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1、DSP实验指导书正文09版本第一章 实验系统介绍一、系统概述 EL-DSP-EXPII教学实验系统属于一种综合的教学实验系统，该系统采用双CPU设计，实现了DSP的多处理器协调工作。两个DSP通过HPI口并行连接， CPU1可以通过HPI主机接口访问CPU2的存储空间。该系统采用模块化分离式结构，使用灵活方便用户二次开发。客户可根据自己的需求选用不同类型的CPU适配板，我公司所有CPU适配板是完全兼容的，用户在不需要改变任何配置情况下，更换CPU适配板即可作TI公司的不同类型的DSP的相关试验。除此之外，在实验板上有丰富的外围扩展资源（数字、模拟信号发生器，数字量IO扩展，语音CODEC编解码

2、、控制对象、人机接口等单元），可以完成DSP基础实验、算法实验、控制对象实验和编解码通信试验。 EL-DSP-EXPII教学实验系统功能框图二、硬件组成该实验系统其硬件资源主要包括： CPU单元 数字量输入输出单元 存储器及信号扩展单元 BOOTLOADER单元 语音模块 液晶模块 CPLD接口 A/D转换单元 D/A转换单元 信号源单元 温控单元 步进电机 直流电机 键盘接口 电源模块1、 CPU单元CPU单元包括CPU1、CPU2两块可以更换的 CPU板，用户可根据需要选择不同种类的CPU板。板上除CPU之外还包括以下单元：1） CPU模式选择CPU通常情况下可以根据用户需求工作在不同的模

3、式下，主要用MP/的电平来决定。当MP/为高电平时，DSP工作在微处理器模式，当MP/为低电平时。DSP工作在为计算机方式。在不同模式下存储器映射表有所不同。详细信息请查阅相应的数据手册。2）电源模块在CPU板上由于TMS320VC54X数字信号处理器内核采用3.3V和1.8V供电，因此需要将通用的5V转换成3.3V和1.8V。为中央处理器提供内部电源。转换电路如图所示：3） 电平转换由于数字信号处理其内部采用3.3V和1.8V供电，而且其输入输出接口电平为3.3V，对于数字量输出而言完全可以和5V电平兼容。但对于数字量输入而言，由于其内部是3.3V，因此不能将中央处理器的输出口直接和外围扩展

4、的5V器件相连，必须加入电平转换期间进行电平转换和信号隔离。典型的就是数据线，必须进行隔离，对于其他的涉及到的输入信号也要进行相应的转换。在CPU板上，U2（LVTH16245）完成了该项功能。） 复位电路以及时钟单元复位电路主要包括上电复位和硬件手动复位，每次复位要求至少要有8到10个系统时钟。因此要求适当的配置复位电路RC网络。时钟电源主要利用数字信号处理器内部晶振源，并通过外部锁相环控制电路，选择适当倍频倍数，为CPU内部提供系统时钟。2、数字量输入输出单元 8bit的数字量输入（由八个带自锁的开关产生），通过74LS244缓冲；8bit的数字量输出（通过八个LED灯显示），通过74LS

5、273锁存。数字量的输入输出都映射到CPU的IO空间。 数字量显示的八个LED数码管，通过HD7279控制。3、存储器及信号扩展单元：1) 静态存储器SRAM(IS61C256 32K8bit) 在该实验板上，使用的存储器接口芯片是ISSI公司的IS61C256，它具有以下特点： 访问速度10、12、15、20、25ns可选； 低功耗：400mW（典型）； 低静态功耗-250W（典型）CMOS器件；-55mW（典型）TTL器件； 全静态操作，无需时钟或刷新； 输入输出和TTL电平兼容； 单5V供电。静态存储器分为两个部分,一部分是32K16bit的程序存储器（地址为8000H0FFFFH）芯片

6、序号U20、U21和32K16bit的数据存储器（地址为0000H7FFFH）芯片序号U22、U23。根据选择不同类型的CPU分别映射到相应地址的程序空间和数据空间。2)、DSK扩展信号插座：接插件P7、P8是和TI 公司DSK兼容的信号扩展接口，可连接图像处理、高速AD、DA、USB、以太网等扩展板，也可以连接TI公司的标准DSK扩展信号板。P7：CPU信号扩展（TI公司兼容DSK接口）序号符号备注1+12V电源2-12V电源3GND地4GND地5+5V电源6+5V电源7GND地8GND地9+5V电源10+5V电源11NC空脚12NC空脚13NC空脚14NC空脚15NC空脚16NC空脚17N

7、C空脚18NC空脚19+3.3V电源20+3.3V电源21BCLKX0MCBSP0数据输出时钟22NC空脚23BFX0MCBSP0数据输出帧时钟24BDX0MCBSP0数据输出25+5V电源26GND地27BCLKR0MCBSP0数据输入时钟28NC空脚29BFR0MCBSP0数据输入帧时钟30BDR0MCBSP0数据输入31+12V电源32GND地33BCLKX1MCBSP1数据输出时钟34NC空脚35BFX1MCBSP1数据输出帧时钟36BDX1MCBSP1数据输出37GND地38GND地39BCLKR1MCBSP1数据输入时钟40NC空脚41BFR1MCBSP1数据输入帧时钟42BDR1

8、MCBSP1数据输入43GND地44GND地45TOUT0定时器0输出46NC空脚47NC空脚48INT0中断049TOUT1定时器1输出50NC空脚51GND地52GND地53INT1中断154NC空脚55NC空脚56NC空脚57NC空脚58NC空脚59RES复位信号60NC空脚61GND地62GND地63NC空脚64NC空脚65NC空脚66NC空脚67INT2中断268INT3中断369NC空脚70NC空脚71NC空脚72NC空脚73NC空脚74NC空脚75GND地76GND地77GND地78CLK时钟79GND地80GND地P8：CPU信号扩展（TI公司兼容DSK接口）序号符号备注1+5

9、V电源2+5V电源3A19地址4A18地址5A17地址6A16地址7A15地址8A14地址9A13地址10A12地址11GND地12GND地13A11地址14A10地址15A9地址16A8地址17A7地址18A6地址19A5地址20A4地址21+5V电源22+5V电源23A3地址24A2地址25A1地址26A0地址27A21地址28A20地址29NC空脚30NC空脚31GND地32GND地33NC空脚34NC空脚35NC空脚36NC空脚37NC空脚38NC空脚39NC空脚40NC空脚41+3.3V电源42+3.3V电源43NC空脚44NC空脚45NC空脚46NC空脚47NC空脚48NC空脚49

10、NC空脚50NC空脚51GND地52GND地53D15数据54D14数据55D13数据56D12数据57D11数据58D10数据59D9数据60D8数据61GND地62GND地63D7数据64D6数据65D5数据66D4数据67D3数据68D2数据69D1数据70D0数据71GND地72GND地73DSKRE读写信号CPLD控制74SWE写信号75SOE读信号76READY准备好信号77CE3片选78CE2片选79GND地80GND地4、BOOTLOADER单元：使用的存储器接口芯片是28C256 32K8bit，地址为数据空间8000H0FFFFH，它具有以下特点： 访问速度快于45ns 低

11、功耗：典型静态CMOS电流20A 单5V供电 供电电压可在10%变化 典型编程时间4S 100mA闩锁保护从-1V到VCC + 1V 高噪声门限 CMOS/TTL 输入/输出电平兼容 标准28脚DIP、PDIP封装或32脚PLCC封装 板上芯片序号U24用来存放用户程序，可以通过选择CPU板上的MP/来选择bootloader模式。出厂时存储器内固化了系统测试程序，上电后可对系统硬件进行自动测试。在本系统中采用并行存储器引导模式。5、 语音处理单元语音CODEC采用TLC320AD50芯片。该芯片采用sigma-delta技术提供高精度低速信号变换，有两个串行同步变换通道、D/A转换前的差补滤

12、波器和A/D变换后的滤波器。其他部分提供片上时序和控制功能。Sigma-delta结构可以实现高精度低速的数模模数转换。芯片的各种应用软件配置可以通过串口来编程实现。主要包括：复位、节电模式、通信协议、串行时钟速率、信号采样速率、增益控制和测试模式。最大采样速率22.05kb/s,采样精度16bit。 语音处理单元由语音输入模块、TLC320AD50模块、输出功率模块组成。语音输入模块采用偏置和差动放大技术，并经过滤波和处理后将输入到语音编解码芯片TLV320AD50，前端输入的电压范围为-2.5V-+2.5V。经过变换后输入到AD50的芯片的差动信号范围为0-5V。TLC320AD50C作为

13、主方式，通过DSP的MCBSP0口进行通信。 音频信号通过D/A转换后输出，由于TLC320AD50输出的是差动信号，因此首先经过差动放大，然后可以推动功率为0.4W的板载扬声器，也可以接耳机输出。语音处理单元原理框图语音处理单元接口说明：J14：音频输入端子，可输入CD、声卡、MP3、麦克风等语音信号。J15：音频输出端子，可接耳机、音箱。J3： 语音处理单元输入信号接口J1： 语音处理单元输出信号接口J6： 地语音处理单元拨码开关说明：S1: 拨码开关：码位备注1ON：帧同步脉冲接通，缺省设置； OFF： 帧同步脉冲关断；2ON：串口时钟接通，缺省设置；OFF： 缓冲串口时钟关断；S2:拨

14、码开关码位备注1ON：直流量输入，OFF：交流量输入，缺省设置2ON：扬声器输出; OFF：扬声器关闭，缺省设置语音处理单元可调电位器说明：“输入调节”：逆时针音量变大顺时针音量变小“输出调节”：逆时针音量变大顺时针音量变小注：语音处理单元的二号孔IN和OUT通过导线的连接，可以为温控单元，信号源单元提供A/D，D/A转换的功能。详细操作参见实验指导。6、液晶模块本实验系统选用中文液晶显示模块LCM12864ZK，其字型ROM 内含8192个16*16 点中文字型和128个16*8半宽的字母符号字型；另外绘图显示画面提供一个64*256点的绘图区域GDRAM；而且内含CGRAM 提供4 组软件

15、可编程的16*16 点阵造字功能。电源操作范围宽(2.7V to 5.5V)；低功耗设计可满足产品的省电要求。同时，与CPU等微控器的接口界面灵活(三种模式并行8 位/4 位串行3 线/2 线)；LCD数据接口基本上分为串行接口和并行接口两种形式，本实验采用串行接口方式，用户根据需要改变跳线JS1改用并行接口方式。液晶模块拨码开关说明：S23:拨码开关码位备注1空位2ON, 液晶模块背光电源开；OFF, 液晶模块背光电源关，缺省设置；7、CPLD接口 采用XILINX公司的XC95144XL芯片，完成译码和时序控制。JTAG4为CPLD下载接口。可用XILINX公司的软件，通过并口下载电缆对C

16、PLD在线编程。JTAG4 CPLD下载口定义JTAG1 引脚序号JTAG功能组相关说明1TCK时钟2NC空脚3TMS模式控制4GND地5TDI数据输入 6NC空脚 7TDO数据输出8GND地9+5V电源10+5V电源 D2、D3为CPLD工作指示灯 ，正常工作时D2、D3点亮。CPU1复位时， D3不亮，CPU2复位时，D2不亮。8、D/A转换单元 数模转换采用DAC08芯片，分辨率8位，精度1LSB，转换时间可达85ns 。DAC08可以应用在8-bit, 1 us A/D变换，伺服电机、波形发生、语音编码、衰减器、可编程功率变换器、CRT显示驱动、高速modems 以及其他要求低成本、高

17、速等多功能场合。在本实验系统中，DAC08采用对称偏移二进制输出方式，输出电压范围-5V+5V。注：Vref=+10V对称偏移二进制输出编码图 底板DAC08参考电压Vref=+5V；输入00h，输出电压-5V；输入ffh，输出电压+5V。D/A单元原理框图数模转换单元接口说明： S24：拨码开关码位备注2ON, DA输出给直流电机控制端；OFF, DA输出悬空，缺省设置；1ON, DA输出给J4端子；OFF, DA输出悬空，缺省设置； J4：DA输出端子 J2：地9、A/D转换单元模数转换芯片选用AD7822，单极性输入，采样分辨率8BIT，并行输出；內含取样保持电路，以及可选择使用內部或外

18、部参考电压源，具有转换后自动Power-Down的模式，电流消耗可降低至5A以下。转换时间最大为420ns， SNR可达48dB，INL及DNL都在0.75 LSB以內。可应用在数据采样、DSP系统及移动通信等场合。在本实验系统中，参考电压源+2.5V,偏置电压输入引脚Vmid=+2.5V。模拟输入信号经过运放处理后输入AD7822。 VinD7D0Vref/200000000Vref10000000Vref+Verf/211111111AD7822编码图模数单元原理框图模数转换单元拨码开关说明：S25：拨码开关码位备注1ON, 信号源1输出给AD；OFF, AD输入悬空，缺省设置；2ON,

19、信号源2输出给AD；OFF, AD输入悬空，缺省设置； S26：拨码开关码位备注1ON, 温控单元输出给AD；OFF, AD输入悬空，缺省设置；2ON, J12端子输入给AD；OFF, AD输入悬空，缺省设置； J12： AD输入端子 J23：地 拨码开关其它设置状态为非法状态10、信号源单元频率、幅值可调双路三角波、方波和正弦波产生电路采用两片8038信号发生器，输出频率范围20100KHz，幅值范围-10V+10V。输出波形、频率范围可通过波段开关来选择。频率、幅值可独立调节。两路输出信号可以经过加法器进行信号模拟处理和混叠，作为信号滤波处理的混叠信号源。混叠后的信号从信号源1输出。ICL

20、8038原理框图信号源单元原理框图信号源单元波段开关说明：波形选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的波形（正弦、三角、方波），频率选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的频率范围（02K、2K10K、10K120K）。信号源单元电位器说明：“频率调节”左旋变小右旋变大“幅值调节”左旋变大右旋变小 J8：信号源1输出 J7：信号源2输出 J5：地11、温度控制单元由温度信号采集单元、加热信号驱动单元、模拟温箱加热控制电路组成。温度信号采集单元电路的热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，经运放处理，输出一个电压变化(逐渐减小)的温度信号给系统板的A/D采集输入端；加热信号驱动单元将系统板送来

21、的加热信号分两路处理：一路放大后驱动加热指示二极管发光；另一路经隔离后驱动可控硅导通。模拟温箱加热控制电路由加热信号隔离电路、AC220V控制电路（可控硅）输出电路组成。温度控制单元拨码开关说明：S5：拨码开关码位备注1ON, +5V电源给温控单元；OFF,断开+5V电源，缺省设置2ON, +12V电源给温控单元；OFF,断开+12V电源，缺省设置J10：温度控制单元反馈电压输出J11：地LED18：+12V电源指示灯。12、步进电机单元步进电机多为永磁感应式，有两相、四相、六相等多种，实验所用的电机为两相四拍式，通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲信号来控制，

22、所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。脉冲信号是有DSP的IO端口(地址8001H)的低四位提供。位0对应“D”，位1对应“C”，位2对应“B”，位3对应“A”； 如下图所示，电机每相电流为0.2A，相电压为5V，两相四拍的通电顺序如下表所示： 相顺序ABCD01010101102010131001注:顺时针方向旋转通电顺序为0-1-2-3; 逆时针方向旋转通电顺序为3-2-1-0;步进电机单元拨码开关说明：S4：拨码开关码位备注1ON, +5V电源给步进电机单元；OFF,断开+5V电源，缺省设置2ON, +12V电源给直流电机单元；OFF,断开+12V电源，缺省设置LED16:+12

23、V电源指示灯；LED17:+5V电源指示灯；13、直流电机单元该单元由电压调整、驱动电路、速度检测反馈电路组成。由系统板送来的电压信号与可调节的基准电压经加法运算后，输出驱动直流电机运行；速度检测、反馈电路由于电机同轴转的转盘上的强力磁钢、霍尔磁感应放大器、单周期速度信号采集器组成，当与电机同轴运行的转盘上的磁钢与霍尔片正对时，霍尔片输出负电压，经整形、放大，供系统采集。J9：直流电机控制脉冲输入端J13：地 LED15:中断反馈指示灯；14、键盘接口键盘接口是由芯片HD7279按制的，HD7279是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管或（64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片

24、同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。HD7279A具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。在该实验系统中，仅提供了16个键。15、其它接口说明 电源单元：为系统提供+5V、+12V、-12V、+3.3V电源 S22：拨码开关，CPU中断源选择码 位备 注1-ON2-ONCPU中断2给键盘接口1-ON2-OFFCPU中断2给A/D转换单元1-OFF2-ONCPU中断3给键盘接口1-OF

25、F2-OFFCPU中断2、3置高，缺省设置S3：拨码开关码 位备 注1OFF, A/D单元采样时钟为低频，缺省设置；ON, A/D单元采样时钟为高频2ON, J8为信号源1、2路的混频输出；OFF,断开混频输出，缺省设置JTAG接口：JTAG3接口定义引脚序号JTAG功能组相关说明1TMSJTAG模式控制2TRSTJTAG复位3TDIJTAG数据输入4GND地5电源+3.3V6NC空脚7TDOJTAG数据输出8GND 地9TCLKJTAG时钟10GND 地11TCLKJTAG时钟12GND 地13EMU0仿真中断014EMU1仿真中断1K1：非自锁按键，每按一下产生一个负的脉冲。 K10：自锁

26、按键状态备 注按下JTAG3连接到JTAG2弹起JTAG3连接到JTAG1综上所述，本章介绍了该系统的硬件资源，看完本章内容，应该对实验系统有一个基本的了解，在余下的几章中将会结合实验详细介绍，每个单元在实验中的具体应用。第二章 调试软件安装说明一、CCS的安装 利用CCS集成开发环境，用户可以在一个开发环境下完成工程定义、程序编辑、编译链接、调试和数据分析等工作环节。下图为典型CCS集成开发环境窗口示例。整个窗口由主菜单、工具条、工程窗口、编辑窗口、图形显示窗口、内存单元显示窗口和寄存器显示窗口等构成。 以安装CCS5000（2.0）为例：1、 CCS软件安装系统要求要使用Code Composer Studio操作平台必须满足以下的要求: IBM PC(或兼容机) Microsoft Window95/98/ NT 4.0/2000/XP 32M 内存,100M 硬盘空间,奔腾处理器,SVGA(800*600)2、 Code Composer Studio的安装(1) 安装CCS到系统中。将CCS安装光盘放入到光盘驱动器中，运行CCS安装程序setup.exe。出现以下画面。如果在WindowsNT下安装，用户必须要具有系统管理员的权限。选择NEXT，按系统提示安装，默认安装路径是“C：ti”。(2) 安装