DSP原理及应用课程设计DSP系统设计+按键计数程序设计.doc

湖南工程学院课 程 设 计课程名称 DSP 原 理 及 应 用 课题名称 DSP系统设计+按键计数程序设计专 业 班 级 学 号 姓 名 LY 指导教师 2011年12月20日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 DSP原理及应用 课题名称 DSP系统设计+按键计数程序设计专业班级 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2011年12月20日任务完成日期 2011年12月31日设计内容与设计要求设计内容：设计一个DSP系统并编写相应程序，内容包括：1、 系统设计，包括：1) 电源电路2) 复位电路3) 时钟电路4) 外部存储器总线接口电路(扩充一定容量的外部存储器)5) 仿真器接口电路2、 对外部中断1进行中断次数计数，计数结果在8个发光二极管以二进制方式显示。计满256次后从零开始。发光二极管接在DSP的I/O引脚上。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计，完成必要的参数计算与元器件选择；绘制电路图(使用protel软件)；3）完成应用程序设计；主 要 设 计 条 件1、 CCS IDE开发软件2、 PROTEL 软件3、 教材及其它参考书说 明 书 格 式1. 课程设计任务书2. 目录3. 系统结构框图4. 各单元硬件设计说明及计算方法5. 软件设计与说明（包括流程图）6. 程序清单7. 总结8. 参考文献附录附录A 系统原理图(protel原理图)附录B 程序清单进 度 安 排设计时间为两周第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料星期二、确定总体设计方案星期三、硬件模块方案设计星期四、软件模块方案设计星期五、元器件参数计算及选择第二周星期一、各硬件模块设计星期二、各软件模块设计星期三、各软件模块设计星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参 考 文 献1秦永左、杨光.TMS320LF240XDSP原理及应用M.北京：清华大学出版社2 林容益. TMS320F240xDSP汇编及C语言多功能控制应用M. 北京：北京航空航天大学出版社3 刘纪红、孙宇舸、 李景华. 数字信号处理实验教程.辽宁：东北大学出版社4 岂兴明. DSP嵌入式开发入门与典型实例. 北京：人民邮电出版社目 录第1章 DSP硬件系统设计11.1 系统总框图11.2 各硬件介绍11.2.1 TMS320LF2407主要特点11.2.2 时钟、锁相环31.2.3 电源电路31.2.4 JTAG电路及复位电路31.2.5 输入、输出电路41.2.6 RAM41.3 最小系统原理图5第2章 软件设计62.1 程序设计思路62.2 程序流程图72.3 程序清单72.3.1 初始化程序72.3.2 中断服务程序8第3章 总结8参考文献10附 录11附录A 系统原理图11附录B 程序清单12第1章 DSP硬件系统设计1.1 系统总框图 系统由电源、锁相环、时钟、复位电路、JTAG仿真等电路组成，如下图所示：图1-1 系统结构图1.2 各硬件介绍1.2.1 TMS320LF2407主要特点1该模块上的资源有32千字FLASH22千字SARAM，544字DARAM，外扩64千字的程序ROM，64千字的数据RAM3两个事件管理器EVA和EVB4可扩展外部存储器总共192K字空间：64K程序存储器，64K字数据存519位A/D转换器6高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚GPIO7电源管理包括3种低功耗模式1.2.2 时钟、锁相环 系统采用有源晶振提高系统的稳定性和时钟的准确性，PLL模块使用外用滤波器电路回路来抑制信号抖动和电磁干扰，使信号抖动和干扰最小，其锁相环和晶振电路如下：图 1-3 锁相环和晶振电路1.2.3 电源电路系统采用TPS7333Q进行3.3V电压的转换对最小系统供电，并添加滤波电容。图1-4 电源电路1.2.4 JTAG电路及复位电路JTAG是JOINT TEST ACTION GPOUP的简称，JTAG接口用于连接DSP系统板和仿真器，实现仿真器DSP访问，JTAG的接口必须和仿真器的接口一致，否则将无法连接上仿真器。TMS320LF2407A内部带有复位电路，因此可以直接RS复位引脚外面接一个上拉电阻即可。JTAG连接图如下：图1-5 JTAG下载接口1.2.5 输入、输出电路系统用8个LED灯指示计数值的0-255，计数输入通过按键中断实现。按键接在XINT1上并上拉，下降沿有效，8个LED分别接在E口的IOPE0-IOPE7上，按键及LED灯指示电路如下：图1-6 按键及LED灯显示1.2.6 RAM其RAM特点如下：164K，16位静态RAM2高速转换时间：8、10、12、15ns3.CMOS低功耗管理4TTL可共存界面53.3V供电6完全静态管理：无时钟或刷新要求7三种输出状态8高位、低位数据控制图1-7 CY7C1021 RAM芯片1.3 最小系统原理图图1-8 系统总原理图第2章 软件设计2.1 程序设计思路按键接在中断上，当遇到外部下降沿时，程序进入中断服务程序，将计数值变量DATA（全局变量）进行加1，并将DATA的值直接赋值给IOPE，由于DATA变量为unsigned char，当计数值达到最大255时，再加1后回自动变为0，于是便可实现256个计数值。2.2 程序流程图图2-1 程序流程图2.3 程序清单 程序主要有系统初始化程序、中断服务程序组成，主程序主要完成初始化及等待外部中断，显示通过E口输出显示。2.3.1 初始化程序初始化程序如下：void SystemInit() asm(" SETCINTM ")； /* 关闭总中断 */asm(" CLRC SXM ")； /* 禁止符号位扩展 */ asm(" CLRC CNF ")； /* B0块映射为 on-chip DARAM*/asm(" CLRC OVM ")； /* 累加器结果正常溢出*/SCSR1=0x02FC; /* 系统时钟CLKOUT=20*2=40M */WDCR=0x006F； /* 禁止看门狗,看门狗时钟64分频 */ KickDog()； /* 初始化看门狗 */ IFR=0xFFFF; /* 清除中断标志 */ IMR=0x0001; /* 打开中断1*/ XINT2CR=0x8001; /*设置为高优先级,下降沿中断,使能中断*/ 2.3.2 中断服务程序void interrupt External_int1()DATA+; /计数值加1PEDATDIR=0xFF00|DATA; /通过E口输出计算二进制值XINT2CR = XINT2CR | 0x8000; /清除XINT2标示位asm(" CLRCINTM "); /清除中断标志 第3章 总结DSP芯片一般管脚比较多，因为它是一个复杂系统的核心，TMS320LF2407就有144个管脚，要很好的设计出一个最小系统必须对其有一定的了解，不然将不得不花费很多时间去熟悉芯片。这次的课题只是让DSP实现计数的功能，用外部中断是一个最直接的一个方法，其次还可通过按键扫描即IO口扫描和输入捕捉来实现，前者耗费DSP资源较多，费时且费“力”，在程序较复杂或对程序的周期要求较短时就会出现很严重的问题，比如数据漏处理、处理能力降低等；后者应该说是最好的，因为输入捕捉可以开中断也可使用查询法，在系统对其他数据采集要求较高时可以采用查询法，在系统对此数据的采集要求较精确时采用中断法，而且输入捕捉还可计算出相邻两次中断的时间间隔，此应用可用于转速测量等。DSP是一个强大的数据处理芯片，对于处理数据来说它是目前最优秀的，速度快且效率高，准确性好。通过这次的课程设计我学到了很多关于DSP的知识，在以后的工作中提前预习了DSP这门课，课本上得知识并不多，要学好DSP还得要自己不断去实践、探索。参考文献1 秦永左、杨光.TMS320LF240XDSP原理及应用.北京：清华大学出版社2 林容益. TMS320F240xDSP汇编及C语言多功能控制应用. 北京：北京航空航天大学出版社3 刘纪红、孙宇舸、 李景华. 数字信号处理实验教程.辽宁：东北大学出版社4 岂兴明. DSP嵌入式开发入门与典型实例. 北京：人民邮电出版社附 录附录A 系统原理图：附录B 程序清单：#include "global.c" /包含头文件void SystemInit(); /系统初始化函数void KickDog(); unsigned char DATA=0; /存储计算值main() SystemInit(); /系统初始化 MCRC=MCRC & 0xFF00; /IOPE0-7设为IO口模式 PEDATDIR=0xFF00; /所有LED关闭 asm(" CLRC INTM "); while(1) ;/主程序循环 void SystemInit() asm(" SETCINTM ");/* 关闭总中断 */asm(" CLRC SXM ");/* 禁止符号位扩展 */ asm(" CLRC CNF "); /* B0块映射为 on-chip DARAM*/asm(" CLRC OVM "); /* 累加器结果正常溢出*/SCSR1=0x02FC; /* 系统时钟CLKOUT=20*2=40M */WDCR=0x006F;/* 禁止看门狗,看门狗时钟64分频 */ KickDog(); /* 初始化看门狗 */ IFR=0xFFFF;/* 清除中断标志 */ IMR=0x0001;/* 打开中断1*/ XINT2CR=0x8001; /*设置为高优先级,下降沿产生中断，使能中断*/ void interrupt External_int1()DATA+;PEDATDIR=0xFF00|DATA; /通过E口输出计算二进制值XINT2CR = XINT2CR | 0x8000; /清除XINT2标示位asm(" CLRCINTM "); /清除中断标志 void KickDog() /*去除看门狗 */WDKEY=0x5555;WDKEY=0xAAAA;电气信息学院课程设计评分表项 目评 价设计方案的合理性与创造性硬件制作或软件编程完成情况*设计说明书质量设计图纸质量答辩汇报的条理性和独特见解答辩中对所提问题的回答情况完成任务情况独立工作能力组织纪律性（出勤率）综合评分 指导教师签名：_ 日 期：_ 注：表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容； 此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。