單片機(jī)DSP實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、DSP原理及應(yīng)用實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書楊宣兵 編 寫適用專業(yè)：電子信息工程 _電子科學(xué)與技術(shù) 信息工程 通信工程 信息與通信工程學(xué)院2011 年 5 月前 言DSP原理與應(yīng)用是電子信息類專業(yè)信號(hào)與信息處理方向的一門專業(yè)必修課，同時(shí)也是其他電類專業(yè)的一門重要的選修課。課程以DSP芯片原理及基于DSP芯片的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)為主要內(nèi)容，介紹了DSP芯片原理與開發(fā)工具及軟硬件開發(fā)方法。開設(shè)必要的課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深對(duì)DSP原理與片上資源應(yīng)用的掌握，掌握DSP項(xiàng)目開發(fā)流程、開發(fā)方法、開發(fā)平臺(tái)CCS的基本使用、DSP對(duì)外設(shè)控制方法以及經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理算法的DSP工程實(shí)現(xiàn)等。培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)字信號(hào)處理理論應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目

2、中的工程意識(shí)與工程開發(fā)能力。通過本課程實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和基于DSP的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實(shí)際動(dòng)手能力，為學(xué)生步入社會(huì)奠定工程開發(fā)基礎(chǔ)。對(duì)不同專業(yè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與內(nèi)容提要序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)要求內(nèi) 容 提 要1基本算術(shù)運(yùn)算的DSP實(shí)現(xiàn)41驗(yàn)證必修1、CCS基本操作；2、DSP應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)和開發(fā)流程；3、基于DSP開發(fā)環(huán)境（Simulator）完成16位定點(diǎn)加、減、乘、除運(yùn)算。2數(shù)字振蕩器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)41設(shè)計(jì)必修1、CCS圖形工具使用；2、基于C語言和匯編語言混合程序設(shè)計(jì)；3、定時(shí)器等外設(shè)資源的應(yīng)用；4、簡(jiǎn)單算法（迭代）的實(shí)現(xiàn)。

3、3BSP串口通信實(shí)現(xiàn)42綜合必修1、McBSP串口操作；2、VC54XX片上ROM資源的使用；4FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)42設(shè)計(jì)選修1、McBSP串口操作與串口中斷服務(wù)程序編寫；2、AD/DA操作；3、FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的特殊指令應(yīng)用；4、CCS高級(jí)調(diào)試工具使用。5TMS320VC5402的Bootloader設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4510設(shè)計(jì)必修1、編程完成對(duì)外設(shè)I/O端口的控制，實(shí)現(xiàn)流水燈功能；2、完成從COFF文件到啟動(dòng)表的轉(zhuǎn)換；3、完成程序的固化與脫離上位機(jī)控制的獨(dú)立運(yùn)行。6快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)42綜合選修1、輔助寄存器使用，位倒序?qū)ぶ贩绞綉?yīng)用等；2、FFT算法的編程實(shí)現(xiàn)；3、CCS探針和圖形工

4、具使用。7外部設(shè)備控制實(shí)驗(yàn)41綜合任選1、熟悉外部中斷使用與中斷服務(wù)程序編寫方法；2、掌握對(duì)外設(shè)端口的操作方法；3、掌握外設(shè)的控制方法（包括鍵盤、LED、步進(jìn)電機(jī)、LCD等）；8雙音多頻信號(hào)編碼器設(shè)計(jì)22設(shè)計(jì)選修掌握DTMF信號(hào)的產(chǎn)生原理；掌握DTMF信號(hào)產(chǎn)生的DSP實(shí)現(xiàn)方法；9雙音多頻信號(hào)解碼器設(shè)計(jì)42設(shè)計(jì)選修掌握DTMF信號(hào)的解碼算法原理；掌握DTMF信號(hào)解碼算法的DSP實(shí)現(xiàn)方法；目 錄實(shí)驗(yàn)一 基本算術(shù)運(yùn)算的DSP實(shí)現(xiàn)1實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字振蕩器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).9實(shí)驗(yàn)三 BSP 串口通信實(shí)現(xiàn)16實(shí)驗(yàn)四 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).25實(shí)驗(yàn)五 TMS320VC5402 的Bootloader設(shè)計(jì)與實(shí)

5、現(xiàn).34實(shí)驗(yàn)六 快速傅立葉變換（FFT）的實(shí)現(xiàn).45實(shí)驗(yàn)七 外部中斷、按鍵、LED控制實(shí)驗(yàn).67實(shí)驗(yàn)八 雙音多頻DTMF信號(hào)產(chǎn)生.70實(shí)驗(yàn)九 雙音多頻DTMF信號(hào)解碼.76附錄一 DES5402PP-U性能介紹82附錄二CCS驅(qū)動(dòng)程序的安裝83附錄三DES5402PP-U功能詳細(xì)介紹87附錄四 DES5402PP-U板上設(shè)置、狀態(tài)顯示、跳線一覽表93實(shí)驗(yàn)一： 基本算術(shù)運(yùn)算的DSP實(shí)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握CCS的配置與基本使用方法；2、掌握C54X匯編語言程序結(jié)構(gòu)，掌握基于CCS開發(fā)平臺(tái)Simulator采用匯編指令完成16位定點(diǎn)加減乘除運(yùn)算程序設(shè)計(jì)并對(duì)

6、運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)使用定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)16位定點(diǎn)加、減、乘、除運(yùn)算的基本方法和編程技巧。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1定點(diǎn)DSP中數(shù)據(jù)表示方法 C54X是16位的定點(diǎn)DSP。一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)既可以表示一個(gè)整數(shù)，也可以表示一個(gè)小數(shù)。當(dāng)它表示一個(gè)整數(shù)時(shí)，其最低位（D0）表示，D1位表示，次高位（D14）表示。如果表示一個(gè)有符號(hào)數(shù)時(shí)，最高位（D15）為符號(hào)位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。例如，07FFFH表示最大的正數(shù)32767（十進(jìn)制），而0FFFFH表示最大的負(fù)數(shù)-1（負(fù)數(shù)用2的補(bǔ)碼方式顯示）。當(dāng)需要表示小數(shù)時(shí)，小數(shù)點(diǎn)的位置始終在最高位后，而最高位（D15）表示符號(hào)位。這樣次高位

7、（D14）表示，然后是，最低位（D0）表示。所以04000H表示小數(shù)0.5，01000H表示小數(shù)，而0001H表示16位定點(diǎn)DSP能表示的最小的小數(shù)（有符號(hào)）=0.000030517578125。在后面的實(shí)驗(yàn)中，除非有特別說明，我們指的都是有符號(hào)數(shù)。在C54X中，將一個(gè)小數(shù)用16位定點(diǎn)格式來表示的方法是用乘以該小數(shù)，然后取整。從上面的分析可以看出，在DSP中一個(gè)16進(jìn)制的數(shù)可以表示不同的十進(jìn)制數(shù)，或者是整數(shù)，或者是小數(shù)（如果表示小數(shù)，必定小于1），但僅僅是在做整數(shù)乘除或小數(shù)乘除時(shí)，系統(tǒng)對(duì)它們的處理才是有所區(qū)別的，而在加減運(yùn)算時(shí)，系統(tǒng)都當(dāng)成整數(shù)來處理。 2實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)加法 C54X中提供了多條用

8、于加法的指令，如ADD，ADDC，ADDM和ADDS。其中ADDS用于無符號(hào)數(shù)的加法運(yùn)算，ADDC用于帶進(jìn)位的加法運(yùn)算（如32位擴(kuò)展精度加法），而ADDM專用于立即數(shù)的加法。在本實(shí)驗(yàn)中，我們可以使用下列代碼來說明加法運(yùn)算：ldtemp1,a；將變量temp1裝入寄存器Aaddtemp2,a；將變量temp2與寄存器A相加，結(jié)果放入A中stla,add_result ；將結(jié)果（低16位）存入變量add_result中。注意，這里完成計(jì)算temp3=temp1+temp2，我們沒有特意考慮temp1和temp2是整數(shù)還是小數(shù)，在加法和下面的減法中整數(shù)運(yùn)算和定點(diǎn)的小數(shù)運(yùn)算都是一樣的。3實(shí)現(xiàn)16位定點(diǎn)

9、減法C54X中提供了多條用于減法的指令，如SUB，SUBB，SUBC和SUBS。其中SUBS用于無符號(hào)數(shù)的減法運(yùn)算，SUBB用于帶進(jìn)位的減法運(yùn)算（如32位擴(kuò)展精度的減法），而SUBC為移位減，DSP中的除法就是用該指令來實(shí)現(xiàn)的。SUB指令與ADD指令一樣，有許多的尋址方式，其詳細(xì)使用說明請(qǐng)查閱TI文檔。在本實(shí)驗(yàn)中，我們可以使用下列代碼來說明減法運(yùn)算：stm#temp1,ar3；將變量temp1的地址裝入ar3寄存器stm#temp3,ar2；將變量temp3的地址裝入ar3寄存器sub*ar2+, *ar3,b ；將變量temp3左移16位同時(shí)變量temp1也左移；16位，然后相減，結(jié)果放入寄

10、存器B（高16位）中，；同時(shí)ar2加1。sthb,sub_result；將相減的結(jié)果（高16位）存入變量sub_result。4實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)整數(shù)乘法 在C54X中提供了大量的乘法運(yùn)算指令，其結(jié)果都是32位，放在A或B寄存器中。乘數(shù)在C54X的乘法指令很靈活，可以是T寄存器、立即數(shù)、存貯單元和A或B寄存器的高16位。在C54X中，一般對(duì)數(shù)據(jù)的處理都當(dāng)做有符號(hào)數(shù)，如果是無符號(hào)數(shù)乘時(shí)，請(qǐng)使用MPYU指令。這是一條專用于無符號(hào)數(shù)乘法運(yùn)算的指令，而其它指令都是有符號(hào)數(shù)的乘法。在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用下列代碼來說明整數(shù)乘法運(yùn)算：rsbx FRCT；清FRCT標(biāo)志，準(zhǔn)備整數(shù)乘ldtemp1,T；將變量temp1

11、裝入T寄存器mpytemp2,a；完成temp2*temp1，結(jié)果放入A寄存器（32位）例如，當(dāng)temp1=1234H（十進(jìn)制的4660），temp2=9876H（十進(jìn)制的-26506），乘法的結(jié)果在A寄存器中為0F8A343F8H（十進(jìn)制的-123517960）。這是一個(gè)32位的結(jié)果，需要兩個(gè)內(nèi)存單元來存放結(jié)果：stha,mpy_I_h；將結(jié)果（高16位）存入變量mpy_I_hstla,mpy_I_l；將結(jié)果（低16位）存入變量mpy_I_l當(dāng)temp1=10H（十進(jìn)制的16），temp2=05H（十進(jìn)制的5），乘法結(jié)果在A寄存器中為00000050H（十進(jìn)制的80）。對(duì)于這種情況，僅僅需要

12、保存低16位即可：stla,mpy_I_l；將結(jié)果（低16位）存入變量mpy_I_l5實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)小數(shù)乘法 在C54X中，小數(shù)的乘法與整數(shù)乘法基本一致，只是由于兩個(gè)有符號(hào)的小數(shù)相乘，其結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)的位置在次高的后面，所以必須左移一位，才能得到正確的結(jié)果。C54X中提供了一個(gè)狀態(tài)位FRCT，將其設(shè)置為1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將乘積結(jié)果左移移位。但注意整數(shù)乘法時(shí)不能這樣處理，所以上面的實(shí)驗(yàn)中一開始便將FRCT清除。兩個(gè)小數(shù)（16位）相乘后結(jié)果為32位，如果精度允許的話，可以只存高16位，將低16位丟棄，這樣仍可得到16位的結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用下列代碼來說明小數(shù)乘法運(yùn)算：ssbxFRCT；FRCT=1，

13、準(zhǔn)備小數(shù)乘法ldtemp1,16,a；將變量temp1裝入寄存器A的高16位mpyatemp2；完成temp2乘寄存器A的高16位，結(jié)果在B中；同時(shí)將temp2裝入T寄存器sthb,mpy_f；將乘積結(jié)果的高16位存入變量mpy_f例如，temp1=temp2=4000H（十進(jìn)制的0.5），兩數(shù)相乘后結(jié)果為20000000（十進(jìn)制的=0.25）。再如，temp1=0ccdH（十進(jìn)制的0.1），temp2=0599aH（十進(jìn)制的0.7），兩數(shù)相乘后B寄存器的內(nèi)容為08f5f0a4H（十進(jìn)制的0.07000549323857）。如果僅保存結(jié)果的高16位08f5H（十進(jìn)制的0.06997680664

14、063）。有時(shí)為了提高精度，可以使用RND或使用MPYR指令對(duì)低16位做四舍五入的處理。6實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)整數(shù)除法 在C54X中沒有提供專門的除法指令，一般有兩種方法來完成除法。一種是用乘法來代替，除以某個(gè)數(shù)相當(dāng)于乘以其倒數(shù)，所以先求出其倒數(shù)，然后相乘。這種方法對(duì)于除以常數(shù)特別適用。另一種方法是使用SUBC指令，重復(fù)16次減法完成除法運(yùn)算。下面我們以temp1/temp2為例，說明如何使用SUBC指令實(shí)現(xiàn)整數(shù)除法。其中變量temp1為被除數(shù)，temp2為除數(shù)，結(jié)果即商存放在變量temp3中。在完成整數(shù)除法時(shí)，先判斷結(jié)果的符號(hào)。方法是將兩數(shù)相乘，保存A或B的高16位以便判斷結(jié)果的符號(hào)。然后只做兩個(gè)正

15、數(shù)的除法，最后修正結(jié)果的符號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)相除，先將被除數(shù)裝入A或B的低16位，接著重復(fù)執(zhí)行SUBC指令，用除數(shù)重復(fù)減16次后，除法運(yùn)算的商在累加器的低16位，余數(shù)在高16位。詳細(xì)代碼如下：ldtemp1,T；將被除數(shù)裝入T寄存器mpytemp2,A；除數(shù)與被除數(shù)相乘，結(jié)果放入A寄存器ldtemp2,B；將除數(shù)temp2裝入B寄存器的低16位absB；求絕對(duì)值stlB,temp2；將B寄存器的低16位存回temp2ldtemp1,B；將被除數(shù)temp1裝入B寄存器的低16位absB；求絕對(duì)值rpt#15；重復(fù)SUBC指令16次subctemp2,b；使用SUBC指令完成除法運(yùn)算bcddiv_

16、end,agt；延時(shí)跳轉(zhuǎn)，先執(zhí)行下面兩條指令，然后判斷A，；若A0，則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)div_end，結(jié)束除法運(yùn)算stlB,quot_i；將商（B寄存器的低16位）存入變量quot_isthB,remain_i；將余數(shù)（B寄存器的高16位）存入變量remain_ixorB；若兩數(shù)相乘的結(jié)果為負(fù)，則商也應(yīng)為負(fù)。先；將B寄存器清0subquot_i,B；將商反號(hào)stlB,quot_i；存回變量quot_i中div_end:上面給出的是整數(shù)除法的通用程序，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體情況做簡(jiǎn)化。如正數(shù)除法可以直接將被除數(shù)temp1裝入B寄存器的低16位，然后用SUBC指令循環(huán)減除數(shù)temp2，減完后B寄存器中

17、低16位為商，高16位為余數(shù)，不用判斷符號(hào)，從而節(jié)省時(shí)間。例如temp1=10H（十進(jìn)制的16），temp2=5，兩數(shù)相除后商為3（在B寄存器的低16位），余數(shù)為1（在B寄存器的高16位）。7實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)小數(shù)除法 在C54X中實(shí)現(xiàn)16位的小數(shù)除法與前面的整數(shù)除法基本一致，也是使用循環(huán)的SUBC指令來完成。但有兩點(diǎn)需要注意：第一，小數(shù)除法的結(jié)果一定是小數(shù)（小于1），所以被除數(shù)一定小于除數(shù)。這與整數(shù)除法正好相反。所以在執(zhí)行SUBC指令前，應(yīng)將被除數(shù)裝入A或B寄存器的高16位，而不是低16位。其結(jié)果的格式與整數(shù)除法一樣，A或B寄存器的高16位為余數(shù)，低16位為商。第二，與小數(shù)乘法一樣，應(yīng)考慮符號(hào)位對(duì)

18、結(jié)果小數(shù)點(diǎn)的影響。所以應(yīng)對(duì)商右移一位，得到正確的有符號(hào)數(shù)。其詳細(xì)代碼如下：ldtemp1,T；將被除數(shù)裝入T寄存器mpytemp2,A；除數(shù)與被除數(shù)相乘，結(jié)果放入A寄存器ldtemp2,B；將除數(shù)temp2裝入B寄存器的低16位absB；求絕對(duì)值stlB,temp2；將B寄存器的低16位存回temp2ldtemp1,16，B；將被除數(shù)temp1裝入B寄存器的高16位absB；求絕對(duì)值rpt#15；重復(fù)SUBC指令16次subctemp2,b；使用SUBC指令完成除法運(yùn)算and#0ffffh,B；將B寄存器的高16位清為0。這時(shí)余數(shù)被；丟棄，僅保留商bcddiv_end,agt；延時(shí)跳轉(zhuǎn)，先執(zhí)行

19、下面兩條指令，然后判斷A，； 若A0，則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)div_end，結(jié)束除法運(yùn)算stlB,-1，quot_f；將商右移一位后存入變量quot_f，右移是為了；修正符號(hào)位xorB；若兩數(shù)相乘的結(jié)果為負(fù)，則商也應(yīng)為負(fù)。先將B；寄存器清0subquot_f,B；將商反號(hào)stlB,quot_f；存回變量quot_f中div_end: 注意，上面的C54X的16位定點(diǎn)有符號(hào)小數(shù)除法通用程序沒有保留余數(shù)，商保存在變量temp3中。舉一個(gè)例子，當(dāng)temp1=2cccH（十進(jìn)制的0.35），temp2=55c2H（十進(jìn)制的0.67），兩數(shù)相除的結(jié)果為temp3=42dcH（十進(jìn)制的0 x42dc0.52233）

20、。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)， DES5402PP-U實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（若使用，需要將CCS配置為硬件仿真器）五、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)需要使用C54X匯編語言實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除的基本運(yùn)算，并通過DES的存貯器顯示窗口觀察結(jié)果。實(shí)驗(yàn)分兩步完成：（1）.編寫實(shí)驗(yàn)程序代碼本實(shí)驗(yàn)的匯編源程序代碼主要分為六個(gè)部分：加法、減法、整數(shù)乘法、小數(shù)乘法、整數(shù)除法和小數(shù)除法。每個(gè)部分后面都有一條需要加斷點(diǎn)的標(biāo)志語句：nop 當(dāng)執(zhí)行到這條加了斷點(diǎn)的語句時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)暫停。這時(shí)你可以通過“存貯器窗口”檢查計(jì)算結(jié)果。當(dāng)然你看到的結(jié)果都是十六進(jìn)制的數(shù)。 （2）.在simulator上調(diào)試運(yùn)行，并觀察結(jié)果 在完成實(shí)驗(yàn)程序代碼的輸入，并在CCS集

21、成開發(fā)環(huán)境采用編譯器對(duì)各模塊進(jìn)行編譯并連接后，就可以在simulator上調(diào)試運(yùn)行。步驟如下：將CCS配置為C5402 simulator，啟動(dòng)CCS。新建工程exer1.prj，將編寫的主程序文件、CMD文件、中斷向量表添加到工程，對(duì)各模塊進(jìn)行編譯，然后rebuild，生成.out輸出文件。c.在CCS界面單擊菜單欄File下面的“Load”選項(xiàng)，并在彈出的File Name對(duì)話框中選擇Debug文件夾下面的exer1.out裝入基本算術(shù)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)程序，這時(shí)應(yīng)能在“反匯編”窗口看到程序代碼。d. 用鼠標(biāo)選中“Memory”窗口，并在其中選擇要查看的存貯器地址段：0 x0800 x08e。e.

22、在反匯編窗口中在每個(gè)“nop”指令處都設(shè)一個(gè)斷點(diǎn)，方法有兩種：1.用鼠標(biāo)單擊該指令將其點(diǎn)亮即可。2.在菜單欄中選擇“Break”Add”,然后在彈出的對(duì)話框中鍵入欲加斷點(diǎn)的地址即可。f. 單擊菜單欄下的“Run=F5”按鈕，啟動(dòng)執(zhí)行基本算術(shù)運(yùn)算程序，程序在執(zhí)行完加法運(yùn)算后自動(dòng)暫停。通過“CPU”窗口可以看到寄存器AHL的內(nèi)容為0 x46，這正是加法運(yùn)算的結(jié)果。同樣，在“Memory”窗口中，可以看到0 x81,0 x82,0 x88的內(nèi)容為分別為0012,0034,0 x46。執(zhí)行加法運(yùn)算后，將0 x81和0 x82的內(nèi)容相加，結(jié)果放在0 x88單元。g. 在“Memory”窗口中用鼠標(biāo)左鍵雙

23、擊0 x81單元，這時(shí)可以修改該內(nèi)存單元的內(nèi)容。輸入新的數(shù)據(jù)0 x0ffee（十進(jìn)制的-18），編輯內(nèi)容時(shí)請(qǐng)直接輸入FFEE（十六進(jìn)制），然后回車確認(rèn)，便完成對(duì)0 x81單元的修改。h. 在“CPU” 窗口中修改PC值，方法也是鼠標(biāo)左鍵雙擊PC寄存器的內(nèi)容，輸入新的PC值0 x1805（編輯內(nèi)容時(shí)直接輸入1805），并用回車鍵確認(rèn)。i. 單擊菜單欄下的“Run=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，重新計(jì)算0 x81和0 x82的和，結(jié)果在0 x88中。當(dāng)程序再次暫停時(shí)，可以看到AHL寄存器和0 x88的內(nèi)容為0 x22（十進(jìn)制的34），這正是我們希望的結(jié)果：-18+52=34。 j. 單擊“R

24、un=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，完成減法運(yùn)算。當(dāng)程序再次暫時(shí)（斷點(diǎn)位于0 x1813），可以看到0 x83和0 x84單元的內(nèi)容分別為FFEE和0012，B寄存器的內(nèi)容為ffdc0000，而0 x89的內(nèi)容為ffdc（十進(jìn)制-36），這正是我們希望的結(jié)果：。注意，該減法操作使用了輔助寄存器尋址，所以計(jì)算結(jié)果在B寄存器的高16位。 k. 單擊“Run=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，完成整數(shù)乘法運(yùn)算。當(dāng)程序再次暫時(shí)（斷點(diǎn)位于0 x181d），可以看到0 x81和0 x82單元的內(nèi)容分別為0012和0034，A寄存器的內(nèi)容為000003A8，這正是我們希望的結(jié)果：18*52=936(

25、0 x3a8)。這時(shí)我們可以用1個(gè)16位的內(nèi)容單元來保存結(jié)果，如將A寄存器的低16位存入0 x8b單元。但如果將0 x81的內(nèi)容修改為0 x2000（十進(jìn)制的8192），在“CPU窗口”中將PC修改為1818，然后繼續(xù)運(yùn)行，重新計(jì)算乘法。當(dāng)程序完成乘法暫停時(shí)，可以看到A寄存器的內(nèi)容為00068000，這也是一個(gè)正確的結(jié)果：8192*52=425984（0 x68000）。此時(shí)將無法用一個(gè)16位的存貯單元來保存A寄存器中的結(jié)果。l. 單擊“Run=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，完成小數(shù)乘法運(yùn)算。當(dāng)程序再次暫停時(shí)（斷點(diǎn)位于0 x1826），可以看到0 x83和0 x84單元的內(nèi)容分別為400

26、0和b548，A寄存器的內(nèi)容為40000000，乘法的結(jié)果在B寄存器中為daa40000，這正是我們希望的結(jié)果：0.5*(-0.58374)=-0.29187(0 x0daa4)。對(duì)于小數(shù)乘法，一般情況都可以用1個(gè)16位的內(nèi)容單元將B寄存器的高16保存（如存入0 x8c單元）。m. 單擊“Run=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，完成整數(shù)除法運(yùn)算。當(dāng)程序再次暫時(shí)（斷點(diǎn)位于0 x183b），可以看到0 x81,0 x82,0 x8d和0 x8e單元的內(nèi)容分別為0034,0012,FFFE和0010，這正是我們希望的結(jié)果：52除以-18，商為-2(0 xfffe) ，余數(shù)為16(0 x10)。n

27、. 單擊“Run=F5”按鈕，程序從當(dāng)前PC繼續(xù)運(yùn)行，完成小數(shù)除法運(yùn)算。當(dāng)程序再次暫停時(shí)（斷點(diǎn)位于0 x1852），可以看到0 x81,0 x82和0 x8f單元的內(nèi)容分別為4000,4ab8和6da3，這正是我們希望的結(jié)果：0.5/0.58374=0.8565457(0 x6da3)。o. 如果以上程序運(yùn)行不正確，請(qǐng)檢查代碼是否輸入正確，還可以在源代碼中插入斷點(diǎn)調(diào)試，注意對(duì)中間結(jié)果的觀察。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，初步編寫相應(yīng)實(shí)驗(yàn)程序代碼2實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)代碼進(jìn)行調(diào)試，并不斷修改達(dá)到正確結(jié)果；3寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。七、思考題1、對(duì)直接尋址用法有什么體會(huì)？如果在直接尋址前遺漏對(duì)DP初

28、始化，對(duì)結(jié)果有什么影響？2、在小數(shù)乘法中使用了置FRCT標(biāo)志為1的指令。如果將該語句取消，那么B寄存器的結(jié)果是多少？想想什么時(shí)候應(yīng)該設(shè)置FRCT標(biāo)志？實(shí)驗(yàn)_2_：數(shù)字振蕩器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 4實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握多模塊程序設(shè)計(jì)方法，掌握定時(shí)器使用，掌握簡(jiǎn)單算法的DSP實(shí)現(xiàn)以及CCS環(huán)境下圖形工具的簡(jiǎn)單應(yīng)用。二、預(yù)習(xí)和參考（1）數(shù)字振蕩器原理設(shè)一個(gè)傳遞函數(shù)為正弦序列sinkT，其z變換為 H(z)=其中，A=2cosT, B=-1, C=sinT。設(shè)初始條件為0，求出上式的反Z變換得： yk=Ayk-1+Byk-2+Cxk-1這是一個(gè)二階差分

29、方程，其單位沖擊響應(yīng)即為sinkT。利用單位沖擊函數(shù)xk-1的性質(zhì)，即僅當(dāng)k=1時(shí)，xk-1=1，代入上式得： k=0 y0 = Ay-1 + By-2 + 0 = 0 k=1 y1 = Ay0 + By-2 + c = c k=2 y2 = Ay1 + By0 + 0 = Ay1 k=3 y3 = Ay2 + By1 . k=n yn= Ayn-1 + Byn-2在k2以后，yk能用yk-1和yk-2算出，這是一個(gè)遞歸的差分方程。 根據(jù)上面的說明，我們可以開始數(shù)字振蕩器的設(shè)計(jì)。設(shè)該振蕩器的頻率為2kHz，采樣率為40kHz（通過定時(shí)器設(shè)置，每隔25us中斷一次，即產(chǎn)生一個(gè)yn），則遞歸的差分

30、方程系數(shù)為： A=2cosT=2cos (2 x PI x 2000 / 40000)=2 x 0.95105652 B=-1 C=sinT=sin (2 x PI x 2000 / 40000)=0.30901699為了便于定點(diǎn)DSP處理，我們將所有的系數(shù)除以2，然后用16位定點(diǎn)格式表示為：這便是本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生2KHz正弦信號(hào)的三個(gè)系數(shù)。在本實(shí)驗(yàn)中，主程序在初始化時(shí)先計(jì)算出y1和y2，然后開放定時(shí)器中斷。以后每次進(jìn)入定時(shí)器中斷服務(wù)程序時(shí)，利用前面的y1和y2，計(jì)算出新的有y0，通過CCS提供的圖形顯示工具，我們將在圖形窗口中看到一個(gè)正弦信號(hào)波形。下面是初始化和中斷服務(wù)程序代碼片段：初始化y1和

31、y2：ssbxFRCT；置FRCT=1，準(zhǔn)備進(jìn)行小數(shù)乘法運(yùn)算st#INIT_A,AA；將常數(shù)A裝入變量AAst#INIT_B,BB；將常數(shù)B裝入變量BBst#INIT_C,CC；將常數(shù)C裝入變量CCpshdCC；將變量CC壓入堆棧popdy2；初始化y2=CCldAA,T；裝AA到T寄存器mpyy2,a；y2乘系數(shù)A，結(jié)果放入A寄存器stha,y1；將A寄存器的高16位存入變量Y1中斷服務(wù)程序片段：ldBB,T；將系數(shù)B裝入T寄存器mpyy2,a；y2乘系數(shù)B，結(jié)果放入A寄存器ltdy1；將y1裝入T寄存器，同時(shí)復(fù)制到y(tǒng)2macAA,a；完成新正弦數(shù)據(jù)的計(jì)算，a寄存器中為； y1*AA+y2*

32、BBstha,1,y1；將新數(shù)據(jù)存入y1，因所有系數(shù)都除過2，；所以在保存結(jié)果時(shí)轉(zhuǎn)移一位，恢復(fù)數(shù)據(jù)正常大小。stha,1,y0；將新正弦數(shù)據(jù)存入y0 （2）C54X的定時(shí)器操作 C54X的片內(nèi)定時(shí)器利用CLKOUT時(shí)鐘計(jì)數(shù)，用戶使用三個(gè)寄存器（TIM，PRD，TCR）來控制定時(shí)器，參見表2-1。在表2-2中列出了定時(shí)器控制寄存器的各個(gè)比特位的具體定義。VC5402的另一個(gè)定時(shí)器（定時(shí)器1）的控制寄存器分別為：0 x30（TIM1）,0 x31（PRD1）,0 x32（TCR1）。 表2-1 VC5402定時(shí)器0的相關(guān)寄存器寄存器地址名稱用途0024hTIM定時(shí)器寄存器，每計(jì)數(shù)一次自動(dòng)減1002

33、5hPRD定時(shí)器周期寄存器，當(dāng)TIM減為0后，CPU自動(dòng)將PRD的值裝入TIM0026hTCR定時(shí)器控制寄存器表2-2 定時(shí)器控制寄存器（TCR）bit概要比特 名稱 功 能15-12 保留 讀出時(shí)為011 Soft 該比特位與10位配合使用以決定定時(shí)器在使用仿真調(diào)試時(shí)狀態(tài)。 Soft=0 當(dāng)進(jìn)入仿真調(diào)試時(shí)，定時(shí)器立即停止工作。 Soft=1 當(dāng)計(jì)數(shù)器被減為0后，停止工作。10 Free 該位與11位配合使用以決定定時(shí)器在使用仿真調(diào)試時(shí)狀態(tài)。 Free=0 根據(jù)11比特位決定定時(shí)器狀態(tài)。 Free=1 忽略11比特位，定時(shí)器不受影響。9-6 PSC 定時(shí)器預(yù)置計(jì)數(shù)器。當(dāng)PSC減為0后，CPU自

34、動(dòng)將TDDR裝入，然后TIM開始減1。5 TRB 定時(shí)器復(fù)位。當(dāng)TRB=1時(shí)，CPU將PRD寄存器的值裝入TIM寄存器，將TDDR的值裝入PSC4 TSS 定時(shí)器啟停控制位。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TSS被清除，定時(shí)器立刻開始工作。 TSS=0 表示啟動(dòng)定時(shí)器 TSS=1 表示停止定時(shí)器0-3 TDDR 定時(shí)器擴(kuò)展周期。當(dāng)PSC減到0后，CPU自動(dòng)將TDDR的值裝入PSC，然后TIM減 1。所以整個(gè)定時(shí)器的周期寄存器可以有20個(gè)比特（PRD+TDDR）。 從上面的介紹可以看到定時(shí)器實(shí)際上可以有20個(gè)比特的周期寄存器。它對(duì)CLKOUT信號(hào)計(jì)數(shù)，先將PSC減1，直到PSC為0，然后用TDDR重新裝入PSC，

35、同時(shí)將TIM減1，直到TIM減為0。這時(shí)CPU發(fā)出TINT中斷，同時(shí)在TOUT引腳輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖寬度為CLKOUT一致。然后用PRD重新裝入TIM，重復(fù)下去直到系統(tǒng)或定時(shí)器復(fù)位。因而定時(shí)器中斷的頻率由下面的公式?jīng)Q定： TINT的頻率= 其中tc表示CLKOUT的周期。定時(shí)器當(dāng)前的值可以通過讀取TIM寄存器和TCR寄存器的PSC比特位得到。下面是本實(shí)驗(yàn)中初始化定時(shí)器的程序片段： stm#10h,TCR；停止定時(shí)器stm#2499,PRD；設(shè)置PRD寄存器值為2499，TINT中斷頻率為 ； Foutclk /（2499+1）= 100MHz/2500 = 40 KHzstm#20h,TC

36、R； 重新裝入TIM和PSC，然后啟動(dòng)定時(shí)器 （3）C54X中斷的使用 在C54X中用戶可以通過中斷屏蔽寄存器IMR來決定開放或關(guān)閉一個(gè)中斷請(qǐng)求。圖2-1給出了C5402的IMR寄存器的各個(gè)比特位的定義。 圖2-1 C5402的IMR寄存器其中，HPINT表示HPI接口中斷，INT3-INT0為外部引腳產(chǎn)生的中斷，TXINT和TRINT為TDM串口的發(fā)送和接收中斷，BXINT0和BRINT0為BSP串口的發(fā)送和接收中斷，TINT0為定時(shí)器0中斷。在中斷屏蔽寄存器IMR中，1表示允許CPU響應(yīng)對(duì)應(yīng)的中斷，0表示禁止。當(dāng)然要CPU響應(yīng)中斷，ST1寄存器中的INTM還應(yīng)該為0（允許所有的中斷）。當(dāng)D

37、SP響應(yīng)中斷時(shí)，PC指針指向中斷向量表中對(duì)應(yīng)中斷的地址，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序。中斷向量表是C54X存放中斷服務(wù)程序的一段內(nèi)存區(qū)域，大小為80H。在中斷向量表中，每一個(gè)中斷占用4個(gè)字的空間，一般情況是將一條跳轉(zhuǎn)或延時(shí)跳轉(zhuǎn)指令存放于此。當(dāng)然，如果中斷服務(wù)程序很短（小于或等于4個(gè)字），可以直接放入該向量表。中斷向量表的位置可以通過修改基地址來改變，其基地址由PMST寄存器中的IPTR（15-7 bits）決定。中斷向量表的各中斷的偏移說明以及中斷向量地址的形成請(qǐng)參考教材以及教材附錄部分。例如C54x復(fù)位后其IPTR全為1，復(fù)位中斷的偏移量為0，所以中斷向量表起始位置在0FF80H，因而復(fù)位后程序從0F

38、F80H開始運(yùn)行。本實(shí)驗(yàn)的初始化程序讀取中斷向量表的啟始地址，然后設(shè)置PMST的高9位，以便DSP能正確響應(yīng)中斷，代碼如下： ld #0,dp；設(shè)置DP頁指針 ssbx intm；關(guān)閉所有中斷 ld #vector, a；讀出中斷向量（地址vector在中斷向量表程序中定義） and #0FF80h, a；保留高9位（IPTR） andm #007Fh, pmst；保留PMST的低7位 or pmst, a； stlm a, pmst；設(shè)置PMST（其中包括IPTR）三、實(shí)驗(yàn)要求基于DSP的定時(shí)器產(chǎn)生2KHz正弦波（采樣率為40KHz或者自定義，但必須滿足采樣定理），采樣CCS圖形查看工具查看

39、產(chǎn)生波形及其頻譜圖。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)， DES5402PP-U實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試本實(shí)驗(yàn)需要使用C54X匯編語言或C語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字振蕩器，并通過CCS提供的圖形顯示窗口觀察輸出信號(hào)波形以及頻譜。實(shí)驗(yàn)分下面幾步完成： （1）.根據(jù)確定數(shù)字振蕩器的頻率，計(jì)算并確定系數(shù)。 （2）啟動(dòng)CCS，新建工程文件，如文件名為sinewave.prj。選擇Project菜單中的Add File to Project選項(xiàng)，將所編寫的匯編源程序exer2.asm、vec_table.asm和連接命令sinewave.cmd文件依次添加到工程文件中。注意，你可以在添加文件對(duì)話框中選擇顯示不同的文件類型來加快文件

40、選擇速度。你也可以使用鼠標(biāo)右鍵單擊工程文件名（如sinewave.prj）并選擇Add Files項(xiàng)來添加需要的文件。其中，exer2.asm包括初始化代碼和中斷服務(wù)程序，而vec_talbe.asm包含中斷向量表。 （3）選擇Project菜單中的Options選項(xiàng)，或使用鼠標(biāo)右鍵單擊工程文件名（如sinewave.prj）并選擇Options項(xiàng)來修改或添加編譯、連接中使用的參數(shù)。例如，選擇Assembler窗口，選擇“Enable Symbolic Debug Infomation”以便使用匯編源代碼級(jí)調(diào)試（你可以在匯編源程序設(shè)置斷點(diǎn)等等）。選擇Linker窗口，在“Output File

41、name”欄中寫入輸出OUT文件的名字，如sine.out，你還可以設(shè)置生成的MAP文件名。 （4）完成編譯、連接，正確生成OUT文件。然后使用File菜單的“Load Program”選項(xiàng)，將生成的OUT文件（如sine.out）裝入DSP的片內(nèi)存儲(chǔ)器。這時(shí)CCS將顯示程序的啟始地址_c_int00。 （5）選ViewGraphTime/Frequency打開圖形顯示設(shè)置窗口。在彈出的對(duì)話框中按圖2-2設(shè)置所示，主要修改“Start Address”為y0（y0為生成的正弦波輸出變量）；“Acquisition Buffer Size”為1，“DSP Data Type”為“16-bit s

42、igned integer”。圖2-2 CCS圖形查看工具設(shè)置（6）在匯編源程序的中斷服務(wù)程序（_tint）中的“nop”語句處設(shè)置斷點(diǎn)。該行被加亮為洋紅色。選擇DebugAnimate，運(yùn)行程序，觀察輸出波形。數(shù)一數(shù)一個(gè)周期的正弦波有多少個(gè)點(diǎn)？算算頻率是否是2kHz？另外，想想Run和Animate兩種運(yùn)行方式的區(qū)別？ （7）用右鍵單擊圖形顯示窗口，并選擇“Proporties”項(xiàng)以便修改顯示屬性。將“Display Type”項(xiàng)改為“FFT Magnitude”以便顯示信號(hào)頻譜。修改“Sampling Rate(Hz)”項(xiàng)為40000，然后退出。注意觀察生成的正弦波頻率。 （8）清除所有斷

43、點(diǎn)，關(guān)閉除波形顯示窗口外的所有窗口，并關(guān)閉工程文件。（9）下面我們使用C語言完成本實(shí)驗(yàn)。新建一個(gè)工程文件，如sinewave_c.prj，并添加所編寫的timer.c，vec_table.asm源程序，再添加timer.cmd，再添加C使用的標(biāo)準(zhǔn)庫rts.lib。該文件應(yīng)該在CCS安裝目錄中。例如，若CCS安裝在d:ti下，則rts.lib應(yīng)該在d:tic5400cgtoolslib下。修改編譯、連接選項(xiàng)，加入符號(hào)調(diào)試選項(xiàng)，修改生成的OUT文件名，如timer.out。 （10）.完成編譯、連接，正確生成OUT文件。然后使用File菜單的“Load Program”選項(xiàng)，將生成的OUT文件（如

44、timer.out）裝入DSP的片內(nèi)存儲(chǔ)器。這時(shí)CCS將顯示程序的啟始地址_c_int00。 (11). 打開C源程序（timer.c）窗口，在中斷服務(wù)程序（函數(shù)tint()）的“con_buf=0;”語句處增加一個(gè)斷點(diǎn)。同樣打開圖形顯示窗口，并將“Start Address”改為buf；“Acquisition Buffer Size”改為128，“Display Data Size”改為128，“DSP Data Type”為“32-bit floating point”。（12）選擇DebugAnimate，運(yùn)行程序，觀察輸出波形。數(shù)一數(shù)一個(gè)周期的正弦波有多少個(gè)點(diǎn)？算算頻率是否是2kHz

45、？同樣用右鍵單擊圖形顯示窗口，顯示信號(hào)頻譜。注意修改“Sampling Rate(Hz)”項(xiàng)為40000，然后退出。注意觀察生成的正弦波頻率。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、預(yù)習(xí)報(bào)告分析采用數(shù)字信號(hào)處理方法產(chǎn)生正弦波原理，復(fù)習(xí)定時(shí)器工作原理及中斷控制方法，考慮主程序、中斷向量表以及CMD模塊的編寫。2、實(shí)習(xí)記錄根據(jù)實(shí)習(xí)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖形，考慮顯示圖形的設(shè)置。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）匯出實(shí)驗(yàn)結(jié)果信號(hào)曲線圖及其頻譜圖。（2）進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)總結(jié)。七、思考題（1）本實(shí)驗(yàn)程序產(chǎn)生了一個(gè)2kHz的正弦信號(hào)，請(qǐng)修改程序，產(chǎn)生一個(gè)頻率相同的余弦信號(hào)。為了驗(yàn)證產(chǎn)生的COS信號(hào)，可以同時(shí)生成SIN和COS信號(hào)，然后在兩個(gè)圖形窗口

46、中顯示波形。它們應(yīng)該正好相差/2相位。重新設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字振蕩器，采樣頻率改為為20KHz，輸出正弦信號(hào)的頻率為4KHz。使用探針工具，用文件保存產(chǎn)生的正弦波數(shù)據(jù)。（4）在（1）題的基礎(chǔ)上，新建一個(gè)工程文件，使用VC5402的定時(shí)器1產(chǎn)生COS信號(hào)，同時(shí)使用定時(shí)器0產(chǎn)生SIN信號(hào)。（5）在CCS中打開連接定位文件sinewave.cmd，看看中斷向量表是如何安排的？并使用MAP文件驗(yàn)證中斷向量表的具體地址。實(shí)驗(yàn)三： BSP串口通信實(shí)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 4實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、本實(shí)驗(yàn)的主要目的是學(xué)習(xí)C54xx的McBSP串口的控制和使用，并利用VC5402的McBSP1串口實(shí)

47、現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。2、學(xué)會(huì)編寫串口通信程序，包括串口的初始化和發(fā)、送中斷服務(wù)程序的編寫。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串口結(jié)構(gòu)與工作原理、包括串口的初始化和發(fā)、送中斷服務(wù)程序的編寫三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段（1）McBSP概述 McBSP與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是通過（DX）腳來發(fā)送，（RX）腳來接收，通信的時(shí)鐘與幀信號(hào)是由CLKX, CLKR, FSX, and FSR腳來控制。DSP的CPU或DMA從數(shù)據(jù)接收寄存器（DRR1，2）讀取接收數(shù)據(jù)，發(fā)送時(shí)向數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器(DXR1,2)寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫入(DXR1,2)后通過傳輸移位寄存器(XSR1,2) 移位輸出到DX上，同樣，從DR上接收的數(shù)據(jù)移位存儲(chǔ)到接收移位寄存器(

48、RSR1,2) 并拷貝到接收緩存寄存器(RBR1,2) ，然后，再由(RBR1,2)拷貝到DRR1,2，DRR1,2就可以由CPU或DMA來讀出。多級(jí)寄存器允許在通信時(shí)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸。C54XX對(duì)McBSP的控制由16位的控制寄存器實(shí)現(xiàn)。(2) McBSP控制寄存器 在圖3-1中給出了McBSP串口的所有控制寄存器。本實(shí)驗(yàn)使用VC5402的McBSP1串口，下面的說明以McBSP1為例。McBSP每個(gè)串口實(shí)際占用6個(gè)物理地址空間，例如McBSP1串口中數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器為兩個(gè)(32bit)，地址分別為0 x42和0 x43。本實(shí)驗(yàn)通過0 x43發(fā)送數(shù)據(jù)(16bit)。數(shù)據(jù)接收寄存器為兩個(gè)(

49、32bit)，地址分別為0 x40和0 x41。本實(shí)驗(yàn)通過0 x41讀取串口接收數(shù)據(jù)(16bit)?？刂萍拇嫫髡加脙蓚€(gè)地址：0 x48和0 x49，而McBSP串口控制寄存器總共有14個(gè)，所以在訪問這些控制寄存器時(shí)，先將要訪問的寄存器編號(hào)（子地址）寫入地址寄存器寄存器0 x48，然后在將數(shù)據(jù)寫入0 x49或從0 x49讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。若要訪問另一個(gè)控制寄存器，又得些修改地址寄存器。串口控制寄存器1的詳細(xì)說明（SPCR1）：子地址 - 0 x0 SPCR1設(shè)置McBSP串口的數(shù)字環(huán)回模式、 接收符號(hào)擴(kuò)展和校驗(yàn)?zāi)Ｊ?、Clock Stop模式、DX是否允許、A-bis 模式、接收中斷模式等，并給出接

50、收同步錯(cuò)誤、接收移位寄存器(RSR1,2)空、接收準(zhǔn)備好等狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)RJUST = 01 ,即接收數(shù)據(jù)不足16BIT時(shí)采用右對(duì)齊且符號(hào)位擴(kuò)展方式，另外接收中斷由RRDY信號(hào)RINTM=00。DLB = 0表示不使用數(shù)字環(huán)路。CLKSTP = 0X 表示時(shí)鐘停止模式，用于非SPI模式。DXENA = 0 表示禁止延時(shí)發(fā)送。ABIS = 0表示不使用A-bis模式。RSYNCERR = 0 表示不檢測(cè)同步錯(cuò)誤。該寄存器初始化值為0 x2000。在啟動(dòng)串口接收工作前應(yīng)將RRST為置1，即該寄存器為0 x2001。圖3-1 McBSP串口控制寄存器圖3-2 串口控制寄存器1串口控制寄存器2的詳細(xì)說明

51、（SPCR2）：子地址 - 0 x1 SPCR2設(shè)置McBSP自由運(yùn)行模式、SOFT 模式、發(fā)送中斷模式，并給出發(fā)送同步錯(cuò)誤、發(fā)送移位寄存器(XSR1,2)空、發(fā)送準(zhǔn)備好等狀態(tài)。此外可以進(jìn)行發(fā)送復(fù)位、采樣率發(fā)生器復(fù)位、幀同步發(fā)生電路復(fù)位。本實(shí)驗(yàn)中FREE = 0 ，SOFT = 1 表示若使用仿真器調(diào)試時(shí)串口在發(fā)送完當(dāng)前字后暫停工作。若連續(xù)運(yùn)行，這兩個(gè)BIT位沒有影響。FRST = 0表示幀同步發(fā)生器復(fù)位，該BIT位工作時(shí)應(yīng)設(shè)為1。GRST =0表示采樣率發(fā)生器（即串口工作的時(shí)鐘）電路復(fù)位，工作中若該串口需要提供時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，應(yīng)設(shè)置為1。XINTM = 00表示串口的發(fā)送中斷由XRDY產(chǎn)生。XS

52、YNCERR = 0表示不檢測(cè)同步錯(cuò)。該寄存器初始化值為0 x100。當(dāng)串口工作時(shí)，應(yīng)將XRST為置1，即該寄存器為0 x1c1。圖3-3 串口控制寄存器2(5) 引腳控制寄存器的詳細(xì)說明（PCR）：子地址 - 0 x0e PCR設(shè)置McBSP傳輸幀同步模式、接收幀同步模式、發(fā)送時(shí)鐘模式、接收時(shí)鐘模式、發(fā)送幀同步信號(hào)的極性、接收幀同步信號(hào)的極性、發(fā)送時(shí)鐘極性、接收時(shí)鐘極性，并給出CLKS、DX、DR腳的狀態(tài)。此外PCR還定義發(fā)送和接收部分在復(fù)位時(shí)相應(yīng)引腳是否配置為通用 I/O。本實(shí)驗(yàn)中，XIOEN和RIOEN = 0表示DX,FSX,CLKX，DR，F(xiàn)SR，CLKR，CLKS都配置為串口而非通

53、用I/O引腳。FSXM = 1表示發(fā)送幀同步由采樣率發(fā)生器產(chǎn)生（請(qǐng)參考SRGR2寄存器的FSGM位）。FSRM = 0 表示接收幀同步由外部提供，因?yàn)镈ES5402PP實(shí)驗(yàn)板的FSXM與FSRM相連。CLKXM = 1 表示發(fā)送時(shí)鐘由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生。CLKRM = 0 表示接收時(shí)鐘由外部提供，同樣因?yàn)镃LKRM與CLKXM連在一起。FSXP = 1 表示發(fā)送幀同步低有效。FSRP = 1 表示接收幀同步低有效。CLKXP = 1 表示CLKX的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)， CLKRP = 0 表示CLKR的下降沿接收數(shù)據(jù)。該寄存器初始化值為0 x0a0e。圖3-4 串口引腳控制寄存器PCR(6) 接

54、收控制寄存器1（RCR1）說明：子地址 - 0 x02RCR1設(shè)置McBSP接收時(shí)第一相（FIRST PHASE）的接收幀長度（從1個(gè)字到128個(gè)字、接收字長度（8、12、16、20、24、32bits）。本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置位每幀1個(gè)字，字長16 bits。初始值為0 x0040。圖3-5 串口接收控制寄存器1(7) 接收控制寄存器2（RCR2）說明：子地址 - 0 x03 RCR2設(shè)置McBSP接收時(shí)是否允許第二相（RPHASE=1）。如果允許，設(shè)置McBSP接收時(shí)第二相的接收幀長度（從1個(gè)字到128個(gè)字、接收字長度（8、12、16、20、24、32bits）。此外， RCR2設(shè)置McBSP接收時(shí)

55、的接收壓縮模式、接收同步幀忽略模式、接收數(shù)據(jù)延遲。在本實(shí)驗(yàn)中，RPHASE = 0 表示只使用單相幀，RCOMPAND = 00表示接收數(shù)據(jù)不壓擴(kuò)，且高位在前，RFIG = 0 表示不忽略接收幀同步信號(hào)。該寄存器初始化設(shè)置為0 x0040或0 x0。圖3-6 串口接收控制寄存器2 (8) 發(fā)送控制寄存器1（XCR1）說明：子地址 - 0 x04 XCR1設(shè)置McBSP發(fā)送時(shí)第一相（FIRST PHASE）的發(fā)送幀長度（從1個(gè)字到128個(gè)字、發(fā)送字長度（8、12、16、20、24、32bits）。本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置位每幀1個(gè)字，字長16 bits。初始值為0 x0040。圖3-7 串口發(fā)送控制寄存器1

56、(9) 發(fā)送控制寄存器2（XCR2）說明：子地址 - 0 x05 XCR2設(shè)置McBSP發(fā)送時(shí)是否允許第二相（XPHASE=1）。如果允許，設(shè)置McBSP時(shí)第二相的發(fā)送幀長度（從1個(gè)字到128個(gè)字、發(fā)送字長度（8、12、16、20、24、32bits）。此外， XCR2設(shè)置McBSP發(fā)送時(shí)的發(fā)送壓縮模式、發(fā)送同步幀忽略模式、發(fā)送數(shù)據(jù)延遲。本實(shí)驗(yàn)不允許使用第二相（XPHASE=0），初始設(shè)置為 0 x0。圖3-8 串口發(fā)送控制寄存器2(10)采樣率發(fā)生器（串口時(shí)鐘產(chǎn)生）寄存器SRGR1：子地址 - 0 x06 采樣率發(fā)生器寄存器1（SRGR1）設(shè)置幀正脈沖寬度和數(shù)據(jù)位時(shí)鐘分頻（ CLKG與輸入C

57、LK頻率之比，約定值為1）。本實(shí)驗(yàn)中雖然將FWID設(shè)置為1，即幀同步脈沖寬度=2，但被忽略了（參見后面幀同步發(fā)生控制寄存器設(shè)置）。時(shí)鐘分頻寄存器=200(0 xC8)，表示設(shè)置串口時(shí)鐘為CLKG=100M /200=500K Hz。本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置為0 x1c8。圖3-9 串口采樣率控制寄存器1(11) 采樣率發(fā)生器（幀同步信號(hào)產(chǎn)生）控制寄存器SRGR2：子地址 - 0 x07 采樣率發(fā)生器寄存器2（SRGR2）設(shè)置采樣率發(fā)生器時(shí)鐘同步模式、CLKS的極性、采樣率發(fā)生器輸入時(shí)鐘選擇、幀周期分頻。本實(shí)驗(yàn)中，GSYNC=0 表示采樣率發(fā)生器是否同步，因CLKSM=1，固該bit不用。CLKSP = 0

58、表示 CLKS的上升沿產(chǎn)生CLKG和FSG。因CLKSM=1該BIT也不用。CLKSM = 1表示采樣率發(fā)生器由CPU時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。FSGM = 0表示幀同步信號(hào)由發(fā)送位移寄存器自動(dòng)產(chǎn)生，忽略FPER和FWID，固FPER =0。所以該寄存器初始化值為0 x2000。圖3-10 串口采樣率控制寄存器2(12)串口的初始化 本實(shí)驗(yàn)的串口初始化包括兩個(gè)部分：串口收發(fā)中斷的設(shè)置和串口寄存器的初始化。根據(jù)前面的介紹，DES5402PP實(shí)驗(yàn)板的串口1設(shè)置為單相幀，字長為16bit，發(fā)送CLOCK由內(nèi)部CPU時(shí)鐘產(chǎn)生，頻率為500KHz，并輸出。同時(shí)串口接收時(shí)鐘也使用該信號(hào)。發(fā)送幀同步信號(hào)由發(fā)送位移寄存器自動(dòng)

59、產(chǎn)生，同時(shí)也提供給串口接收電路。具體設(shè)置參見下面的代碼：;*; The following codes are used to initalize McBSP1 !; When Transmit, this DES5402PP makes CLK,FS ! the other; DES5402PP receives the CLK,FS ! ;* stm #0,MCBSP1_SPSA ; choose SPCR11 stm #2000h,MCBSP1_SPSD; receive sign_extend in DRR stm #1,MCBSP1_SPSA ; choose SPCR20 stm

60、#100h,MCBSP1_SPSD ; stm #2,MCBSP1_SPSA ; choose RCR10 stm #40h,MCBSP1_SPSD ; 16 bits each word stm #3,MCBSP1_SPSA ; choose RCR20 stm #40h,MCBSP1_SPSD stm #4,MCBSP1_SPSA ; choose XCR10 stm #40h,MCBSP1_SPSD ; 16 bits each word stm #5,MCBSP1_SPSA ; choose XCR20 stm #0,MCBSP1_SPSD stm #6,MCBSP1_SPSA ; c