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1、
太原理工大學(xué)
DSP課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目：正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
班級(jí)：電信0801班
姓名：凌天
一、 設(shè)計(jì)目的
1、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握DSP的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程
2、 學(xué)會(huì)運(yùn)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)
3、 學(xué)會(huì)用CCS仿真模擬DSP芯片，通過(guò)CCS軟件平臺(tái)上應(yīng)用C54X匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)正弦信號(hào)發(fā)生裝置。
二、 設(shè)計(jì)原理
本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生正弦波的方法是泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)法。泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)法需要的存儲(chǔ)單元少，具有穩(wěn)定性
2、好，算法簡(jiǎn)單，易于編程等優(yōu)點(diǎn)，而且展開(kāi)的級(jí)數(shù)越多，失真度就越小。求一個(gè)角度的正弦值取泰勒級(jí)數(shù)的前5項(xiàng)，得近似計(jì)算式：
三、 總體方案設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)是基于CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境的。CCS是TI公司推出的為開(kāi)發(fā)TMS320系列DSP軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，是目前使用最為廣泛的DSP開(kāi)發(fā)軟件之一。它提供了環(huán)境配置、源文件編譯、編譯連接、程序調(diào)試、跟蹤分析等環(huán)節(jié)，并把軟、硬件開(kāi)發(fā)工具集成在一起，使程序的編寫(xiě)、匯編、程序的軟硬件仿真和調(diào)試等開(kāi)發(fā)工作在統(tǒng)一的環(huán)境中進(jìn)行，從而加速軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)程。通過(guò)CCS軟件平臺(tái)上應(yīng)用C54X匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)正弦信號(hào)發(fā)生裝置。
總體思想
3、是：正弦波的波形可以看作由無(wú)數(shù)點(diǎn)組成，這些點(diǎn)與x軸的每一個(gè)角度值相對(duì)應(yīng)，可以利用DSP處理器處理大量重復(fù)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)來(lái)計(jì)算x軸每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的y的值(在x軸取N個(gè)點(diǎn)進(jìn)行逼近)。整個(gè)系統(tǒng)軟件由主程序和基于泰勒展開(kāi)法的SIN子程序組成，相應(yīng)的軟件流程圖如圖。
四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容
1、設(shè)置
在Family下選擇C55xx，將看到所有C55xx的仿真驅(qū)動(dòng)，包括軟件仿真和硬件仿真；
在Platform下選擇Simulator，在Available Factory Boards中只顯示軟件仿真驅(qū)動(dòng)，選中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)；
雙擊C55xx Rev4.0 CPU Funct
4、ional Simulator，可以在My System下看到所加入的驅(qū)動(dòng)；
點(diǎn)擊Save & Quit，將保存設(shè)置退出Setup CCStudio v3.1并啟動(dòng)運(yùn)行CCStudio。
2、編寫(xiě)匯編源程序sin。
3.、建立匯編源程序
在CCS環(huán)境下，點(diǎn)擊file/new/source file菜單命令，打開(kāi)一個(gè)空白文檔，將匯編程序輸入。
單擊file/save菜單命令，在D:\program files\ti\myprojects下保存文件名為sin，并選擇保存類型為*.asm。
4、建立鏈接命令文件。
5、創(chuàng)建新的工程文件
啟動(dòng)CCS，在Project菜單中選擇New
5、項(xiàng)，在Project中輸入denglin，CCS將創(chuàng)建一個(gè)名為denglin.pjt的工程。
6、將文件添加到工程中
在工程中添加源文件，執(zhí)行菜單project/add files to project，把sin文件添加到工程中。
7、生成和運(yùn)行程序
（1）選擇菜單命令Project→Rebuild All，對(duì)工程重新編譯、匯編和鏈接，主窗口下方的信息窗口將顯示build進(jìn)行匯編、編譯和鏈接的相關(guān)信息。
（2） 選擇菜單命令File→Load Program，在當(dāng)前目錄的Debug目錄下選擇sin并打開(kāi)，將Build生成的程序加載到DSP中。
（3）選擇菜單命令
6、Debug→Run或在Debug工具欄上單擊Run按鈕，運(yùn)行該程序。
8、觀察運(yùn)行結(jié)果
點(diǎn)擊view/gragh菜單命令觀看圖像
五、 主要參數(shù)
六、 源程序
匯編源程序sin
.mmregs
.def start
.def d_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx,sinx,cosx
sin_x: .usect "sin_x",360
STACK: .usect "STACK",10H
k_theta .set 286
7、 ;theta=pi/360(0.5deg)
start:
.text
STM #STACK+10H,SP
STM k_theta,AR0
STM 0,AR1
STM #sin_x,AR6
STM #90,BRC
RPTB loop1-1
LDM AR1,A
LD #d_xs,DP
STL A,@d_xs
8、 STL A,@d_xc
CALL sinx ;d_sinx=sin(x)
CALL cosx ;d_cosx=cos(x)
LD #d_sinx,DP
LD @d_sinx,16,A ;A=sin(x)
MPYA @d_cosx ;B=sin(x)*cos(x)
STH B,1,*AR6+ ;AR6----2*sin(x)
9、
MAR *AR1+0
loop1: STM #sin_x+89, AR7 ;sin91(deg.)-sin179(deg.)
STM #88,BRC
RPTB loop2-1
LD *AR7-,A
STL A,*AR6+
loop2: STM #179,BRC ;sin180(deg.)-sin359(deg.)
STM #sin_x,AR7
RPTB lo
10、op3-1
LD *AR7+,A
NEG A
STL A,*AR6+
loop3: STM #sin_x,AR6 ;generate sin wave
STM #1,AR0
STM #360,BK
B loop3
sinx:
.def d_xs,d_sinx
.data
table_s .word 01C7H ;C1=1/(
11、8*9)
.word 030BH ;C2=1/(6*7)
.word 0666H ;C3=1/(4*5)
.word 1556H ;C4=1/(2*3)
d_coef_s .usect "coef_s",4
d_xs .usect "sin_vars",1
d_squr_xs .usect "sin_vars",1
d_temp_s .usect "sin_vars",1
d_sinx .usect
12、"sin_vars",1
d_l_s .usect "sin_vars",1
.text
SSBX FRCT
STM #d_coef_s,AR5 ;move coeffs table_s
RPT #3
MVPD #table_s,*AR5+
STM #d_coef_s,AR3
STM #d_xs,AR2
STM #d_l_s,AR4
13、 ST #7FFFH,d_l_s
SQUR *AR2+,A ;A=x^2
ST A,*AR2 ;(AR2)=x^2
||LD *AR4,B ;B=1
MASR *AR2+,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/72,T=x^2
MPYA A ;A=T*A=x^2(1-x^2/72)
14、 STH A,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/72)
MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/42(1-x^2/72);T=x^2(1-x^2/72)
MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))
ST B,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))
||LD
15、 *AR4,B ;B=1
MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))
MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))
ST B,*AR2 ;(d_temp)=B
||LD *AR4,B ;B=1
16、 MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))
MPYA d_xs ;B=x(1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))))
STH B,d_sinx ;sin(theta)
RET
cosx:
.def d_xc,d_cosx
d_coef_c .usect "coef_c
17、",4
.data
table_c .word 0249H ;C1=1/(7*8)
.word 0444H ;C2=1/(5*6)
.word 0AABH ;C3=1/(3*4)
.word 4000H ;C4=1/2
d_xc .usect "cos_vars",1
d_squr_xc .usect "cos_vars",1
d_temp_c .usect "cos_vars",
18、1
d_cosx .usect "cos_vars",1
c_l_c .usect "cos_vars",1
.text
SSBX FRCT
STM #d_coef_c,AR5 ;move coeffs table_c
RPT #3
MVPD #table_c,*AR5+
STM #d_coef_c,AR3
STM #d_xc,AR2
STM
19、 #c_l_c,AR4
ST #7FFFH,c_l_c
SQUR *AR2+,A ;A=x^2
ST A,*AR2 ;(AR2)=x^2
||LD *AR4,B ;B=1
MASR *AR2+,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/56,T=x^2
MPYA A ;A=T*A
20、=x^2（1-x^2/56）
STH A,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/56)
MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/30(1-x^2/56); T=x^2(1-x^2/56)
MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/30(1-x^2/56))
ST B,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/30(1-x^2
21、/56))
||LD *AR4,B ;B=1
MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/12(1-x^2/30(1-x^2/56))
SFTA A,-1,A ;-1/2
NEG A
MPYA *AR2+ ;B=-x^2/2(1-x^2/12(1-x^2/30(1-x^2/56)))
MAR *AR2+
22、
RETD
ADD *AR4,16,B ;B=-x^2/2(1-x^2/12(1-x^2/30(1-x^2/56)))
STH B,*AR2 ;cos(theta)
RET
.end
鏈接命令文件
MEMORY
{
PAGE 0:
EPROM: org=0E000H, len=1000H
VECS: org=0FF80H, le
23、n=0080H
PAGE 1:
SPRAM: org=0060H, len=0020H
DARAM1: org=0080H, len=0010H
DARAM2: org=0090H, len=0010H
DARAM3: org=0200H, len=0200H
}
SECTIONS
{
.text :> EPROM PAGE 0
.data :> EPROM PAGE 0
STACK
24、:> SPRAM PAGE 1
sin_vars :> DARAM1 PAGE 1
coef_s :> DARAM1 PAGE 1
cos_vars :> DARAM2 PAGE 1
coef_c :> DARAM2 PAGE 1
sin_x : align(512) {} > DARAM3 PAGE 1
.vectors :>VECS PAGE 0
}
七、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
結(jié)果成功生成了正弦波圖像，表明改程序能通過(guò)TMS320C54x產(chǎn)生正弦信號(hào)
八、 設(shè)計(jì)總結(jié)
這次實(shí)驗(yàn)把平時(shí)書(shū)本上生硬的文字變成了活生生的圖像，使我對(duì)這門(mén)學(xué)科的基本知識(shí)、理論解起來(lái)更加方便直觀和深刻。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我基本了解了DSP應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程，掌握了匯編源程序的編輯、匯編和鏈接過(guò)程，熟悉了CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，CCS的安裝及設(shè)置，CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，CCS的基本使用，調(diào)試應(yīng)用程序。我成功通過(guò)CCS軟件應(yīng)用C54X匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了正弦信號(hào)發(fā)生裝置，這次實(shí)驗(yàn)使我能夠更真實(shí)地體會(huì)到DSP的功能和用途。
DSP課程設(shè)計(jì)正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
