DSP原理与应用实验指导书
DSP 原理与应用 实验指导书
引言DSP（DigitalSignalProcessor）芯片是一种高性能的微处理器，其技术发展大大地推动了数字信号处理技术的发展与应用，目前从工业系统到家电产品，从军事装备到生物医学仪器，无不融入了DSP技术。可以预料，随着DSP芯片向着运算速度更高、功能更强、制造成本更低、体积更小、重量更轻的方向发展，以DSP技术为核心的新产品和新技术将更加广泛和普及。目前，DSP芯片主要供应商有美国TI（TexasInstruments）公司、AD公司、AT&T公司和Motorola公司等，其中TI公司约占世界DSP芯片销售总量的50%，其技术支持雄厚，在我国被广泛采用。本书中的DSP原理及应用实验项目包括项目实验及大作业部分。项目实验包括CCS的操作环境的使用、基于CCS的基本算法的C编程、算法应用、各种硬件接口编程等。本书由理学院物理与电子科学系白海平编写。本书在编写过程中，得到了许多同事的支持和帮助，以及百科融创仪器公司和TI公司的帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，敬请读者批评指正
引 言 DSP（Digital Signal Processor）芯片是一种高性能的微处理器，其技术发展大大 地推动了数字信号处理技术的发展与应用，目前从工业系统到家电产品，从军事装备 到生物医学仪器，无不融入了 DSP 技术。可以预料，随着 DSP 芯片向着运算速度更 高、功能更强、制造成本更低、体积更小、重量更轻的方向发展，以 DSP 技术为核 心的新产品和新技术将更加广泛和普及。 目前，DSP 芯片主要供应商有美国 TI（Texas Instruments）公司、AD 公司、AT ＆T 公司和 Motorola 公司等，其中 TI 公司约占世界 DSP 芯片销售总量的 50%，其技 术支持雄厚，在我国被广泛采用。 本书中的 DSP 原理及应用实验项目包括项目实验及大作业部分。项目实验包括 CCS 的操作环境的使用、基于 CCS 的基本算法的 C 编程、算法应用、各种硬件接口 编程等。 本书由理学院物理与电子科学系白海平编写。 本书在编写过程中，得到了许多同事的支持和帮助，以及百科融创仪器公司和 TI 公司的帮助，在此一并表示衷心的感谢。 由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，敬请读者批评指正
目录第一章实验平台说明系统总览$1.1使用方法$1.2$1.3模块说明第二章开发软件（CCS）介绍10$2.1CCS简介10$2.2CCS 的安装与配置.12$2.3CCS 的使用.21第三章基本指令实验.26$3.1[实验3.1] 循环操作.26$3.2[实验3.2]双操作数乘法.28$3.3[实验3.3]并行运算.30$3.4[实验3.4]小数运算..32$3.5.34[实验3.5]长字运算$3.6[实验3.6]浮点运算36第四章常见算法实验.38$4.1[实验4.1]卷积运算.38$4.2[实验4.2]相关运算.41$4.3[实验4.3]快速傅里叶变换(FFT）实现.43$4.4[实验4.4]离散余弦变换(DCT）实现47第五章接口及控制实验.50[实验5.1]McBSP配置GPIO实验$5.1.50$5.2[实验5.2]数码管控制实验51
目 录 第一章 实验平台说明.1 §1.1 系统总览.2 §1.2 使用方法.4 §1.3 模块说明.5 第二章 开发软件 ( CCS ) 介绍 .10 §2.1 CCS 简介.10 §2.2 CCS 的安装与配置.12 §2.3 CCS 的使用.21 第三章 基本指令实验.26 §3.1 [实验 3.1] 循环操作.26 §3.2 [实验 3.2] 双操作数乘法.28 §3.3 [实验 3.3] 并行运算.30 §3.4 [实验 3.4] 小数运算.32 §3.5 [实验 3.5] 长字运算.34 §3.6 [实验 3.6] 浮点运算.36 第四章 常见算法实验.38 §4.1 [实验 4.1] 卷积运算.38 §4.2 [实验 4.2] 相关运算.41 §4.3 [实验 4.3] 快速傅里叶变换 (FFT) 实现 .43 §4.4 [实验 4.4] 离散余弦变换 (DCT) 实现 .47 第五章 接口及控制实验.50 §5.1 [实验 5.1] McBSP 配置 GPIO 实验.50 §5.2 [实验 5.2] 数码管控制实验.51
$5.353[实验5.3]液晶显示屏(LCD)实验$5.5[实验5.5]通用异步串行接口（UART）实验.57$5.6[实验5.6]通用串行总线（USB）接口实验..61$5.7[实验5.7]虚拟仪器实验..71$5.8【实验5.8]数字图像基本处理实验（选做）.83第六章附录.87$6.1[附录1]TMS320C5410DSP芯片简介.87[附录2]TMS320C54X指令速查表.92$6.2
§5.3 [实验 5.3] 液晶显示屏 (LCD)实验 .53 §5.5 [实验 5.5] 通用异步串行接口 (UART) 实验.57 §5.6 [实验 5.6] 通用串行总线 (USB) 接口实验 .61 §5.7 [实验 5.7]虚拟仪器实验.71 §5.8 [实验 5.8] 数字图像基本处理实验（选做）.83 第六章 附录.87 §6.1 [附录 1] TMS320C5410 DSP 芯片简介.87 §6.2 [附录 2] TMS320C54X 指令速查表 .92
第一章实验平台说明TMS320C5410是TI公司54系列DSP芯片中相当优秀的一个型号，除了有强大的运算能力外，还集成了丰富的片内资源。基于该芯片的出色性能，它在各种DSP应用场合中发挥着重要作用。实验者可以在5410主控板上进行各种指令实验和算法实验。把5410主控板插接在实验箱主电路板上的接口后，实验者就可以借助已设计好的外部电路进行USB接口、A/D与D/A转换等实验。本实验箱的USB模块主芯片采用功能强大的PHILIPSISP1362芯片，它支持USB2.0和最新的OTG（OnTheGo）协议，因此实验者可以充分学习到最先进的USB技术。A/D与D/A转换是传统的实验内容，本实验箱配置了两个不同的A/D与D/A转换模块，它们有不同的性能和特点，适合于不同的应用场合。把5410与高精度A/D和D/A转换模块配合起来，实验者可以进行声音文件MP3解码实验。配合实验箱主电路板上的各个模块，实验者还可以进行通用异步串行口（UART）的实验，以太网卡实验，液晶显示屏实验，和键盘扫描等实验。另外实验箱上还有两个个信号发生模块和一个加法器可供实验1
- 1 - 第一章 实验平台说明 TMS320C5410 是 TI 公司 54 系列 DSP 芯片中相当优秀的一个型号，除了有强大的运算 能力外，还集成了丰富的片内资源。基于该芯片的出色性能，它在各种 DSP 应用场合中发挥 着重要作用。 实验者可以在 5410 主控板上进行各种指令实验和算法实验。把 5410 主控板插接在实验 箱主电路板上的接口后，实验者就可以借助已设计好的外部电路进行 USB 接口、A/D 与 D/A 转换等实验。本实验箱的 USB 模块主芯片采用功能强大的 PHILIPS ISP1362 芯片，它支持 USB2.0 和最新的 OTG（On The Go）协议，因此实验者可以充分学习到最先进的 USB 技术。 A/D 与 D/A 转换是传统的实验内容，本实验箱配置了两个不同的 A/D 与 D/A 转换模块，它 们有不同的性能和特点，适合于不同的应用场合。把 5410 与高精度 A/D 和 D/A 转换模块配 合起来，实验者可以进行声音文件 MP3 解码实验。配合实验箱主电路板上的各个模块，实验 者还可以进行通用异步串行口（UART）的实验，以太网卡实验，液晶显示屏实验，和键盘 扫描等实验。另外实验箱上还有两个个信号发生模块和一个加法器可供实验