基于dsp2407的流水燈的實現(xiàn)的課程設(shè)計

目錄1、概述22、DSP240733、硬件電路說明54、流水燈程序設(shè)計要求115、實驗程序116、實驗結(jié)果137、總結(jié)13八、參考文獻14基于DSP2407的流水燈的實現(xiàn)1、概述11DSP介紹數(shù)字信號處理DIGITALSIGNALPROCESSING，簡稱DSP是一門涉及許多學科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。德州儀器、FREESCALE等半導(dǎo)體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強的實力。DSPDIGITALSIGNALPROCESSOR是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或L的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。DSP微處理器（芯片）一般具有如下主要特點1在一個指令周期內(nèi)可完成一玖乘法和一次加法；2程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)；3片內(nèi)具有快速RAM，通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問；4具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；5快速的中斷處理和硬件1/0支持；6具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器；7可以并行執(zhí)行多個操作；8支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以熏疊執(zhí)行。12DSP的應(yīng)用語音處理語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、語音郵件、語音儲存等。圖像圖形二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動畫、機器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強等。軍事、保密通信、雷達處理、聲吶處理、導(dǎo)航、全球定位、跳頻電臺、搜索和反搜索等。儀器儀表頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。自動控制控制、深空作業(yè)、自動駕駛、機器人控制、磁盤控制等。醫(yī)療助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護、心電圖等。家用電器數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視電話、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲等。生物醫(yī)學信號處理舉例CT計算機X射線斷層攝影裝置。（其中發(fā)明頭顱CT英國EMI公司的豪斯菲爾德獲諾貝爾獎。）CAT計算機X射線空間重建裝置。出現(xiàn)全身掃描，心臟活動立體圖形，腦腫瘤異物，人體軀干圖像重建。13問題描述輸入輸出端口1/0是DSP芯片內(nèi)部電路與外部世界交換信息的通道。輸入端口負責從外界接收檢測信號鍵盤信號等各種開關(guān)量信弓；輸出端口負責向外界輸送有內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果顯示信息，控制命令驅(qū)動信號。使用中斷和定時器延時循環(huán)程序，設(shè)計DSP的流水燈控制器，在事件管理器中應(yīng)用EV中斷。2、DSP240721DSP2407簡介2407開發(fā)板分為TI2000011DSP2407增強型、DSP2407CPLD開發(fā)板、SHXDSP2407A開發(fā)板。引DSP2407CPLD開發(fā)板套件是一套基TMS320LF2407AEPM240的DSPCPLD的學習開發(fā)平臺，充分發(fā)揮DSP2407和ALTERAMAXII的靈活性和功能強大，用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分DSP和CPLD兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的IP核通過CPLD進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。由于我們的外設(shè)都是通過CPLD連接與DSP連接進行電平轉(zhuǎn)換、隔離和總線。仲裁等先進技術(shù)，所以使用極為方便靈活、簡潔、并且運行及其穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)可以充分利用了CPLD的靈活性和功能強大的IP核進行功能更強的系統(tǒng)應(yīng)用。是初學者和從事開發(fā)的科研工作者學習2407和CPLD的首選之品。本開發(fā)板供初學者學習使用，也可作為系統(tǒng)板嵌入到用戶的產(chǎn)品供用戶進行二次開發(fā)以便縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。SHXDSP2407A開發(fā)板是DSP2407系列產(chǎn)品中的重要一員。它的最大優(yōu)點是直觀簡單明了，極為適于初學者。此棋板采用統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)，以多種典型DSP處理器構(gòu)成的DSP基本系統(tǒng)、標準總線和相同物理尺寸的DSP嵌入式控制模板，將2407的功能發(fā)揮的淋漓盡致，為學習者提供了強大、有效的學習平臺。用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分DSP和CPLD兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的IP核通過CPLD進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。22DSP2407事件管理器模塊221事件管理器的引腳說明222EV中斷事件管理器中斷總共分三組，每組均分別配一個CPU申斷INT2，3和4。因為每組中斷均有多個中斷源，所以CPU中斷請求通過外設(shè)中斷擴展控制器PIE模塊來處理。中斷請求有以下幾個響應(yīng)階段1中斷源。如果外設(shè)中斷發(fā)生，EVXIFRA、EVXIFRB、或EVXIFRCXA或B相應(yīng)標志位被置L。2中斷使能。事件管理器中斷可以分別由寄存器EVXIMRA、EVXIMRB或EVXIMRCXA或B來使能或禁止。3PIE請求。如果中斷標志位和中斷屏蔽位被置L，那么外設(shè)會向PIE模塊發(fā)送一個外設(shè)中斷請求。4CPU響應(yīng)。CPU接收到中斷后，IFR響應(yīng)的位被置L，并相應(yīng)中斷。CPU響應(yīng)中斷后，中斷響應(yīng)被軟件控制。5PIE響應(yīng)。PIE使用中斷向量更新PIVR寄存器。6中斷軟件。中斷軟件有兩級響應(yīng)，包括GISR和SISR。223定時器每個時間管理模塊有兩個通用定時器GP，每個定時器有四種可選操作模式1停止保持模式此模式操作停止并保持其當前狀態(tài)，定時器的計數(shù)器，比較輸出和預(yù)定計數(shù)器多保持不變2連續(xù)遞增計數(shù)模式此模式GP將按照已定標的輸入時鐘計數(shù)，直到定時器計數(shù)器的值和周期存儲器的值匹配為止。3定向增減技術(shù)模式此模式，定時器將根據(jù)TDIRA/B引腳的輸入，對定時器的時鐘進行遞增和遞減計數(shù)。4連續(xù)增減技術(shù)模式此模式與定向的增減模式一樣，但是在本模式下，引腳TDIRA/B的狀態(tài)對計數(shù)的方向沒有影響。224比較單元3、硬件電路說明31供電電路2407開發(fā)板既可使用獨立的5V/1A開關(guān)電源供電，也可使用USB線直接供電，使用方便。電路部分的1117輸出所接的100UF/16V的電容不能省略，這樣更好的保證電壓穩(wěn)定。32復(fù)位電路2407開發(fā)板上使用專門的復(fù)位芯片SP708R，保證DSP芯片可靠復(fù)位，并提供手動復(fù)位按鈕，方便用戶調(diào)試33時鐘電路00IC2407用20M外部晶體給DSP提供時鐘，并使能2407A片上PLL電路。由PLL控制寄存器控制，可由軟件動態(tài)的修改。TMS320LF2407的CPU最高可工作在40M的主頻下，也即是對20M輸入頻率進行2倍頻。34DSP引腳擴展接口35LED和按鍵電路開發(fā)板上有4個LED發(fā)光管和一個自由按鍵。36SCI串口通訊電路DSP內(nèi)置SCI通訊模塊，采用接口芯片是MAX232，可以使用一根直連串口線直接和PC通訊。37CAN通訊接口電路開發(fā)板中CAN總線收發(fā)器采用的是PCA82C250。它將CANTX和CANRX轉(zhuǎn)化成CANH和CANL在CAN總線上傳輸。38數(shù)碼管控制電路使用DSP的SPI接口（IO方式）控制數(shù)碼管。39AD電路DSP內(nèi)置16通道10位ADC。在00IC2407板上通過運放隔離只擴展了2通道，分別位于通道0和通道8，DSP能接收的ADC輸入電壓為033V,在2407板上沒有單獨采用基準源。直接使用系統(tǒng)的33V。板上所引的2路AD輸入電壓范圍為033V,在輸入DSP之前，已經(jīng)采用電壓跟隨器增加了阻抗。如果需要采樣的信號值更加準確，請采用專門的基準電壓源，以保證信號源的穩(wěn)定。310DA電路板上外擴的DA轉(zhuǎn)換器為TI公司的TLC5620，該芯片為串行接口的4路8位DA轉(zhuǎn)換器，2407通過SPI口與其接口，由于TLC5620的工作頻率是1M，所有SPI的工作頻率也設(shè)定在1M，由于TLC5620的4路DA輸出已經(jīng)加了跟隨器，所以本開發(fā)板上沒有另外加。311PWM電機控制電路PWM電機控制實驗針對微型直流電機。兩路帶死區(qū)的PWM信號從DSP引腳上直接產(chǎn)生。電機驅(qū)動采用的是4個NPN的三極管，可控制正反轉(zhuǎn)。312步進電機接口開發(fā)板上提供的5V的步進電機接口，標準6芯，兼容市場上的5芯接口。313液晶擴展電路（1602和12864接口）液晶接口的數(shù)據(jù)線都經(jīng)過了74LVC4245進行了緩沖。讀信號和寫信號與DSP直接相連。314外部中斷控制電路板子上擴展中斷輸入接口，其中EXINT輸入端接有小按鍵。平時為高電平，按下為低電平，如圖所示。4、流水燈程序設(shè)計要求1熟悉DSP2407DSK開發(fā)板結(jié)構(gòu)和使用。掌握DSP開發(fā)環(huán)境CCS的使用和一般編程技巧。掌握DSP開發(fā)板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。2DSP2407具有42個I/O端口，這些端口可以作為輸入，也可作為輸出，同時DSP2407具有4個定時器分別位于EVA和EVB中，掌握定時器和中斷的使用。3了解DSP2407基本原理和開發(fā)板的結(jié)構(gòu)4利用定時器和中斷編寫程序?qū)崿F(xiàn)流水燈，并將程序下載到開發(fā)板調(diào)試、運行。5、實驗程序51程序主要文件1VECTORSASM包含了LF2407中斷向量表文件2LEDC這是實驗的主程序，包含了系統(tǒng)的初始化及對片外擴展的高32K數(shù)據(jù)控件的操作32407CMDCMD聲明了系統(tǒng)的存貯器配置與程序各段的連接關(guān)系52向量表程序REFREFSECTRSVECTINT1INT2INT3INT4INT5INT653源程序NOTHING直接返回的中斷服務(wù)程序符號_TINT0；復(fù)位向量符號“VECTORS“BCINT0；PM0復(fù)位向量LBNOTHING；PM2中斷優(yōu)先級14BNOTHING；PM4中斷優(yōu)先級25BNOTHING；PM6中斷優(yōu)先級36BNOTHING；PM8中斷優(yōu)先級47B_NOTHING；PMA中斷優(yōu)先級58BNOTHING；PMC中斷優(yōu)先級6954MANC程序INCLUDE“2407CH“INCLUDEDEFINEUINTUNSIGNEDINTUNSIGNEDCHARDATA40X01,0X02,0X04,0X08UINTINDEXVOIDDISABLEASM“SETCINTM“VOIDENABLEASM“CLRCINTM“VOIDINITIALASM“SETCSXM“/抑制符號位擴展ASM“CLRCOVM“/累加器中結(jié)果正常溢出ASM“CLRCCNF“/B0被配置為數(shù)據(jù)存儲空間ASM“SETCINTM“/禁止所有中斷SCSR10X0E04/CLKIN15M,CLKOUT2CLKIN30MWDCR0X00E8/不使能看門狗，因為SCSR2中的/WDOVERRIDE/即WD保護位復(fù)位后的缺省值為1，故可以用軟件禁止看門狗IMR0X0002/INT2中斷IFR0X0FFFF/清除全部中斷標志,“寫1清0“MCRA0X0000INDEX0VOIDTIMERLINTEVAIMRAEVAIMRA|0X0780/允許定時器1周期中斷EVAIFRAEVAIFRA/清除定時器1周期中斷標志T1CON0X1602/TIMER為連續(xù)增記數(shù)模式，T1PR0X0F00E/T1CMPR0X00FFT1CNT0X00VOIDINTERRUPTT1INTINTFLAGFLAGEVAIFRA/讀取中斷標志IFFLAG0OUTPORT3,DATAINDEXT1CNT0X00EVAIFRAE