DSP实验讲义.docx

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DSP实验讲义

实验一CodeComposerStudio入门实验

一.实验目的

1.掌握CodeComposerStudio2.0的安装和配置。

2.了解DSP开发系统和计算机与目标系统的连接方法。

3.了解CodeComposerStudio2.0软件的操作环境和基本功能，了TMS320C5xxx软件开发过程。

⑴.学习创建工程和管理工程的方法。

⑵.了解基本的编译和调试功能。

⑶.学习使用观察窗口。

⑷.了解图形功能的使用。

二.实验设备

1.PC兼容机一台；操作系统为Windows2000（或WindowsNT、Windows98、

WindowsXP，以下假定操作系统为Windows2000）。

Windows操作系统的内核如果

是NT的应安装相应的补丁程序（如：

Windows2000为ServicePack3，WindowsXP

为ServicePack1）。

2.ICETEK-VC54167-USB-EDU（或ICETEK-VC5416-PP-EDU）实验箱一台。

如无实验

箱则配备ICETEK-ICETEK-USB仿真器或ICETEK-ICETEK-PP仿真器和

ICETEK-VC5416-A或ICETEK-VC5416-C系统板，5V电源一只。

3.USB连接电缆一条（如使用PP型仿真器换成并口电缆一条）。

三.实验原理

★开发TMS320C5xxx应用系统一般需要以下几个调试工具来完成：

.软件集成开发环境（CodeComposerStudio2.0）：

完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。

它也是硬件调试的辅助手段。

.开发系统（ICETEK5100USB或ICETEK5100PP）：

实现硬件仿真调试时与硬件系统

的通信，控制和读取硬件系统的状态和数据。

.评估模块（ICETEKVC5416-A或ICETEKVC5416-C等）：

提供软件运行和调试的平

台和用户系统开发的参照。

★CodeComposerStudio2.0主要完成系统的软件开发和调试。

它提供一整套的程序编制、维护、编译、调试环境，能将汇编语言和C语言程序编译连接生成COFF（公共目标文件）格式的可执行文件，并能将程序下载到目标DSP上运行调试。

#用户系统的软件部分可以由CodeComposerStudio建立的工程文件进行管理，工程文件一般包含以下几种文件：

.源程序文件：

C语言或汇编语言文件（*.ASM或*.C）

.头文件（*.H）

.命令文件（*.CMD）

.库文件（*.LIB,*.OBJ）

四.实验步骤

1.实验准备

⑴.连接实验设备

①检查并设置ICETEK-LF2407实验箱的各电源开关均处于关闭状态；连接实验箱提供的三相电源线，保证接地良好；

②如使用USB型仿真器，将提供的USB电缆的扁平端连接到计算机的USB接口上，另一端不接；

③如使用PP型仿真器，首先确认计算机电源处于关闭状态，然后将提供的并口电缆的一端连接到计算机的并行接口上；

④连接仿真器的仿真电缆接头到DSP系统板上的JTAG接头。

注意仿真器接头上的一个插孔中有一个封针，DSP系统板上的JTAG接口的相应插针是被空开的，这样保证了仿真接头的方向不会接反。

⑤如使用PP型仿真器，连接并口电缆的未连接端到仿真器上相应接头；连接5V电源；

⑥如使用ICETEK-VC5416-A的DSP系统板，关闭DSP系统板上的电源开关；

⑦将5V电源连接到DSP系统板上；

⑵.开启设备

①接通计算机电源，进入Windows操作系统。

②打开实验箱电源开关，实验箱上的电源指示灯亮。

③如使用ICETEK-VC5416-A的DSP系统板，打开DSP系统板电源开关；DSP系统板上电源指示灯亮。

⑶.安装CodeComposerStudio2.0（可选做）

①将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器；

②利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的CCC5000目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序；

③选择“CodeComposerStudio”，按照安装提示进行安装，并重新启动计算机；

④安装完毕，桌面上出现两个新的图标“SetupCCS2（‘C5000）”、“CCS2（‘C5000）”；

⑷.安装DSP开发系统驱动程序（可选做）

★安装USB型仿真器的驱动程序：

①连接计算机上USB接口电缆的方形接口一端到仿真器上相应接口；仿真器上红色电源灯亮，表示USB接口连通；计算机提示发现新的设备；

②指定驱动程序的路径到教学光盘的ICETEKDriver\C5000\USBDevice目录，选择“mdpjtag.inf”，并完成安装；

③选择“开始”、“设置”、“控制面板”，双击列表中“BlackhawkControlPanel”项，打开“Blackhawk”窗口；

④观察其中显示的设备名称为“BlackhawkUSB2.0JTAGEmulator（S/N:

BD1050）”；

⑤观察仿真器上绿色指示灯亮，表示驱动程序开始工作；

★安装PP型仿真器的驱动程序：

①利用桌面上“我的电脑”打开教学光盘的ICETEKDriver\C5000目录，双击“Setup.exe”，进入安装程序；

②按顺序进行安装，注意驱动程序所安装的隐含路径为C:

\ICETEK\5xxPP；

③如果仿真器的工作环境是以NT为内核的操作系统，如：

WindowsNT、

Windows2000、WindowsXP，还需要安装WindowsNTDriver驱动，运行

教学光盘的ICETEKDriver目录中的WndowsNTDriver.exe并按照步骤完

成安装即可，安装完毕按照提示需要重新启动计算机；

2.设置CodeComposerStudio2.0在软件仿真（Simulator）方式下运行（可选做）

⑴.双击桌面上“SetupCCS2（‘C5000）”，启动“CodeComposerStudioSetup”。

⑵.在“ImportConfiguration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“CodeComposerStudioSetup”中左侧“SystemConfiguration”栏中“MySystem”项被清空。

⑶.在“AvailableConfigurations”列表中，单击选择“C5416Simulator”驱动，并单击“Import”按钮；窗口“CodeComposerStudioSetup”中左侧“SystemConfiguration”栏中“MySystem”项中被加入“C54xSimulator”项。

⑷.单击“Close”按钮，退出“ImportConfiguration”对话框。

⑸.选择“CodeComposerStudioSetup”窗口“File”菜单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；选择“否”，不启动CCS。

3.设置CodeComposerStudio2.0在硬件仿真（Emulator）方式下运行

⑴.双击桌面上“SetupCCS2（‘C5000）”，启动“CodeComposerStudioSetup”。

⑵.在“ImportConfiguration”对话框中单击“Clear”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置；窗口“CodeComposerStudioSetup”中左侧“SystemConfiguration”栏中“MySystem”项被清空。

⑶.对于USB型仿真器（如使用PP型仿真器则跳过此步），在“Available

Configurations”列表中，单击选择“ICETEK-5100USBEmulator”驱动，并单

击“Import”按钮；窗口“CodeComposerStudioSetup”中左侧“System

Configuration”栏中“MySystem”项中被加入“C54xXDS”项。

⑷.单击“Close”按钮，退出“ImportConfiguration”对话框。

⑸.对于PP型仿真器，在“CodeComposerStudioSetup”窗口中间的“Available

Board/SimulatorTypes”窗口中查找名为“Itk5xxpp”的驱动程序，如果没有或

此驱动程序前有禁止符号则：

选择右侧窗口中“InstallaDeviceDriver”，在随后出现的“SelectDeviceDriverFile”对话框中，选择C:

\ICETEK\5xxPP目录中的“Itk5xxpp.dvr”驱动程序；双击“CodeComposerStudioSetup”窗口中间的“AvailableBoard/SimulatorTypes”中的“Itk5xxpp”，选择“BoardProperties”卡片，将其中“I/OPort”的取值改为0x378，选择“Next”，单击“AddSignal”,单击“StartupGELFiles”中“CPU_1”项末尾的浏览按钮，选择C:

\5416EDULab目录中的VC5416A.gel文件，单击“打开”；单击“Finish”；

⑹.选择“CodeComposerStudioSetup”窗口“File”采单中“Exit”项推出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；

4.启动CodeComposerStudio2.0

双击桌面上“CCS2（‘C5000）”，启动CodeComposerStudio2.0；可以看到显示出的C54XCodeComposerStudio窗口；

5.创建工程

⑴.创建新的工程文件：

选择菜单“Project”的“New…”项；在“ProjectCreation”对话框中，在“Project”

项输入volume；单击“Location”项末尾的浏览按钮，改变目录到C:

\5416EDULab\Lab1-UseCC，单击“OK”；单击“完成”；这时建立的是一个空的

工程文件；展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“volume.pjt”，

其中各项均为空。

⑵.在工程文件中添加程序文件：

选择菜单“Project”的“AddFilestoProject…”项；在“AddFilestoProject”对话框中选择文件目录为C:

\5416EDULab\Lab1-UseCC，改变文件类型为“CSource

Files（*.c;*.ccc）”，选择显示出来的文件“volum.c”；重复上述各步骤，添加volume.cmd文件到volum工程中；添加C:

\ti\C5400\cgtools\lib\rts.lib。

⑶.编译连接工程：

选择菜单“Project”的“RebuildAll”项；注意编译过程中CCS主窗口下部的“Build”

提示窗中显示编译信息，最后将给出错误和警告的统计数。

6.编辑修改工程中的文件

⑴.查看工程文件

展开CCS主窗口左侧工程管理窗中的工程各分支，可以看到“volume.pjt”工程中包含“volume.h”、“rts.lib”、“volume.c”和“volume.cmd”文件，其中第一个为程序在编译时根据程序中的“include”语句自动加入的。

⑵.查看源文件

双击工程管理窗中的“volume.c”文件，可以查看程序内容。

双击工程管理窗中的“volume.h”文件，打开此文件显示，可以看到其中有主程序中要用到的一些宏定义如“BUF_SIZE”等。

“volume.cmd”文件定义程序所放置的位置，此例中描述了5416的存储器资源，指定了程序和数据在内存中的位置。

⑶.编辑修改源文件

打开“volume.c”，找到“main（）”主函数，将语句“input=&inp_buffer[0];”

最后的分号去掉，这样程序中就出现了一个语法错误；重新编译连接工程，可以

发现编译信息窗口出现发现错误的提示，双击红色错误提示，CC自动转到程序中出错的地方；将语句修改正确（这里是将语句末尾的分号加上）；重新编译；注意，重新编译时修改的文件被CC系统自动保存。

⑷.修改工程文件的设置

选择“Project”菜单中的“BuildOptions…”项，打开“BuildOptionsfor

volume.pjt”对话框，选择“Linker”卡片，在“StackSize”项后输入1024；单

击“确定”完成设置；通过此设置，重新编译后，程序中的堆栈的尺寸被设置成1024个字。

7.基本调试功能

⑴.执行File→LoadProgram,在随后打开的对话框中选择刚刚建立的

C:

\5416EDULab\Lab1-UseCC\Debug\volume.out文件。

⑵.在项目浏览窗口中,双击volume.c激活这个文件,移动光标到main（）行上,右击鼠标选择ToggleBreakpoint或按F9设置断点。

⑶.选择Debug→Run或按F5运行程序,程序会自动停在main（）函数头上。

①按F10执行到write_buffer（）函数上。

②再按F8,程序将转到write_buffer函数中运行。

③此时,为了返回主函数,按shift-F7完成write_buffer函数的执行。

④再次执行到write_buffer一行,按F10执行程序,对比与F8执行的不同。

注意:

在执行C语言的程序时,为了快速的运行到主函数调试自己的代码,可以使

用Debug→Gomain命令，上述实验中的使用的是较为繁琐的一种方法。

8.使用观察窗口

⑴.执行ViewWatchWindow打开观察窗口。

⑵.在volume.c中,选中任意一个变量,右击鼠标,选择“QuickWatch”，CCS将打开QuickWatch窗口并显示选中的变量。

⑶.在volume.c中,选中任意一个变量,右击鼠标,选择“AddtoWatchWindow”，CCS将把变量添加到观察窗口并显示选中的变量值。

⑷.在观察窗口中双击变量,则弹出修改变量窗口,此时,可以在这个窗口中改变程序变量的值。

⑸.把str变量加到观察窗口中,点击变量左边的”+”,观察窗口可以展开结构变量,并且显示结构变量的每个元素的值。

⑹.把str变量加到观察窗口中；执行程序进入write_buffer函数，此时num函数超出了作用范围，可以利用CallStack窗口察看在不同作用范围的变量：

①执行View→CallStack打开堆栈窗口。

②双击堆栈窗口的main（）选项,此时可以察看num变量的值。

9.文件输入/输出

这一节介绍如何从PC机上加载数据到目标机上。

可用于使用已知的数据流测试算

法的正确性。

在完成下面的操作以前，先介绍CodeComposerStudio的Probe（探针）断点,这种断点允许用户在指定位置提取/注入数据。

Probe断点可以设置在程序的任何位置，.当程序运行到Probe断点时，与Probe断点相关的事件将会被触发，当事件结束后，程序会继续执行。

在这一节里，Probe断点触发的事件是：

从PC机的数据文件加载数据到目标系统的缓冲区中。

⑴.在真实的系统中，read_signals函数用于读取A/D模块的数据并放到DSP缓冲区中。

在这里，代替A/D模块完成这个工作的是Probe断点。

当执行到函数read_signals时，Probe断点完成这个工作。

①在程序行read_signals（int*input）上单击鼠标右键，选择“Toggle

breakpoint”，设置软件断点。

②单击鼠标右键，选择“ToggleProbePoint”，设置Probe断点。

⑵.执行File→FileI/O，打开对话框。

⑶.点击AddFile把sine2.dat文件加到对话框中。

⑷.完成设置：

①在Address中，输入inp_buffer

②在Length中,输入100

③保证warparound被选中；

⑸.关联事件和Probe断点：

①点击AddProbePoint按钮,打开对话框；

②点击ProbePoint列表中的内容,使之被选中；

③在Connect中选择sine2.dat文件；

④点击Replace按钮确认设置；

⑤点击”确定”关闭对话框。

⑹.点击”确定”关闭对话框,此时,已经配置好了Probe断点和与之关联的事件.进一步的结果在下面实验中显示；

10.图形功能简介

下面我们使用CC的图形功能检验上一节的结果

⑴.执行View→GraphTime/Frequency打开GraphPropertyDialog窗口；

⑵.修改属性为如下值并确定：

GraphTitle：

Input

SatrtAddress：

inp_buffer

AcquisitionBufferSize：

100

DisplayDataSize100

DSPType：

16-bitsignedinteger

-在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“ClearDisplay”。

⑶.按F12运行程序.观察input窗口的内容。

五.实验结果

通过对工程文件“volume”的编译、执行后得到结果的图形显示如下：

实验二编制链接控制文件

一.实验目的

1.学习用汇编语言编制程序；了解汇编语言程序与C语言程序的区别和在设置上的不同；

2.学习编制命令文件控制代码的连接；

3.学会建立和改变map文件，以及使用它观察内存使用情况的方法。

4.熟悉使用软件仿真方式调试程序。

二.实验设备

PC兼容机一台，操作系统为Windows2000（或Windows98，WindowsXP，以下默认为

Windows2000），安装CodeComposerStudio2.0软件。

三.实验原理

1.汇编语言程序

汇编语言程序除了程序中必须使用汇编语句之外，其编译选项的设置与C语言编

制的程序也稍有不同。

其区别为：

①汇编语言程序在执行时直接从用户指定入口开始，常见的入口标号为“start”，

而C语言程序在执行时，先要调用C标准库中的初始化程序（入口标号为

“_c_init00”），完成设置之后，才转入用户的主程序main（）运行；为了支持C

初始化代码的连接，C程序在编译时要包含C语言库和与之相配的头文件，这需要用户将库添加到工程中。

②由于CodeComposerStudio的代码链接器默认支持C语言，在编制汇编语言程

序时，需要设置链接参数，选择非自动初始化，注明汇编程序的入口地址。

2.命令文件的作用

命令文件（文件名后缀为cmd）为链接程序提供程序和数据在具体DSP硬件中的位

置分配信息。

通过编制命令文件，我们可以将某些特定的数据或程序按照我们的意图放置在DSP所管理的内存中。

命令文件也为链接程序提供了DSP外扩存储器的描述。

3.内存映射（map）文件的作用

一般地，我们设计、开发的DSP程序在调试好后，要固化到系统的ROM中。

为

了更精确地使用ROM空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序

的map文件可以了解DSP代码的确切信息。

当需要更改程序和数据的大小和位置时，就要适当修改cmd文件和源程序，再重新生成map文件来观察结果。

4.源程序分析

汇编语言源程序UseCMD.asm框图：

四.实验步骤

1.实验准备

设置软件仿真模式：

①启动CC驱动设置窗口：

双击桌面上“SetupCCS2（‘C5000）”图标。

②清除原先驱动设置：

单击“Clear”按钮。

③安装软件仿真驱动（Simulator）：

单击“C5416Simulator”驱动名，单击

“Import”按钮。

④完成设置：

单击“Close”，菜单“File”、“Exit”，“是”。

2.打开工程文件

⑴.双击桌面上“CCS2（‘C5000）”，启动CodeComposerStudio2.0。

⑵.打开菜单“Project”的“New…”项；在“Project”项中输入UseCMD，在“Location”中选择C:

\5416EDULab\Lab2-UseCMD目录，单击“完成”建立UseCMD.pjt。

3.设置工程文件

⑴.打开设置窗口：

选择菜单“Project”的“BuildOptions…”项。

⑵.选择链接设置：

单击“Linker”属性页。

⑶.观察汇编语言程序的特殊设置：

.“AutoinitModel”项设置成“NoAutoinitialization”

.“CodeEntryPoint”项中输入“start”。

⑷.退出设置窗口：

单击“确定”按钮。

4.编译源文件，下载可执行程序

⑴.单击菜单“Project”、“RebuildAll”；

⑵.执行File→LoadProgram,在随后打开的对话框中选择刚刚建立的UseCMD.out

文件。

完成后，系统自动打开源程序文件UseCMD.asm。

5.打开观察窗口

⑴.开启CPU寄存器观察窗口：

单击菜单“View”、“CPURegisters”、“CPU

Registers”。

⑵.在内存观察窗口中观察变量的值：

选择“View”菜单中“Memory…”项，在“MemroyWindowOptions”窗口中

的“Adress”项中输入x，单击“OK”完成设置；在随后显示的“Memory”窗

口中单击鼠标右键，选择“FloatInMainWindow”项。

6.观察程序运行结果

这时，代表程序运行位置的黄色光标条停在start标号下面语句上，程序将从此开

始执行。

⑴.单步执行程序（按F10键）2次，可观察到CPU寄存器窗口中DP和ST0的值

有变化。

⑵.单步运行2次，在变量窗口中观察到变量x、y被赋值。

⑶.单步执行到xh标号后面的语句，观察ACC寄存器和变量z值的变化。

7.生成内存映像文件

⑴.单击菜单“Project”、“Options…”，启动“BuildOptions”工程设置对话框。

⑵.单击“Linker”属性页，在“MapFilename”项中输入需要生成的map文件名，

比如可以输入UseCMD.map

⑶.单击“确定”，完成设置。

⑷.选择菜单“Project”、“RebuildAll”，重新编译工程，生成新设置的map文件。

8.对照观察map文件和cmd文件的内容

⑴.选择菜单“File”、“Open…”，将找到C:

\2407EDULab\L