DSP原理与应用实验报告

DSP原理与应用实验报告

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指导教师：

实验一代数汇编指令基础实验

一、实验目的：

1.通过调试目标代码，掌握指令的功能，熟悉指令;

2.通过指令的熟悉，能够指令应用于实际项目中。

二、实验原理：

Ti公司的代数汇编指令。

三、实验程序：

.title"算术指令综合实验"

.mmregs

.sect ".vect"

.copy "vectors.asm"

.text

_Start:

;

AR7=#767 ;

A=#38CAH ;

DP=#08AH ;

RSA=#0123H;

DP=#188H ;

ASM=#0AH

AR7=A

MMR(*AR7+)=#1234H

DP=#04H

A=#9876H

AR6=#230H

*AR6+=#9ACDH

ARP=#6

;

@38H=A

NOP

NOP

AR0=#003AH

A=*AR6+0

T=#08H

SXM=1

B=*AR6-<

AR7=#0220H

*AR7=#0E5D8H

A=*AR7+0B<<-12

@3AH=#665AH

AR2=#023AH

BK=#0

A=*AR2-0%<<12

BK=#002AH

AR3=#0256H

*AR3- =HI(B)<<8

ASM=#-8

*AR3+ =A<

AR4=#0216H

*AR4=#8775H

B=#025AH

A=B<

MMR(*AR4+)=B

A=MMR(13H)

AR2=#0245H

*AR2=A<<7

@3AH=A<

*AR2+0%=B<<4

;

*AR2=#1CH

ASM=*AR2

T=*AR4+

LTD(*AR2+)

B=RND(*AR2+)

*AR3=#0F57AH

A=UNS(*AR3)

B=*AR3+

*AR3+0B=T

TRN=#12ACH

A=DBL(*AR4+)

B=DUAL(*AR2-)

DBL(*AR3-)=A

DUAL(*AR4+)=B

*AR3+

=HI(A)<

=HI(B)<

A=#3456H

IF(AGT)*AR4+

=HI(A)<

B=#0F679H

IF(BLEQ)*AR3-

=HI(B)<

A=#0F98DH

IF(AGT)*AR2+ =BRC

IF(ALT)*AR3- =T

B=#0125CH

IF(BGEQ)*AR2+ =BRC

CMPS(A,*AR4-)

CMPS(B,*AR2+)

;

B=@20

DP=#40

A=#1234H

@22=A

A=A+@9AH

@25=A

AR3=#0236H

*AR3=#0F775H

AR5=#024AH

*AR5=#09ACDH NEXT: NOP

A=#9ABCH

*AR5+ =A

A=A+#1000H

A=A+#08ADEH

SXM=0

A=#07AB8H<<16

A=A+#04ADEH

A=A-#08ADEH<<16

SXM=1

B=#0FF7CH

A=#0889AH

A=A-#09ACDH<<16

B=A-*AR5-

C=1

B=B-A<

*AR5=A

C16=0

A=DBL(*AR5-)-A

B=B-*AR3+

A=B+*AR5+<<16

A=A-B<

B=*AR3+<<16-*AR4-<<16

A=A+*AR4<<12

B=A+*AR5<<-12

A=B-#06789H<<16

B=B+*AR7+0B+CARRY

A=A-*AR2--BORROW

SUBC(@25,A)

A=A-UNS(*AR7+)

T=#9ACDH

B=DADST(*AR4,T)

A=DADST(*AR7,T)

C16=1

A=A+DBL(*AR5+)

A=A-DBL(*AR5-)

T=#7654H

C16=0

A=DADST(*AR5+,T)

C16=1

A=DSADT(*AR5-,T)

A=DBL(*AR5+)-A

*AR3+ =HI(B)

||B=A+*AR5+0%<<16

*AR4-

=HI(A)||A=*AR3-<<16-B

GOTO NEXT

;

SXM=0

A=#89ABH

A=A+#4567H<<16

*AR3=#9999H

A=A&*AR3-

B=#8897H

B=B+#079ADH<<16

A=A|B<<-12

A=#8897H

A=A+#079ADH<<16

A=B^#0567DH<<12

DP=#04

@7AH=@7AH�ACD6H

.end

四、实验步骤：

1、输入以上程序，并进行编译；

2、打开code Explore，并把编译好的程序装载，并进行调试

3、逐步调试，并观察各种特殊寄存器的值和预期值是否对应，着重了解各种寻址的特点，及相对应的指令。

五、实验心得

第一次实验并没有掌握程序的操作方法以及对于程序的不理解，导致操作不熟练，而且程序错误较多，花费了大量的时间在程序的纠错和调试上。

实验二 DSP FIR 低通滤波器

一、实验目的

1、通过实验程序理解DSP 程序的编写。

2、掌握CIC-500系统的A/D 转化，串口通信的编程。

3、掌握FIR 低通滤波器在DSP 中的具体实现，进一步了解各种寻址方式的实际应用。 二、 实验原理

FIR 滤波器的主要操作控制为

[]k y =[][]11

0-∑-=k x i h N i

设计一个低通滤波器，条件如下：

1、采样频率为9.26KHZ ，系统工作频率为10MHZ 。

2、截至频率为Flpc 为1KHZ 。

3、输入信号为14位带符号数值。

4、共取80阶点作运算。

滤波器设计好后的系数放在"lp_coeff.asm"文件内其他文件应拷贝到同 一文件夹下。

三、FIR 设计方法

1、数字滤波器设计步骤

数字滤波器的实质是一个离散的多项式表达式，通过这个表达式来满足 一定的需求。因此数字滤波器的设计步骤如下： A 、了解滤波器的技术要求 B 、实现系数计算

C 、实现，即把传函转换为合适的滤波器网络或结构

D 、有限字长效应分析，主要考虑滤波器系数、输入数据量化和固定字 长对滤波器性能的影响

E 、工程实现

2、滤波器的技术指标

p δ：峰值通带偏差

s δ：阻带偏差 p ω:通带边缘频率

s ω:阻带边缘频率

3、用窗口法设计滤波器的步骤

第一步：指定理想的或期望的滤波器频率响应()ωD H ;

第二步：通过傅立叶反变换求期望的滤波器的冲击响应， 第三步：选择一个满足通带或衰减指标的窗函数，然后利用滤波器长度与过渡带宽之间的关系确定滤波器的系数数目。

第四步：对于选取的窗函数求w(n)的值，并且将()n h D 的值与w(n)相乘求得实际的FIR

实验程序范例

.title "low pass filter"

.mmregs

.width 80

.length 55

;.setsect ".text",0x1800,0 ; these assembler directives specify ;.setsect ".data",0x0200,1 ; the absolute addresses of different ;.setsect "vectors",0x0180,0 ; sections of code

.sect "vectors" ; interrupt vector table resides at .copy "lp_vecs.asm" ; location 0x0180

.data

seed .word 07e6dh ; seed for random variable

temp .word 0

XN .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ; 80 data locations for 80

XN1 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ; stage delay line.

XN2 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XN3 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XN4 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XN5 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XN6 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XN7 .word 0,0,0,0,0,0,0,0,0 ;

XNLAST .word 0 ;

OUTPUT .word 0 ; extra word for the bit bucket

.text

.copy "lp_coeff.asm"

.copy "lp_ac01.asm"

start: intm = 1 ; disable all interrupts

dcall AC01INIT ; initialize Analog interface.

DP = #0

nop

pmst = #01a0h ; Interrupt pointer maps vectors to page #3 (3*128=180h)

sp = #0ffah ; stack pointer located in Communications Kernal imr = #240h ; unmask TDM RINT and HPIINT(host port interface) intm = 0 ; enable all interrupts

WAIT: goto WAIT ; wait for receive interrupt.

receive: DP = #seed ; This sets Data Memory Page Pointer ; to page XN, which is defined

; earlier in the program.

;--------- random noise Generator (P-5cs Modulator)-------------------

a = @seed << 1

a = @seed ^ a

@temp = a << 2

a = @temp ^ a

a = #8000h & a

a = a + @seed << 16

@seed = hi(a) << 1

a = @seed << 11

a = a & #0fffch << 15

repeat(#12)

a = a <

;-------- get sample and run through lowpass filter ---------

b = DRR1 ; LOAD ACCUMULATOR WITH WORD

; RECEIVED FROM AIC!

@XN = A << 0 ; STORE THE VALUE OF RECEIVED

; WORD TO VARIABLE XN!

AR0 = #XNLAST ; LOAD AR0 WITH ADDRESS OF LAST

; DELAY ELEMENT!

A = #0 ; ZERO ACCUMULATOR A!

repeat(#79) ; Repeat next instructions 80 times.

macd(*AR0-,h0,A) ; Compute FIR output.

@OUTPUT = hi(A) << 0 ; Store the filtered input into

; variable OUTPUT.

A = @OUTPUT << 0 ; OUTPUT ==>Accumulator A

A = #0FFFCh & A ; TWO LSB's MUST BE ZERO FOR AIC!

DXR1 = A ; SEND TO TRANSMIT REGISTER!

return_enable ; Enable interrupts and return

; from interrupt.

transmit: return_enable ; Enable interrupts and return ; from interrupt.

.end

四、实验步骤

1、连接CIC-500 DSP发展实验系统

2、载入程序，从J2端输入音乐，运行一段时间后暂停，观察实验结果。

3、观察不同频宽的音乐，把结果进行比较。

五、实验心得

通过实验了解到了DSP程序的编写和A/D转化，以及串口通信的编程，进一步了解了各种寻址方式的实际应用，依据上次实验的经验，这次的操作过程更为熟练。

实验三FFT算法的实现

—、实验目的

1. 掌握FFT算法。

2、进一步掌握FFT的DSP编程。

3、指出FFT算法中的各种寻址方式，结合算法掌握寻址方式的使用技巧。

4、认真分析各功能模块的具体功能，和课堂所讲的算法步骤关联起来。

二、实验原理

实验原理依据课堂所授的蝶形变换

设计1024个点的FFT变换，输入数据放在in.dat文件里面。在输入实验的时候把bit_rev.asm、fft.asm unpack.asm、power.asm拷贝至同一个目录下

实验主程序：

.width 80

.length 55

.title"Real Fast Fourier Transfrom"

.mmregs

.copy"vectors.asm"

.copy"initrfft.asm"

.text

start: SP =#BOS

DP =#0

OVM=#0

FRCT=#1

ASM=#0

CALL bit_rev

CALL fft

CALL unpack

CALL power

hangloose:

NOP

goto hangloose

.copy"bit_rev.asm"

.copy"fft.asm"

.copy"unpack.asm"

.copy"power.asm"

.end

三、实验步骤：

1、认真阅读四个子程序，理解四个子程序的作用

2、认真进行调试，通过时域频域图对比算法的精度

3、认真思考，改进算法。

四、实验心得

掌握FFT算法，以及相关的FFT的DSP编程。认真分析各功能模块的具体功能，和课堂所讲的算法步骤关联起来，通过实验能够了解到FFT算法的一些简单的应用以及算法的运算准则。

实验七设计PID控制器或设计矩阵乘法程序

—实验目的

1、根据以前做实验的所培养的经验，写出PID控制器或矩阵乘法程序

二、实验原理

1、PID控制原理

2、矩阵乘法原理

3、矩阵乘法程序

main.asm

.width 80

.length 55

.title"矩阵乘法"

.mmregs

.copy"vectors.asm"

.data

XN .word 1,4,7,2,5,8,3,6,9,1,2,3,4,5,6,7

.word 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

YN .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,1,3,2,4,4,2

.text

start:

ar3=#XN

ar4=#YN

ar5=#(YN+17)

sp=#07ffh

bk=#9

call mulx1

call mulx1

call mulx1

call mulx1

wait:

nop

goto wait

mulx1:

call mulad3

ar0=#4

mar(*ar3-0)

call mulad3

ar0=#4

mar(*ar3-0)

call mulad3

ar0=#4

mar(*ar3-0)

call mulad3

return_enable

nop

mulad3: a=#0

ar0=#1

repeat(#2)

a=a+ *ar3+* *ar4+0%

*ar5+ =a

nop

return_enable

.end

三、实验步骤

1、首先自己参考前三个程序，设计自己的程序。

2、编译自己的程序，挑出错误，生成目标文件。

3、加载程序，査询数据存储器的内容验证程序是否正确。

四、实验心得

在这几次的实验之后，我对书本上的相关知识有了更深的体会，在最后一个实验操作过程中，矩阵乘法的设计很有难度的，需要我们在充分了解矩阵乘法知识的基础上才能转换成我们所要的4*4矩阵，在多次修改，调试后实验才取得了成功。，