP 技术在机电控制领域的应用愈加广泛。LED 可显示字符,且显示清晰美观、功耗低,在电子产品中也广泛应用。
现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。
时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个DSP应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了DSP芯片系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用DSP芯片内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。
本设计主要介绍用DSP芯片内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由TMS320LF2407芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个DSP电子时钟。

二、系统方案介绍
1.本方案完全用软件实现数字时钟。
原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。而且，由于是软件实现，当DSP芯片不上电，程序不执行时，时钟将不工作。
2.数码管显示方案
动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。
三、总体设计
1.结构框图

利用TMS320LF2407芯片制作简易电子时钟，由六个LED数码管、五个按键、数码管驱动74HC273及数码管位选74HC138，如图所示：

2.程序流程图
图 电子时钟程序流程图

3.程序代码
#include "F2407REGS_c.h"
unsigned int sec,min,hour,i;
unsigned char table[]={0xFF3F,0xFF06,0xFF5B,0xFF4F,0xFF66, 0xFF6D,0xFF7D,
0xFF07,0xFF7F, 0xFF6F}; //程序初始化
unsigned char tablewe[]={0xFF00,0xFF01,0xFF02,0xFF03,0xFF04,0xFF05,0xFF06};
void delay(unsigned int j);

void main() //主程序
{ DSP2407_Initialing();
Ioport_Initialing();
asm("CLRC INTM");
EVAIMRA= EVAIMRA|0x0080; //仅允许定时器1的周期中断
EVAIMRA=EVAIMRA&0x0080; //清除定时器1的周期中断
T1CON=0x170C; //timer1为连续增计数模式，预分频值为128，使用内部时钟
T1PER=0xF424; //timer1的周期寄存器值设为200ms
T1CNT=0x00; //timer1的计数器清0
sec=0;min=0;hour=0;i=0;
While(1)
{ PCDATDIR=0x00FF;
if(i==5) //i等于5为1秒
{ i=0;
sec++; //秒加1
PBDATDIR=tablewe[0]; //选通秒的个位
PFDATDIR=0xFF01; //选通74HC273
PADATDIR=tabale[sec%10]; //秒个位显示
PFDATDIE=0xFF00; //关断74HC273
PBDATDIR=table[1]; //选通秒的十位
PFDATDIR=0xFF01; //选通74HC273
PADATDIR=table[sec/10]; //秒十位显示
PFDATDIR=0xFF00; //关断74HC273
}
if(sec==60)
{sec=0;
min++; //分钟的显示
PBDATDIR=table[2];
PFDATDIR=0xFF01;
PADATRDIR=table[min%10];
PFADATDIR=0xFF00;
PBDATDIR=tablewe[3];
PFDATDIR=0xff01;
PADATDIR=table[min/10];
PFDATAIR=0xFF00; }
if(min==60)
{min=0;
hour++; //小时的显示
PBDATDIR=tablewe[4];
PFDATDIR=0xFF01;
PADATDIR=table[hour%10];
PFDATDIR=0xFF00;
PBDATDIR=tablewe[5];
PFDATDIR=0xFF01;
PADATDIR=table[hour/10];
PFDATDIR=0xFF00;
}
if(hour==24)
hour=0;
if(PCDATDIR=0x00FE) //按键T1，时、分、秒复位为0
{delay(100); //调用延时程序
PCDATDIR=0x00FE;
min=0;
sec=0;
hour=0; }
if(PCDATDIR=0x00FD) //按键T2，时钟停止计时
{ delay(100);
PCDATDIR=0x00FD;
PFDATDIR=0xFF00; }
if(PCDATDIR=0x00FB) //按键T3，时钟开始计时
{ delay(100);
PCDATDIR=0x00FB;
PFDATDIR=0xFF01; }
if(PCDATDIR=0x00F7) //按键Tm,调分
{delay(100);
PCDATDIR=0x00F7;
min++； }
if(PCDATDIR=0x00EF) //按键Th,调时
{delay(100);
PCDATDIR=0x00EF;
hour++； }
}
void interrupt INT2() //定时器中断程序
{
swith(PIVR) //有外设中断向量寄存器PIVR判断
case 0x0027:
i++;
T1CNT=0x00;
EVAIFRA=EVAIFRA&0x0080; break; default;break; }
void delay(unsigned int j) //延时程序
{
unsigned k,m;
for(m=0;m<j;j++)
{
for(k=0;k<50;k++) }
}

四、实验心得
通过DSP的实验学习，对DSP有了新的认识，以前只是懂得数字信号处理的含义，对它的认识只是停留在理论层面，通过这个学期的DSP原理和应用的学习，对如何在实践中运用DSP进行实际问题的解决能力有了显著的提高。同时这个学期的学习，使我对DSP有更深的理解与认识。
这个学期的DSP实验学习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中可以说是困难重重，比如说IIR滤波器的设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
大体而言，我觉得好好掌握DSP的原理、开发及其应用对我们电子通信专业的学生来说是很有用的，不管是对我们以后的专业能力应用，还是对我们对信号处理的理解和应用都有极大的帮助，很感谢老师能够给我们这个学习的机会！