DSP实验报告

实验一 程序的控制与转移

一、实验目的

1、掌握条件算符的使用。

2、掌握循环操作指令（BNAZ ）和比较操作指令（CMPR ）

二、实验设备

计算机、ZY13DSP12BD 实验箱、5402EVM 板。

三、实验原理

程序控制指令主要包括分支转移、子程序调用、子程序返回、条件操作及循环操作等。通过传送控制到程序存储器的其他位置，转移会中断连续的指令流。转移会影响在PC 中产生和保护的程序地址。其中转移可以分为两种形式的，一种是有条件的，另一种是无条件的。

四、实验内容

编写程序，实现计算y=

∑=5

1

i i

x

的值。

五、实验步骤

1、用仿真机将计算机与ZY13DSP12BD 实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电源，然后运行CCS 软件。

2、新建一个项目：点击Project －New ，将项目命名为example2，并将项目保存在自己定义的文件夹下。

3、新建一个源文件example2.asm 。将该文件添加到工程example2.pjt 中。

4、在工程管理器中双击example2.asm ，编写源程序： .tiltle ”example2.asm ” .mmregs

STACK .usect ”STACK ”,10H ;堆栈的设置

.bss x,5 ;为变量分配6个字的存储空间 .bss y,1 .def start .data

table: .word 10,20,3,4,5 ;x1,x2,x3,x4,x5 .text

Start: STM #0,SWWWSR ;插入0个等待状态 STM #STACK+10H,sp ;设置堆栈指针

STM #x,AR1 ;AR1指向x

RPT #4 ;下一条被重复执行5遍

MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据传送到数据存储器 LD #0,A ;A 清零

CALL SUM ;调用求和函数 end: B end

SUM: STM #x,AR3 ;AR3指向x STM #4,AR2 ;AR2=4

loop: ADD *AR3+,A ;*AR3+A-->A,然后AR3+

BANZ loop,*AR2- ;如果AR2的值不为0,则跳到loop 处;否则执行下一条指令 STL A,*(y) ;把A 的低16位赋给变量y

RET

.end

6、编写链接配置文件：

/*example2.cmd */

vectors.obj /*中断向量的目标文件*/

example2.obj /*产生目标文件*/

-o example2.out /*产生可执行下载文件，文件名可以根据不同项目而定*/

-m example2.map /*产生存储器映射文件，文件名可以根据不同项目而定*/

-estart /*程序入口*/

MEMORY

{

PAGE 0: /*定义程序存贮区*/

EPROM:org=0090H len=0F70H /*定义EPROM区，起始地址0090H，长度0F70H*/ VECS: org=0080H len=0010H /*定义VECS区，起始地址0080H，长度0010H*/

PAGE 1: /*定义数据存贮区*/

SPRAM:org=1000H len=1000H /*定义SPRAM区，起始地址1000H，长度1000H*/ DARAM:org=2000H len=2000H /*定义DARAM区，起始地址2000H，长度2000H*/

}

SECTIONS

{

.text :>EPROM PAGE 0 /*将.text段映射到PAGE0的EPROM区*/

.data :>EPROM PAGE 0 /*将.text段映射到PAGE0的EPROM区*/

.bss :>SPRAM PAGE 1 /*将.text段映射到PAGE1的SPRAM区*/

STACK :>DARAM PAGE 1 /*将.text段映射到PAGE1的DARAM区*/

.vectors :>VECS PAGE 0 /*将中断向量表定位到PAGE0的VECS区*/

}

7、编写中断向量表文件

/* vectors.asm */

.title "vectors.asm" /*中断向量表的文件名*/

.ref start /*引用外部定义的标号*/

.sect ".vectors" /*定义初始化的段名*/

B start /*引用start*/

.end

8、对项目进行编译和链接：

把example2.asm、vectors.asm、example2.cmd依次添加到项目后，点击Project－Compile File，在项目编译成功之后点击Project－Build选项对该项目进行链接，生成*.OUT文件。

9、装载可执行文件：

点击：File－Load Programe再选择生成的example2.out文件就可以将程序装载到DSP的内部存储器中。M

10、运行程序并查看结果：

首先打开欲查看的数据空间：点击View－Memory，弹出“Memory Window Options”对话框，把欲查看的地址改为0x1000。

下面是运行结果：

实验二 加减法和乘除法运算

一、实验目的

掌握加减法和乘除法运算指令。

二、实验设备

计算机、ZY13DSP12BD 实验箱、5402EVM 板。

三、实验原理

加减法是通过指令ADD 和SUB 来实现的。乘法是通过MPY 和MAC 来实现的。 而在C54X 指令中没有除法器硬件，也就没有专门的除法指令，但是可以一条条件减法指令加上重复指令“#RPT #15”就可以实现两个无符号数的除法运算。

四、实验内容

1、编写程序，分别实现计算z=x+y-w 、y=mx+b 、y=x1×a2+x2×a

2、y=∑=4

1

i i

i x

a 。

2、分别编写程序，实现计算0.4÷(-0.8)和16384÷512的值。

五、实验步骤

1、用仿真机将计算机与ZY13DSP12BD 实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电源，然后运行CCS 软件。

2、新建一个项目，将项目命名为example4。

3、新建一个源文件保存在和项目相同的一个文件夹下面(example4)，保存类型选择*.ASM ，保存名字命名为example4.asm 。

4、在项目中添加源文件：将刚才建立的example4.asm 文件添加到该项目中去。

5、编写源程序：

在工程管理器中双击example4.asm ，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入计算z=x+y-w 的代码如下： .title "example4.asm" .mmregs

STACK .usect "STACK",10H ;堆栈的设置 .bss x,1 ;为变量分配4个字的存储空间 .bss y,1 .bss w,1 .bss z,1 .def start .data

table .word 10,26,23 ;x,y,w .text

start: STM #0,SWWSR ;插入0个等待状态 STM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针 STM #x,AR1 ; AR1指向x RPT #2

MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据移动到数据存储器 CALL SUMB end: B end

SUMB: LD *(x),A

ADD *(y),A

SUB *(w),A

STL A,*(z)

RET

.end

6、编写链接配置文件：

参照实验一，需要更改的地方如下：更改前更改后

example2.obj example4.obj

-o example2.out -o example4.out

-m example2.map -m example4.map

7、编写中断向量表文件

参照实验一，可不作修改。

8、对项目进行编译和链接：

把example4.asm、vectors.asm、example4.cmd 依次添加到项目后，点击Project－Compile File，在项目编译成功之后点击Project－Build 选项对该项目进行链接，生成*.out 文件。

9、装载可执行文件：

要让程序代码在DSP 内部运行必需将生成的*.OUT 文件装载到DSP 内部，装载方法是点击：File －Load Programe 再选择生成的example4.out 文件就可以将程序装载到DSP 的内部存储器中。

10、运行程序并查看结果：

a）首先打开欲查看的数据空间：点击

View－Memory，弹出“Memory Window Options” 对话框，把欲查看的地址改为0x1000，如右图所示。

b)点击OK 按钮，然后点击Debug－Run 让程序在DSP 内部运行，最后点击Debug－Halt，再观察“Memory ”对话框，看是否与下图一致。

11、实验结果截图：

12、建立其它项目工程文件

建立项目工程文件example5，使之实现计算y=mx+b ；建立项目工程文件example6，使 之实现计算y=x1×a2+x2×a2；建立项目工程文件example8，使之实现计算y=∑=4

1

i i

i x

a ，实

验步骤基本同上。实验代码及结果如下： 计算y=mx+b ：

.title "example5.asm" .mmregs

STACK .usect "STACK",10H ;堆栈的设置 .bss m,1 ;为变量分配4个字的存储空间 .bss x,1 .bss b,1 .bss y,1 .def start .data

table: .word 3,15,20 ;m,x,b .text

start:STM #0,SWWSR ;插入0个等待状态 STM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针 STM #m,AR1 ;AR1指向m

RPT #2 ;把下一条指令重复执行3遍

MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据转移到数据存储器 CALL SU end: B end SULD *(m),T MPY *(x),A ADD *(b),A STL A,*(y) RET .end

连接表如下更改。 更改前 更改后 example2.obj example5.obj -o example2.out -o example5.out -m example2.map -m example5.map 向量表可以不做更改。

实验结果：

计算 y=x1*a1+x2*a2代码：

.title "example6.asm"

.mmregs

STACK .usect "STACK",10H ;堆栈的设置

.bss x1,1 ;为变量分配5个字的存储空间

.bss x2,1

.bss a1,1

.bss a2,1

.bss y,1

.def start

.data

table: .word 3,5,15,20 ;x1,x2,a1,a2

.text

start: STM #0,SWWSR ;插入0个等待状态

STM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针

STM #x1,AR1 ;AR1指向x1

RPT #3 ;移动4个数据

MVPD table,*AR1+ ;把数据从数据存储器存入程序存储器CALL SUM

end: B end

SUM: LD *(x1),T

MPY *(a1),B

LD *(x2),T

MAC *(a2),B STL B,*(y) STH B,*(y+1) RET

.end

连接表如下更改。 更改前 更改后

example2.obj Example6.obj -o example2.out -o example6.out -m example2.map -m example6.map

向量表可不修改。 实验结果如下：

计算y=∑=4

1i i i x a 代码如下：

.title "example8.asm" .mmregs

STACK .usect "STACK",10H ;堆栈的设置 .bss a,4;为变量分配9个字的存储空间 .bss x,4 .bss y,1 .def start .data

table: .word 1,5,3,4 ;a1,a2,a3,a4

.word 8,6,7,2 ;x1,x2,x3,x4

.text

start: STM #0,SWWSR ;插入0个等待状态

STM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针

STM #a,AR1

RPT #7

MVPD table,*AR1+

CALL MAX

end: B end

MAX: STM #a,AR1

STM #x,AR2

STM #2,AR3

LD *AR1+,T

MPY *AR2+,A ;第一个乘积在累加器A中

loop: LD *AR1+,T

MPY *AR2+,B ;其他乘积在累加器B中

MAX A ;累加器A和B比较,选出较大者存入A中BANZ loop,*AR3- ;此循环中共进行3次乘法和比较STL A,*(y)

RET

.end

连接表修改仿照前面，向量表可不修改。

实验结果如下：

计算0.4÷(-0.8)的值的代码：

.title "zhao9f.asm"

.mmregs

STACK .usect "STACK",10H

.bss num,1 ;分子

.bss den,1 ;分母

.bss quot,1 ;商

.data

table: .word 4*32768/10 ;-128

.word -8*32768/10 ;1024

.def start

.text

start: LD #0020H,DP ;设置数据页指针，使DP指向第31页STM #num,AR1

RPT #1

MVPD table,*AR1+ ;传送2个数据至分子、分母

LD @den,16,A ;将分母移到累加器A(31~16)

MPYA @num ;(num)*(A(31~16))->B,获取商的符号

;(在累加器B中)

ABS A ;分母取绝对值

STH A,@den ;分母取绝对值存回原处

LD @num,16,A ;将分子移到累加器A(32~16)

ABS A ;分子取绝对值

RPT #14 ;15次减法循环,完成除法

SUBC @den,A

nop

nop

nop

nop

nop

XC 1,BLT ;如果B<0(商为负数),则需要变号

NEG A

nop

nop

nop

nop

STL A,@quot ;保存商

end: B end

.end

链接配置和向量配置参加上面实验。

实验结果如下：

计算16384÷512的值的代码：

.title "zhao9g.asm"

.mmregs

STACK .usect "STACK",10H

.bss num,1 ;分子

.bss den,1 ;分母

.bss quot,1 ;商

.data

table: .word 66*32768/100 ;0.66-->0x544A

.word -33*32768/100 ;-0.33-->0xD5C3

.def start

.text

start: LD #0020H,DP ;指定数据页指针

STM #num,AR1

RPT #1

MVPD table,*AR1+ ;传送2个数据至分子、分母

LD @den,16,A ;将分母移到累加器A(31~16)

MPYA @num ;(num)*(A(31~16))->B,获取商的符号

;(在累加器B中)

ABS A ;分母取绝对值

STH A,@den ;分母取绝对值存回原处

LD @num,A ;将分子移到累加器A(32~16)

ABS A ;分子取绝对值

RPT #15 ;16次减法循环,完成除法

SUBC @den,A

XC 1,BLT ;如果B<0(商为负数),则需要变号

NEG A

STL A,@quot ;保存商

end: B end

.end

链接表和向量表配置仿照以上实验。实验结果如下：

实验三 IIR 滤波器的DSP 实现方法

一、实验目的

掌握IIR 滤波器的设计方法。

二、实验设备

计算机、ZY13DSP12BD 实验箱、5402EVM 板。

三、实验原理

IIR 滤波器差分方程的一般表达式为0

1

()()()N M

i

i

i i y n b x n i a y n i ===

---∑∑，式中，x(n)为输入

序列；y(n)为输出序列；i a 和i b 为滤波器系数。IIR 滤波器具有无限长的单位秒冲相应，在结构上存在反馈回路，具有递归性，即IIR 滤波器的输出不仅与输入有关，而且与过去的输出有关。

四、实验内容

将DSP 处理后的信号波形在CCS 中显示出来。

五、实验步骤

1、用仿真机将计算机与ZY13DSP12BD 实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电源，然后运行CCS 软件。

2、新建一个项目将项目命名为IIR2。

3、新建一个源文件，我们在这里将保存名字命名为IIR2.asm 。

4、在项目中添加源文件，将刚才建立的IIR2.asm 文件添加到该项目中去。

5、编写源程序：

在工程管理器中双击IIR2.asm ，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入如下内容： 用双操作数指令实现二阶IIR 滤波器，反馈通道:x0=w(n)=x(n)+A1*x1+A2*x2 ，前向通道:y(n)=B0*x0+B1*x1+B2*x2 .title "IIR2.asm" .mmregs .def start

x2 .usect "x",1 x1 .usect "x",1 x0 .usect "x",1

COEF .usect "COEF",5 indata .usect "buffer",1 outdata .usect "buffer",1 .data

table .word 0 ;x(n-1) .word 0 ;x(n-2)

.word 676*32768/10000 ;B2=0.1 .word 1352*32768/10000 ;B1=0.2 .word 676*32768/10000 ;B0=0.3 .word -4142*32768/10000 ;A2=0.5 .word 707*32768/10000 ;A1=-0.4 .text

start: SSBX FRCT

STM #x2,AR1

RPT #1

MVPD #table,*AR1+

STM #indata,AR5

STM #outdata,AR2

STM #COEF,AR1

RPT #4

MVPD #table+2,*AR1+

STM #x2,AR3

STM #COEF+4,AR4 ;AR4-->A1

MVMM AR4,AR1 ;保存地址值在AR1中

STM #3,BK ;设置循环缓冲区长度

STM #-1,AR0 ;设置变址寻址步长

IIR2: MVDD*AR5,*AR3

LD *AR3+0%,16,A ;计算反馈通道,A=x(n)

MAC *AR3,*AR4,A ;A=x(n)+A1*x1

MAC *AR3+0%,*AR4-,A ;A=x(n)+A1*x1+A1*x1 MAC *AR3+0%,*AR4-,A ;A=x(n)+2*A1*x1+A2*x2 STH A,*AR3 ;保存x0

MPY *AR3+0%,*AR4-,A ;计算前向通道,A=B0*x0 MAC *AR3+0%,*AR4-,A ;A=B0*x0+B1*x1

MAC *AR3,*AR4-,A ;B=B0*x0+B1*x1+B2*x2=y(n) STH A,*AR3 ;保存y(n)

MVMM AR1,AR4 ;AR4重新指向A1

BD IIR2 ;循环

MVDD *AR3,*AR2

nop

.end

6、编写链接配置文件如下：

vectors.obj

IIR2.obj

-o IIR2.out

-m IIR2.map

-estart

MEMORY

{

PAGE 0:

EPROM: org=0090H,len=0F70H

VECS: org=0080H,len=0010H

PAGE 1:

SPRAM: org=1000H,len=1000H

DARAM: org=2000H,len=2000H

}

SECTIONS

{

.text :> EPROM PAGE 0

.data > EPROM PAGE 0

.bss :> SPRAM PAGE 1

x: align(4){} > DARAM PAGE 1

COEF: align(8){} > DARAM PAGE 1

{

PAGE 0:

EPROM: org=0090H,len=0F70H

VECS: org=0080H,len=0010H

PAGE 1:

SPRAM: org=1000H,len=1000H

DARAM: org=2000H,len=2000H

}

SECTIONS

{

.text :> EPROM PAGE 0

.data > EPROM PAGE 0

.bss :> SPRAM PAGE 1

x: align(4){} > DARAM PAGE 1

COEF: align(8){} > DARAM PAGE 1

buffer :>DARAM PAGE 1

.vectors :> VECS PAGE 0

}

7、编写中断向量表文件

参照实验一，可不作修改。

8、建立文件in.txt，out.txt，即建立方波输入文件，和滤波后输出的文件。

in.txt文件内容为：输入30个数字“16384”（相当于0.5，若是改为32767，则有可能出现溢出现象），30个数字“0”，每行只输入一个数字。

out.txt文件为空内容，用来存放输出结果。

注：也可以是*.dat格式的文件。

9、对项目进行编译和链接：

把IIR2.asm、IIR2.cmd、vectors.asm依次添加到项目后，点击Project－Compile File，在项目编译成功之后点击Project－Build选项对该项目进行链接，生成*.out文件。

10、装载可执行文件：

要让程序代码在DSP内部运行必需将生成的*.OUT文件装载到DSP内部，装载方法是点击：File －Load Programe再选择生成的IIR2.out文件就可以将程序装载到DSP的内部存储器中。11、关联输入输出文件：

打开IIR2.asm文件，把光标移到“MVDD *AR5,*AR3”这一行，然后点击Porject Toolbar上的探针按钮；把光标移到“MVDD *AR3,*AR2”这一行，同样的点击，然后再设置断点，即点击按扭。

此步设置文件关联。点击File——File I/O，在弹出的对话框中点击Add File，把in.txt 添加进来，在Address栏中输入0x2003,Lenth输入0x0001（代表文件的输入地址即indata在

内存中的输入地址）,选中”Wrap Around”（表示输入文件中的数据是循环向DSP内存中输入的），下面是设置好的界面：

点击“Add Probe Point”按钮，在弹出的对话框：

在上图中点击一下“IIR2.asm line 45-->No Concection”然后在Connect下拉菜单中选择……in.txt文件（……代表路径），最后点击Replace按扭，点击确定，如下图所示。这样就把in.txt 文件与第一个探针相关联了，以后程序运行到此探针处就会从in.txt文件中读取数据。

同理在上述窗口中点击File Output，点击Add File，把out.txt添加进来，在Address 栏中输入0x2004，在Length栏中输入0x0001，其它按默认设置，右图是设置的结果：

完成上述步骤后，点击Add Probe Point，在弹出的窗口中点击IIR2.asm line 58-->No Connection，在Connect下拉菜单中选择out.txt文件，最后点击Replace，下图是设置好的窗口：

点击“确定”，然后再点击“确定”，此时即已完成文件关联设置操作。

12、其它设置：

点击View——Graph——Time/Frequence，出现“Graph Property Dialog”，按下图所示设置。

点击OK。下图是设置好的整个环境。

点击Debug——Animate运行程序，出现一个向左“流动”的经过IIR滤波器的方波波形。

13、也可以同时显示输入的波形和输出的波形，将步骤12中的设置该为如下图所示：

其它操作同步骤12，以Animate方式运行此程序则可以看到以下图形：

把in.txt换成噪声文档，实验结果如下：