西电DSP上机实验报告Word格式文档下载.docx

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练习一：

1、进入VisualDSP＋＋，显示VisualDSP++的集成开发和调试环境窗口。

选择菜单中的Session\NewSession\SHARK\ADSP-21065LSHARKprocessingSimulator.此过程为将要编译运行的程序建立了一个Session.

2、选择菜单File中Open打开Project\E:

\float\unit_1\dot_product_c\dotprodc．dpj。

（注：

练习中将float压缩包解压与E盘）

3、在菜单Project中选择BuildProject来对工程进行编译。

在本例子中，编译器会检测到一个未定义的错误，显示为：

“．＼dotprod_main.c”，line115：

error＃20：

identifier“itn”isundefineditni；

双击该行文字，光标会自动定位出错行，再该行中将“itn”改为“int”,重新编译后没有错误。

这时工程已被成功编译，此时在菜单Debug中点击Run,则进入调试状态。

4、调试无误后，再菜单中选择Tool\LinearProfiling\NewProfile,在弹出的对话框中，进行如下图的参数设置：

实验结果如下：

练习二：

1、从菜单ProjectGroup中选取AddNewProject项，在弹出的工程保存对话框中，将工程名定义为Newproject，并保存在E：

\float\unit_1\dot_product_asm目录下。

2、选取菜单Project\AddtoProject\file（s）…项，按住Ctrl键来同时选中dotprod_main.c，dotprod.c，dotprod_func．asm和dotprodasm.ldf文件，点击“Add”将这几个文件加到工程中

然后进行编译，本例中有一个错误，此错误处于dotprodam.ldf源文件中，具体位置为INPUT_SECTIONS（dotprod.doj（seg_pmco）dotprod.doj（pm_codel）dotProd.doj（pm_code2）dotProd.doj（pm_code3）），将上语句改为INPUT_SECTIONS（dotprod.doj（seg_pmco）dotprod.doj（pm_codel）dotProd_func.doj（pm_code2）dotprod.doj（pm_code3）），重新进行编译，无误后进行调试。

3、在菜单中选择Tool\LinearProfiling\NewProfile,在弹出的对话框中，进行如下图的参数设置：

实验结果分析：

分析实验一和实验二的实验结果，发现对于完成同一种功能，相对于C语言，汇编语言运算效率更高。

练习三：

1、在菜单中选择File\E:

\float\unit_1\convolution\debug\convolution．dxe。

并在随后的源文件对话框中选择文件convolution.cpp。

可以在C代码源文件中看到四个全局数组：

Table、Input、Output和Impulse。

2、编译调试无误后，可以完成绘图工作，具体操作如下：

View\DebugWindows\Plot\New则可弹出绘图对话框，再本例中进行如下的参数设置：

练习四：

（1）在菜单中选择File\E:

（2）打开LinerProfiling窗口，然后对程序进行编译调试，则可在LinerProfiling窗口中展现出卷积程序的执行情况。

实验二用SIMULATOR模拟数字信号处理

了解如何利用SIMULATOR实现基本的信号处理方法。

时域卷积运算

实验二：

DFT运算

实验三：

时域相关运算

实验四：

利用相关函数计算信号的功率谱

\float\unit_2\Conv\conv.asm.将输入文件改为

VARinputx[LENGTH_X]="

pulse1.dat"

;

VARinputy[LENGTH_Y]="

sin64.dat"

2、在菜单中选择View\DebugWindow\Plot\New进行绘图，分别作出inputx,inputy,output的图像。

两个序列卷积，卷积后系列的长度为原来两序列长度的和再减一，所以在画图设置中，应该注意输出output的长度。

1、启动运行VisualDSP++,在菜单中建立一个新的session,即进行一下操作:

Session\NewSession\ADSP-21062SHARKPresessor.

2、将位于将E：

\float\unit_2\DFT_MOD目录下的源文件调入到开发环境中。

3、编译程序前，在下述程序行中将输入数据文件改为square64.dat

即.VARinput[N]="

square64.dat"

。

4、对程序进行编译，并在绘图窗口中观察结果。

1、调入程序，在菜单中执行以下操作：

File\Open\Project\E:

\unit_2\Corr\Corr.asm.

2、选择数据文件，将输入数据inputx改为trig64,inputy改为trig64,可得三角波的自相关函数。

3、将输入数据inputx改为trig64,inputy改为sin64,可得三角波与正弦波的互相关函数。

4、编译程序，并用绘图窗口绘图。

设原函数是f（t），则自相关函数定义为R（t）=f（t）*f（-t），其中*表示卷积；

设两个函数分别是f（t）和g（t），则互相关函数定义为R（u）=f（t）*g（-t），它反映的是两个函数在不同的相对位置上互相匹配的程度。

\unit_2\psd\psd.asm.

2、选择数据文件，将输入数据inputx改为square32,inputy改为square32,可得方波的自相关谱。

3、将输入数据inputx改为square32,inputy改为trig32,可得方波与三角波的互相关谱。

4、编译程序，并用绘图窗口观察输出结果。

实验结果如下:

由冲击函数卷积的性质可知，单位冲击函数与正弦波函数卷积的结果是对正弦波函数进行平移，多个冲击函数与其卷积则是进行平移叠加。

由方波的DFT的性质可知，方波的DFT变换结果是抽样函数，其实部位偶函数，虚部为奇函数。

由信号的相关可以用信号的卷积表示，只有当两个信号完全一样时，其相关结果才会出现一个比较大的峰值（相关峰（两个信号完全重合时的卷积值最大））所以三角波的自相关结果会出现一个大的相关峰（三角波的峰值和峰值重合时）和两个小的峰值（由于信号时“偶对称”的），还有一个波谷（说明此时的两个信号相关性最弱），同理三角波和正弦波的互相关结果则是，当正弦波的波峰与三角波的波峰相重合是的相关值最大，而正弦波的波谷和三角波的波峰重合时相关值最小，相关性最大。

由维纳-欣钦（Wiener-Khintchine）定理可知，功率有限信号的功率谱函数与自相关函数构成一对傅里叶变换，功率有限信号的互功率谱函数与互相关函数构成一对傅里叶变换。

实验结果中的方波自相关函数的DFT变换对应其功率谱函数，方波与三角波的互相关函数的DFT变换对应其互功率谱函数。

通过加窗与不加窗信号的FFT结果我们可以看出，加窗后其信号的能量发散了，使得频谱展宽，波动更加剧烈，还造成了一定的频谱混叠（三角波对比明显），主要是因为信号加窗截断所引起的频谱泄露和谱间干扰。

实验三信号数据采集与谱分析

1、让学生了解信号的自相关知识。

2、让学生理解离散傅立叶变化的原理，掌握DFT的快速算法，同时了解连续信号的采样后的频谱，加深对数字信号处理理论的理解。

1、利用ADSP21065L-EZ-KIT评估板的硬件资源，通过板上codec对输入信号进行采样，取出其中一段数据，然后计算其自相关。

计算结果可以通过主机用VisualDSP++的plot功能描绘出来，也可以用示波器实时查看。

2、利用ADSP21065L的评估板的硬件资源，完成对信号的采样与FFT变换输出。

输出结果可以从示波器上实时地观察到，也可以利用VisualDSP++的plot功能描绘出来。

（一）自相关：

COV

1、连接硬件

关闭PC机的电源，按照硬件连接图正确连接各个硬件设备，检查EZ-KIT板上的跳线位置是否正确，按照硬件连接图检查确保正确连接各个硬件设备。

2、加电和启动程序

检查无误后，分别打开PC机、信号源、评估板和示波器的电源，运行VisualDSP++，新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将…\DSP_exp\unit_3\acorr目录下的源文件（acorr.C、065L_hdr.asm、Buffers.asm和acorr.ldf）加入到工程中。

3、选择或者建立正确的会话类型

按照要求选择或者建立EZ-KIT类型的会话。

4、编译链接和观察结果

编译链接该工程，没有错误后运行程序。

必须注意在Settings菜单中有几项必须正确设置，设置和运行EZ_KIT板方法请上节的有关内容。

正确的设置Settings后，才可以从示波器上看到输出结果。

在程序中恰当位置设置断点（如sample_code函数中的data_count=0程序行），可以利用VisualDSP++的PLOT功能观察采样数据和相关结果。

5、改变信号类型再观察

调节信号发生器，利用示波器监视其输出幅度为0.5-1Vpp，频率为1-2kHZ。

分别产生正弦波和三角波，观察并记录示波器上的输出结果，或者利用VisualDSP++的Plot功能进行观察和记录。

（二）谱分析：

FFT

断开所有电源，连接好信号源，EZ-KIT板，微机，示波器等。

检查EZ-KIT板上的跳线位置是否正确，确保正确连接各个硬件设备。

2、加电和启动程序

检查无误后，分别打开PC机、信号源、评估板和示波器的电源，启动VisualDSP++，新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将…\DSP_exp\unit_3\Fft目录下的源文件（Fft.C、065L_hdr.asm、Buffers.asm和Fft.ldf）加入到工程中。

或者打开\hard\Fft目录下已经存在的工程FFT.dpj。

3、按照要求选择或者建立EZ-KIT类型的会话。

4、编译链接运行程序

运行程序前，必须注意在Settings菜单中有几项必须正确设置，正确的设置Settings后，才可以从示波器上看到输出结果。

在程序中恰当位置设置断点（如main函数中的rfft256程序行，利用VisualDSP++软件的Plot功能，分别绘制data和tempdata两个变量的数值，同样可以观察采样后的信号和FFT变换之后的结果。

5、改变信号再观察

分别产生正弦波、方波和三角波，观察并记录示波器上的输出结果，或者利用VisualDSP++的Plot功能进行记录。

6、改变窗函数再观察

修改源程序中main（）函数中的windows变量的值，让其等于1（对应于Hamming窗和Blackman窗），重新编译运行程序，重复步骤4），观察、记录实验结果，对实验结果作出比较，并得出结论。

实验结果：

COV:

1）SIN:

SIN1:

2）SQU:

SQU1:

3）TRI:

TRI1:

FFT:

1）SIN:

SIN1：

SIN2：

2）SQU:

SQU1：

SQU2：

3）TRI:

TRI1：

TRI2：

单个矩形波的FFT为Sa函数，矩形序列相当于是单个矩形脉冲与周期脉冲序列的卷积得到的，由数字信号处理的知识可以知道，时域卷积对应于频域相乘。

由于周期脉冲序列的DFT仍为周期脉冲序列，只是相邻脉冲间隔变为原来的倒数分之一，所以卷积结果在频域是Sa函数与周期脉冲序列的乘积，即对Sa函数的取样。

未加窗时，矩形序列的FFT是离散化的Sa函数。

加窗后的时域的矩形序列相当于在原矩形序列上乘了一个窗函数，根据数字信号处理的知识，可以知道时域乘积对应于频域的卷积，所以在频域上加窗矩形序列的FFT是Sa函数与窗函数FFT的卷积。

实验四数据采集与滤波处理

通过这个实验加深对数字滤波这种信号处理的方法的理解。

利用ADSP21065L-EZ-KIT板的硬件资源，完成对信号的采样和滤波分析。

本实验中提供的基本FIR滤波器程序，改变FIR滤波器的系数设计出不同的滤波器，如带通滤波器、低通滤波器、多频段带通滤波器等。

滤波效果可以直接在示波器上看到。

关闭PC机的电源，按照硬件连接图正确连接各个硬件设备，检查EZ-KIT板上的跳线位置是否正确，按照硬件连接图检查确保正确连接各个硬件设备。

检查无误后，分别打开PC机、信号源、评估板和示波器的电源，运行VisualDSP++，新建一个工程，工程名称自定义，正确设置工程的各个选项，将…\DSP_exp\unit_3\Filter目录下的源文件（Filter.C、065L_hdr.asm、Buffers.asm和Filter.ldf，以及包含滤波器系数的头文件FIR.H）加入到工程中。

或者打开\hard\Filter目录下已经存在的工程Filter.dpj。

按照要求选择或者建立EZ-KIT类型的会话，详细要求请参阅上节的有关内容。

4、设置程序参数

分析、理解源程序，在源程序中找到修改FIR滤波器类型选择的静态变量staticintfilter。

先让其值为0（默认为不滤波），然后编译链接并运行程序。

5、编译链接和观察结果

6、改变信号类型观察

调节信号发生器，利用示波器监视其输出幅度为0.5-1Vpp，分别产生正弦波、方波和三角波，使其频率从直流到采样频率连续地变化，观察示波器上输出信号幅度和波形的变化。

7、改变滤波器通带范围观察

给静态变量filter赋不同的值（1～4之间的整数），然后编译链接并运行程序。

重复步骤4，5，6记录典型点的信号幅度数据，描绘滤波器幅频特性。

滤波器：

低通：

1）不加窗：

2）加窗：

带通：

不加窗：

加窗：

实验结果分析:

当输入为正弦波时，对于低通滤波器，当正弦波频率超过低通滤波器的截止频率时，输出波形近似为0，当正弦波频率远小于低通滤波器的截止频率时，输出波形不失真；

当正弦波频率远接近于低通滤波器的截止频率时，输出波形有失真。

同样，对于带通滤波器，当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之外时，输出发生失真，近似为0；

当正弦波频率在带通滤波器的最低和最高截止频率之间时，输出为正弦波，无失真。

当输入为方波时，对于低通滤波器和带通滤波器，当方波频率在滤波器的通带范围之内时，输出无失真为方波；

同输入为正弦波不同的是，当输入方波的频率再在截止频率之外时，输出信号不会为0.因为方波不是单一频率的信号，它是由许多不同频率的信号组成的，所以，对于方波，滤波器的阻带只是衰减了方波中某些特定的频率成分，但其它的频率成分仍然可以通过。

大作业

DSP技术的学习体会及发展趋势

自从DSP技术问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。

随着技术成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。

关键词：

信号；

数字信号处理;

信息技术

DSP的定义

DSP就是数字信号处理器，是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。

它的工作原理是将现实世界的模拟信号转换成数字信号，再用数学方法处理此信号，得到相应的结果。

自从数字信号处理器（DigitalSignalProcessor）问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。

随着成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。

DSP数字信号处理器DSP芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构，较传统处理器的冯?

诺依曼结构具有更高的指令执行速度。

其处理速度比最快的CPU快10-50倍。

在当今数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的“旗手”。

最初的DSP器件只是被设计成用以完成复杂数字信号处理的算法。

DSP器件紧随着数字信号理论的发展而不断发展。

DSP发展最快，现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP芯核及外围组件综合集成在单一芯片上。

这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域，前景十分可观。

近年来，随着通信技术的飞速发展，DSP已经成为信号与信息处理领域里一门十分重要的新兴学科，它代表着当今无线系统的主流发展方向。

现在，通信领域中许多产品都与DSP密切联系，例如，Modem、数据加密、扩频通信、可视电话等。

而寻找DSP芯片来实现算法最开始的目标是在可以接受的时间内对算法做仿真，随后是将波形存储起来，然后再加以处理。

DSP技术在各领域的应用

在短短的十多年时间，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。

目前,DSP芯片的价格也越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。

DSP芯片的应用主要有：

（1）信号处理--如，数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。

（2）通信--如，调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等。

（3）语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。

（4）图像/图形--如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等。

（5）军事--如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。

（6）仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。

（7）自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。

（8）医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。

（9）家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等DSP的发展前景DSP的功能越来越强，应用越来越广，达到甚至超过了微控制器的功能，比微控制器做得更好而且价格更便宜，许多家电用第二代DSP来控制大功率电机就是一个很好的例子。

汽车、个人通信装置、家用电器以及数以百万计的工厂使用DSP系统。

数码相机、IP电话和手持电子设备的热销带来了对DSP芯片的巨大需求。

而手机、

PDA、MP3播放器以及手提电脑等则是设备个性化的典型代表，这些设备的发展水平取决于DSP的发展。

新的形势下，DSP面临的要求是处理速度更高，功能更多更全，功耗更低，存储器用量更少。

DSP技术发展前景

DSP的技术发展将会有以下一些走势：

（1）系统级集成DSP是潮流。

小DSP芯片尺寸始终是DSP的技术发展方向。

当前的DSP尺寸小、功耗低、性能高。

各DSP厂商纷纷采用新工艺，改进DSP芯核，并将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上，成为DSP系统级集成电路。

（2）追求更高的运算速度和进一步降低功耗和几何尺寸。

由于电子设备的个人化和客户化趋势，DSP必须追求更高更快的运算速度，才能跟上电子设备的更新步伐。

同时由于DSP的应用范围已扩大到人们工作生活的各个领域，特别是便携式手持产品对于低功耗和尺寸的要求很高，所以DSP有待于进一步降低功耗。

按照CMOS的发展趋势，依靠新工艺改进芯片结构，DSP运算速度的提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。

（3）DSP的内核结构进一步改善。

DSP的结构主要是针对应用，并根据应用优化DSP设计以极大改进产品的性能。

多通道结构和单指令多重数据、超长指令字结构、超标量结构、超流水结构、多处理、多线程及可并行扩展的超级哈佛结构（SHARC）在新的高性能处理器中将占据主导地位。

（4）DSP嵌入式系统。

DSP嵌入式系统是DSP系统嵌入到应用电子系统中的一种通用系统。

这种系统既具有DSP器件在数据处理方面的优势，又具有应用目标所需要的技术特征。

在许多嵌入式应用领域，既需要在数据处理方面具有独特优势的DSP，也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器（MCU）。

因此，将DSP与MCU融合在一起的双核平台，将成为DSP技术发展的一种新潮流。

DSP的发展非常迅速，而销售价格逐年降低目前DSP的结构、总线、资源和接口技术都趋于标准化，尤其接口的标准化进展更快。

这给从事系统设计的工程技