dsp课程设计报告
DSP课程设计总结
（20##-20##学年第2学期）
题 目 ：数据采集处理和控制系统设计
专业班级 ：
学生姓名 ：
学 号 ：
指导教师 ：
设计成绩 ：
20## 年 7 月
目 录
一设计目的............................................................................................1
二系统分析............................................................................................1
1.1 设计要求......................................................................................1
1.2 主要任务......................................................................................1
三硬件设计............................................................................................2
3.1 硬件总体结构............................................................................2
3.2 DSP模块设计.............................................................................4
3.3 电源模块设计............................................................................6
3.4 时钟模块设计............................................................................6
3.5 存储器模块设计.......................................................................7
四软件设计..........................................................................................9
4.1 软件总体流程...........................................................................9
4.2 核心模块及实现代码...............................................................9
五课程设计总结................................................................................29
六参考文献........................................................................................29
一设计目的
此设计结合硬件、软件得到一个基于TMS320VC5416芯片，能完成数据采集、频谱分析、滤波、LCD显示的DSP系统。以此加强了对DSP功能的认识，复习了Altium Designer软件的使用方法。并在此基础上利用CCS软件编程实现A/D采集，FFT变换处理，低通滤波，显示滤波成分等功能的完整的小型数字处理系统。
二系统分析
1.1设计要求
(1)硬件设计要求
设计一个功能完备的，能够独立运行的精简DSP硬件系统，使用Altium Designer绘制出系统原理图和PCB图。
(2)软件设计要求
利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个频率的信号叠加。在DSP中采集信号，并且对信号进行频谱分析，滤波等。通过串口命令选择算法功能，将计算的信号频率或者滤波后的信号频率在LCD上显示。
1.2主要任务
（1）DSP 硬件系统设计
设计DSP基本结构并绘制单片机最小系统原理图和PCB图。
（2）数据采集处理和控制系统设计
利用CCS软件编程实现数据采集x(n)→对数据FFT处理、分析频率成分→根据频率成
分设计FIR低通滤波器h(n)→卷积x(n)*h(n)=y(n)得到滤波之后的信号→分析滤波之后y(n)的频率成分→LCD显示高频，低频和滤波器的截止频率。
三硬件设计
3.1 硬件总体结构
图1 硬件总体结构
本次实验使用TMS320VC5416芯片作为主芯片。外围电路包括：电源、复位电路、时钟发生器（外接晶振或外接晶体）、、外部存储器FLASH、仿真接口电路JTAG、外部中断（不用：上拉）、I/O（不用：输出悬空，输入上拉）与主机通信的并行接口HPI（不用：悬空）。
（1）原理图设计
图2 单片机最小系统原理图
（2）PCB板设计
图3 PCB图（1）
图4 PCB图（2）
如图所示，由于其右上部分地址线和数据线较多，铺铜不方便，所以Vcore层分布在TM320VC5416芯片的左下部分。+3.3V为顶层红色部分，GND为底层蓝色部分。
3.2 DSP模块设计
图5 DSP模块（1）
上图为TMS320VC5416芯片的设计，该芯片不用的输入引脚要拉高，输出引脚悬空。①本设计用到了该芯片的数据信号线，初始化、中断和复位线，部分存储器控制信号线，部分振荡器/定时信号线，串口信号线，电源引脚线和JTAG测试引脚线。②主CPU每个电源管脚旁边都有一个0.1uF的去耦电容，去耦电容可以提供较稳定的电源，同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声，间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。③CLKMOD1、CLKMOD2、CLKMOD3分别接1、1、0，表示锁相环一倍频
图6 DSP模块（2）
图6 DSP模块（3）
3.3 电源模块设计
图7 电源模块
73HD316为DC-DC转换芯片，将+5V电压转换成Vcore和+3.3V电压，电源和地之间要接滤波电容。Vcore为内核电压，+3.3V为外设电压，这样可以减小功耗。
3.4 时钟模块设计
图8 时钟模块
10MHZ晶振的输出接到TM320VC5416芯片的X2/CLKIN管脚，芯片的X1悬空，即使用外部晶振。
3.5 存储器模块设计
图9 存储器模块
存储器的数据线和地址线分别接CPU的数据线和地址线。DSP控制信号R/W_L接FLASH的WE_L和OE表示DSP向FLASH写和从FLASH读有效。当DSP从FLASH读时，DSP输出高电平，但FLASH的OE为低有效，应接一个非门。
3.6 复位电路设计
图10 复位电路
如图所示有两种复位方法：（1）上电复位，利用RC的延迟特性，刚开始上电，由于电容电压不能突变，RESET处为低，直到电容充电完毕，变高，实现复位；（2）手动复位，S1闭合，电容放电，电平变低，断开，电容充电过程与上电复位相同，实现复位。发光二极管用来表示DSP的工作状态三个电源是否正常工作。
3.7 仿真接口电路设计
图11 仿真接口电路
JTAG仿真接口，用于将外部的程序、数据导入DSP内部，完成运算处理。是外部存储器与DSP的一个媒介。
四软件设计
4.1 软件总体流程
4.2 核心模块及实现代码
（1）主要代码
//------------------头文件--------------------------------------
#include "DspRegDefine.h" //VC5402 寄存器定义
#include "stdio.h" //输入输出接口定义
#include "math.h" //数学计算定义
//---------------------------------------------------------------
/* ****************** 宏定义 ***************
************************************************************
*/
#define UCHAR unsignedchar
#define UINT16 unsignedint
#define UINT32 unsignedlong
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define Length 256 //FFT的点数
//---------------------------------------------------------------
//--------------- LCD 指令 -----------------------------
//基本指令集 RE = 0
#define CLEAR 0x0001 //清除显示
#define RESAC 0x0002 //位址歸位
#define SETPOINT 0x0006 //進入點設定,游標右移,DDRAM 位址計數器（AC）加1
#define CURSOR 0x000F //整體顯示,游標顯示,游標位置反白
#define MCURSOR 0x0014 //游標向右移動,AC=AC+1
#define FUCSET 0x0030 //功能設定,BIT MPU 控制界面,基本指令集,默认设置
#define CGRAMAC 0x0040 //設定CGRAM 位址
#define DDRAMAC 0x0080 //設定DDRAM 位址
//第一行AC 範圍為80H..8FH
//第二行AC 範圍為90H..9FH
//第三行AC 範圍為A0H..AFH
//第四行AC 範圍為B0H..BFH
//#define READBF RS=0,RW=1,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0
// BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
// 讀取忙碌旗標（BF）和位址
// 就是读取指令寄存器，PORT8006，BF=1，表示LCD忙碌
//#define WRITERAM RS=1,RW=0,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0
// D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
// 寫入資料到RAM
// 就是写数据寄存器： PORT8005
//#define READRAM RS=1,RW=1,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0
// D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
// 讀取RAM 的值
// 就是从数据寄存器讀取資料, PORT8007
//擴充指令集 RE=1
#define IDLE 0x01 //待命模式
#define CGRAMSET 0x02 //捲動位址或RAM 位址選擇
#define REVERSE 0x04 //反白選擇
#define SLEEP 0x0c //脫離睡眠模式
#define EFUCSET 0x66 //擴充功能設定，8 BIT MPU 控制界面，為擴充指令集動作，繪圖顯示ON
#define SISA 0x40 //設定IRAM 位址或捲動位址
#define SETGDRAM 0x80 //設定繪圖RAM 位址
//---------------------------------------------------------
/* 端口定义 */
//---------------------------------------------------------
ioport UINT16 port8002; //定义输出AD端口为0x8002;
ioport UINT16 port8004; //写指令寄存器
ioport UINT16 port8005; //写数据寄存器
ioport UINT16 port8006; //读指令寄存器
ioport UINT16 port8007; //读数据寄存器
//----------------------------------------------------------
/* 全局变量定义 */
//---------------------------------------------------------
int in_x[Length]; //数据缓冲数组 Length
int i = 0;
int s,m = 0;
int intnum = 0;
int flag = 0; //采集Length点的标志
double xavg;
double x[Length],mo[Length],mo2[Length],pr[Length],pi[Length];
int n,l,il;
int k=8; //k为Length相对于2的幂次
double data_kfft[Length] ; //数据缓冲 256个数组
double data_re[Length] ; //数据缓冲 256个数组
double data_im[Length] ; //数据缓冲 256个数组
double data_buffim[Length] ; //数据缓冲 256个数组
double data_out[256] ;
double data_temp[256];
double data_out1[256];
double h[51] ;
int x1=0;
int x2=0;
double fhz=0;
double f1;
double f2;
double wc=0;
int i;
UINT16 temp;
UCHAR data_buff1[10] = "低频: ";
UCHAR data_buff2[10] = "高频: ";
UCHAR data_buff3[10] = "滤波: ";
UCHAR data_buff4[16] = "liru 12052203";
UCHAR num[11] = "0123456789.";
int a;
int b;
int c;
int d;
/*
**********************************************************************
*************** 所使用的函数原型 *****************
**********************************************************************
*/
voidcpu_init(void); //初始化CPU
voidDelay(UINT16 numbers); //延迟
voidxint2_init(void); //外部中断2初始化子程序
voidkfft(double pr[Length],double pi[Length],int n,int k,double fr[Length],double fi[Length],int l,int il);//基2快速傅立叶变换子程序
interruptvoidExtInt2(); //中断2中断子程序
voidfirdes(double npass); //fir
voidConvolveok( //卷积函数
double *x, //原始输入数据
double *h, //冲击响应
double *y, //卷积输出结果
UINT16 length, //序列长度
UINT16 fLen
);
externvoiddelay_100us(void); //100us延迟 --指令之间的延迟
externvoiddelay_1us(void); //1us延迟 --时钟之间的延迟
voiddelay_50ms(void); //50ms延迟 --复位延迟
voiddelay_20ms(void); //20ms延迟 --清屏延迟
voidSendByte(UCHAR dat); //串行发送一字节数据
voidSendCMD(UCHAR dat); //写指令寄存器
voidSendDat(UCHAR dat); //写显示数据或单字节字符
voidDisplay(UCHAR x_add,UCHAR dat1,UCHAR dat2); //写汉字到LCD 指定的位置
voidInitlcm(void); //初始化 LCM
//-------------------------------------------------------------------
/*
************************************************************************
*********************** 函数定义 ******************
************************************************************************
*/
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void cpu_init(void)
// 函数说明 : 初始化CPU
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidcpu_init(void)
{
asm(" nop ");
asm(" nop ");
asm(" nop ");
//-------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
*(unsignedint*)CLKMD=0x0; //switch to DIV mode clkout= 1/2 clkin
while(((*(unsignedint*)CLKMD)&01)!=0);
*(unsignedint*)CLKMD=0x77ff; //switch to PLL X 3 mode
//--------------------------------------------------------------------
/*---------------------------------------------------------------------*/
*(unsignedint*)PMST=0x3FF2;
//---------------------------------------------------------------------
/*--------------------------------------------------------------------*/
*(unsignedint*)SWWSR=0x7fff;
//--------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
*(unsignedint*)SWCR=0x0001;
//--------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
*(unsignedint*)BSCR=0xf800;
//--------------------------------------------------------------------
asm(" ssbx intm "); //Disable all mask interrupts
//--------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
*(unsignedint*)IMR=0x0;
//--------------------------------------------------------------------
/*--------------------------------------------------------------------*/
*(unsignedint*)IFR=0xffff;
//--------------------------------------------------------------------
asm(" nop ");
asm(" nop ");
asm(" nop ");
}
/*
***********************************************************
- 函数名称 : void Delay(int numbers)
- 函数说明 : 延时
- 输入参数 : numbers
- 输出参数 : 无
***********************************************************
*/
voidDelay(UINT16 numbers)
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i＜4000;i++)
for(j=0;j
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void xint2_init(void)
// 函数说明 : 初始化XINT2
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidxint2_init() //外部中断2初始化子程序
{
*(unsignedint*)IMR=0x0004;//使能int2中断
/*
bit 15 1: XINT2 flag --write "1" to clear
bit 14-3 0: reserved
bit 2 1: XINT2 Polarity --"1" rising eage
bit 1 0: XINT2 Priority --"0" High priority
bit 0 1: XINT2 Enable --"1" Enable interrupt
*/
asm(" rsbx INTM");//开总中断
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void kfft(double pr[Length],double pi[Length],int n,int k,double fr[Length],double fi[Length],int l,int il)
// 函数说明 : 基2快速傅立叶变换子程序
// 输入参数 :
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidkfft(double pr[Length],double pi[Length],int n,int k,double fr[Length],double fi[Length],int l,int il)
{
int it,m,is,i,j,nv,l0;
double p,q,s,vr,vi,poddr,poddi;
for (it=0; it＜=n-1; it++)
{ m=it; is=0;
for (i=0; i＜=k-1; i++)
{ j=m/2; is=2*is+(m-2*j); m=j;}
fr[it]=pr[is]; fi[it]=pi[is];
}
pr[0]=1.0; pi[0]=0.0;
p=6.283185306/(1.0*n);
pr[1]=cos(p); pi[1]=-sin(p);
if (l!=0) pi[1]=-pi[1];
for (i=2; i＜=n-1; i++)
{ p=pr[i-1]*pr[1]; q=pi[i-1]*pi[1];
s=(pr[i-1]+pi[i-1])*(pr[1]+pi[1]);
pr[i]=p-q; pi[i]=s-p-q;
}
for (it=0; it＜=n-2; it=it+2)
{ vr=fr[it]; vi=fi[it];
fr[it]=vr+fr[it+1]; fi[it]=vi+fi[it+1];
fr[it+1]=vr-fr[it+1]; fi[it+1]=vi-fi[it+1];
}
m=n/2; nv=2;
for (l0=k-2; l0＞=0; l0--)
{ m=m/2; nv=2*nv;
for (it=0; it＜=(m-1)*nv; it=it+nv)
for (j=0; j＜=(nv/2)-1; j++)
{ p=pr[m*j]*fr[it+j+nv/2];
q=pi[m*j]*fi[it+j+nv/2];
s=pr[m*j]+pi[m*j];
s=s*(fr[it+j+nv/2]+fi[it+j+nv/2]);
poddr=p-q; poddi=s-p-q;
fr[it+j+nv/2]=fr[it+j]-poddr;
fi[it+j+nv/2]=fi[it+j]-poddi;
fr[it+j]=fr[it+j]+poddr;
fi[it+j]=fi[it+j]+poddi;
}
}
if (l!=0)
for (i=0; i＜=n-1; i++)
{ fr[i]=fr[i]/(1.0*n);
fi[i]=fi[i]/(1.0*n);
}
if (il!=0)
for (i=0; i＜=n-1; i++)
{ pr[i]=sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i]);
if (fabs(fr[i])＜0.000001*fabs(fi[i]))
{ if ((fi[i]*fr[i])＞0) pi[i]=90.0;
else pi[i]=-90.0;
}
else
pi[i]=atan(fi[i]/fr[i])*360.0/6.283185306;
}
}
voidfirdes(double npass)//fir滤波器，求出单位脉冲响应
{
int pi=3.14;
int t;
for (t=0; t＜51; t++)
{
if (t == ((51-1)/2))
{
h[t]=2*npass;
}
else
{
h[t] = sin((t-(51-1)/2.0)*npass*pi*2)/(pi*(t-(51-1)/2.0));//fir滤波器的函数
}
}
}
voidConvolveok( //卷积函数
double *x, //原始输入数据
double *h, //冲击响应
double *y, //卷积输出结果
UINT16 length, // 序列长度
UINT16 fLen
)
{
UINT16 m,p,j;
double r,rm;
double xmean = 0.0;
double xmid[100];
h[0] = 0.0;
h[50] = 0.0;
for(m=0;m
{
xmid[m] = 0.0;
}
for (m=0; m
{
xmean = x[m] + xmean;
}
xmean = 1.0*xmean/length;
for (m=0; m
{
x[m] = x[m] - xmean;
}
for (m=0; m
{
for (p=0; p
{
xmid[fLen-p-1] = xmid[fLen-p-2];
}
xmid[0] = x[m];
r = 0.0;
rm= 0.0;
for (j=0; j
{
r = xmid[j] * h[j];
rm = rm + r;
}
y[m] = rm;
}
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void delay_50ms(void)
// 函数说明 : 50ms延迟
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voiddelay_50ms()
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i＜=1000;i++);
for(j=0;j＜=2000;j++); //延迟250*1000*CLKOUT=500000*CLKOUT
//1/CLKOUT=0.2us
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void delay_20ms(void)
// 函数说明 : 20ms延迟
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voiddelay_20ms()
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i＜=1000;i++);
for(j=0;j＜=400;j++); //延迟10*1000*CLKOUT=100000*CLKOUT
//1/CLKOUT=0.2us
}
// 函数名称 : void delay_100us(void)
// 函数说明 : 100us延迟
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voiddelay_100us()
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i＜=1000;i++);
for(j=0;j＜=2;j++); //延迟10*1000*CLKOUT=100000*CLKOUT
//1/CLKOUT=0.2us
}
// 函数名称 : void delay_1us(void)
// 函数说明 : 1us延迟
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voiddelay_1us()
{
UINT16 i;
for(i=0;i＜=20;i++);
//延迟10*1000*CLKOUT=100000*CLKOUT
//1/CLKOUT=0.2us
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void SendByte(UCHAR dat) 串行发送一字节数据
// 函数说明 : 串行发送一字节数据,在时钟的上升沿发送数据，在时钟为低电平时，数据变化
// 输入参数 : 发送的数据
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidSendByte(UCHAR dat)
{
UCHAR i;
for(i=0;i＜8;i++)
{
temp = port8007; //读IO 8007 SCLK="0";
if(dat & 0x0080)
port8006 = 0; //写IO 8006 SID="1"，发送数据"1" MSB先发送
else
temp = port8006; //读IO 8006 SID="0"，发送数据"0" MSB先发送
port8007 = 0; //写IO 8007 SCLK="1";
dat = dat＜＜1; //数据左移，移位到dat.7
}
temp = port8007 ; //读IO 8007 SCLK="0";
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void SendCMD(UCHAR dat) 写指令寄存器
// 函数说明 : 写指令寄存器
// 输入参数 : 输入的命令字
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidSendCMD(UCHAR dat)
{
SendByte(0x00F8); //11111,00,0 RW=0,RS=0 同步标志
SendByte(dat & 0x00F0); //高四位
SendByte((dat & 0x000F)＜＜4); //低四位
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void SendDat(UCHAR dat) 写显示数据或单字节字符
// 函数说明 : 写数据寄存器
// 输入参数 : 输入的数据
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidSendDat(UCHAR dat)
{
SendByte(0x00FA); //11111,01,0 RW=0,RS=1
SendByte(dat & 0x00F0); //高四位
SendByte((dat & 0x000F)＜＜4); //低四位
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void display(UCHAR x_add,UCHAR dat1,UCHAR dat2)写汉字到LCD 指定的位置
// 函数说明 : x_add显示RAM的地址,dat1/dat2显示汉字编码
// 输入参数 : x_add,dat1/dat2
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidDisplay(UCHAR x_add,UCHAR dat1,UCHAR dat2)
{
SendCMD(x_add);//1xxx,xxxx 设定DDRAM 7位地址xxx,xxxx到地址计数器AC
SendDat(dat1);
SendDat(dat2);
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void Initlcm(void)
// 函数说明 : 初始化 LCM
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
voidInitlcm()
{
asm(" nop ");
delay_50ms();
SendCMD(FUCSET); //功能設定,8BIT 并口,基本指令集
delay_100us();
SendCMD(FUCSET); //功能設定,8BIT 并口,基本指令集
delay_100us();
SendCMD(CURSOR); //整體顯示,游標顯示,游標位置反白
delay_100us();
SendCMD(CLEAR); //清除显示
delay_20ms();
SendCMD(SETPOINT); //進入點設定,游標右移,DDRAM 位址計數器（AC）加1
delay_100us();
}
//--------------------------------------------------------------------
// 函数名称 : void ExtInt2(void)
// 函数说明 : 中断2的子程序
// 输入参数 : 无
// 输出参数 : 无
//--------------------------------------------------------------------
interruptvoidExtInt2()//中断2中断子程序
{
int j;
int temp1=0;
int temp2=0;
*(unsignedint*)IFR=0xFFFF;//清除所有中断标志,"写1清0" ,这个语句可以省略，响应中断自动清除中断标志
//----读AD7822的转换结果---------------------------------------------
in_x[m] = port8002 & 0x00ff;
m++;
intnum = m;
//-------------------------------------------------------------------
if (intnum == Length)//采集到Length个点了吗？是，进行FFT分析
{
intnum = 0;
xavg = 0.0;
for (s=0; s
{
xavg = in_x[s] + xavg;//归一化处理
}
xavg = xavg/Length;
for (s=0; s
{
x[s] = 1.0*(in_x[s] - xavg);//即求出平均值（直流）后，减去直流
pr[s] = x[s]; //输入实部
pi[s] = 0; //输入虚部，如果虚部不赋值0为任意值
}
for(j=0;j＜256;j++)//初始化数组in_x[i] =0
{
pi[j] = 0;
data_re[j] = 0;
data_im[j] = 0;
pr[j]=x[j];
}
kfft(pr,pi,Length,k,data_re,data_im,0,1); //调用FFT分析程序
for (s=0;s
{ mo[s] = sqrt(data_re[s]*data_re[s]+data_im[s]*data_im[s]);} //求输出模值
temp1=mo[2];
temp2=mo[50];
for(j=3;j＜40;j++)
{
if(mo[j]＞=temp1)
{
temp1=mo[j];
x1=j;
}
}//最大值，低频
for(j=40;j＜128;j++)
{
if(mo[j]＞=temp2)
{
temp2=mo[j];
x2=j;
}
}//最大值，高频
f1=x1*250.0/256.0;//低频频率，250为采样频率
f2=x2*250.0/256.0;//高频频率
fhz=(f1+f2)/500.0;//滤波器截止频率,fhz=(f1+f2)/2/250
firdes(fhz);//调用fir函数
for(j=0;j＜256;j++) //初始化数组
{
data_buffim[j] = 0;
data_re[j] = 0;
data_im[j] = 0;
data_out[j]=0;
data_temp[j]=in_x[j];
}
Convolveok(data_temp,h,data_out,256,51);//调用卷积函数，输出结果保存在data_out
for(j=0;j＜256;j++) //初始化数组
{
data_buffim[j] = 0;
data_re[j] = 0;
data_im[j] = 0;
data_out1[j]=data_out[j];
}
kfft(data_out1,data_buffim,256,8,data_re,data_im,0,1);
for (s=0;s
{ mo2[s] = sqrt(data_re[s]*data_re[s]+data_im[s]*data_im[s]);} //求输出模值
data_buff1[5]=num[0];
a=(int)(f1*10.0)/100;
data_buff1[6]=num[a];
b=(int)(f1*10.0)%100/10;
data_buff1[7]=num[b];
data_buff1[8]=num[10];
c=(int)(f1*10.0)%10;
data_buff1[9]=num[c];
//-----------------------------------------------------------
SendCMD(0x0080); //设定DDRAM的地址在第一行 82H
delay_100us();
for(i =0;i＜10;i++)
{
SendDat(data_buff1[i]);
delay_100us();
asm(" nop ");
}
asm(" nop ");
d=(int)(f2)/100;
data_buff2[5]=num[d];
a=(int)(f2)%100/10;
data_buff2[6]=num[a];
b=(int)(f2)%10;
data_buff2[7]=num[b];
data_buff2[8]=num[10];
c=(int)(f2*10.0)%10;
data_buff2[9]=num[c];
//------------------------------
SendCMD(0x0090); //设定DDRAM的地址在第二行 92H
delay_100us();
for(i =0;i＜10;i++)
{
SendDat(data_buff2[i]);
delay_100us();
}
asm(" nop ");
fhz=(f1+f2)/2;
d=(int)(fhz)/100;
data_buff3[5]=num[d];
a=(int)(fhz)%100/10;
data_buff3[6]=num[a];
b=(int)(fhz)%10;
data_buff3[7]=num[b];
data_buff3[8]=num[10];
c=(int)(fhz*10.0)%10;
data_buff3[9]=num[c];
//--------------------------------
SendCMD(0x0088); //设定DDRAM的地址在第三行 8AH
delay_100us();
for(i =0;i＜10;i++)
{
SendDat(data_buff3[i]);
delay_100us();
}
asm(" nop ");
//--------------------------------
SendCMD(0x0098); //设定DDRAM的地址在第四行 9AH
delay_100us();
for(i =0;i＜16;i++)
{
SendDat(data_buff4[i]);
delay_100us();
}
asm(" nop ");
/*SendCMD(0x0080); //设定DDRAM的地址在第一行 82H
delay_100us();
SendDat(data_buff1[1]);
delay_100us();
*/
//-------------------------------------------------------------
//delay_100us();
Delay(500);
//delay_100us();
SendCMD(CLEAR); //清除显示
m=0;
flag = 1; //改变标志位
}
}
/*
************************************************************
****************** 主函数 *******************
************************************************************
*/
voidmain()
{
//----------系统初始化-------------------------------
asm(" nop ");
cpu_init(); //初始化CPU
asm(" nop ");
xint2_init(); //外部中断2初始化
asm(" nop ");
for(i=0;i
in_x[i] = 0;
asm(" nop ");
//-----------LCD初始化--------------------------------
asm(" nop ");
Initlcm();
asm(" nop ");
i = 0 ;
for(i=0;i＜256;i++) //初始化数组data_buff[i] =0
{
in_x[i] = 0;
data_buffim[i] =0;
data_kfft[i]=0; //数据缓冲 256个数组
data_re[i] = 0;
data_im[i] = 0;
}
asm(" nop ");
//-----------等待AD7822中断--------------------------
while(1)
{
if (flag == 1)
flag = 0; //在这里设置断点观察FFT的分析结果
}
}
（2）程序运行结果
①采集的数据及FFT运算结果
图12 采集的数据及FFT运算结果
如上图所示，上述波形含有两种频率成分，实验中需要将高频成分滤掉，保留低频成分。由于输入是实序列，因此频域为偶对称图形。
②采集的数据及滤波结果
图13 采集的数据及滤波结果
可得滤波后的波形较平滑，滤掉了高频分量。
③LCD显示
图14 LCD显示
LCD显示了采集到的数据中含有的低频和高频成分，并显示了滤波器的截止频率。截止频率为（低频+高频）/2。
五课程设计总结
本次课程设计分为硬件部分和软件部分。
（1）硬件部分
硬件部分的学习，首先学到了设计一个DSP系统的方法：根据所要实现的目标确定所需的各功能部件，以系统框图的形式表现出来；选择合适的DSP芯片，根据各个管脚的性质（通过查阅资料等形式）配置合适的外部电路，并利用Altium Designer软件画出原理框图；对各个芯片、部件等进行封装，尽量考虑工程实践的要求，如大小、贴片式还是插孔式；根据原理框图绘制PCB版图，直至一个完整的DSP系统绘制完成。
①通过绘制原理框图，进一步了解了DSP芯片及其实现功能。在画原理图的时候，首先要清楚单片机工作的原理，知道哪些管脚该接，哪些管脚不该接。有些不用的输入引脚要拉高，输出引脚悬空。在连接73HD316的管脚时，由于疏忽将Vcore和GND连接到了一起，最后在老师的提醒下得到了改正。这告诉我们要多练习，②在画PCB图的时候，首先要布局好元器件，因为存储器的地址线和数据线管脚不是按顺序排列，布局好元器件可以方便布线。主芯片的每个电源引脚都要加一个去耦电容再接地。
（2）软件部分
此次软件部分的设计是通过编程实现数据采集，处理，滤波，显示在LCD上这些功能。程序大体框架由例程得到，自己需要添加一些东西，例如FFT算法和卷积算法的实现等等。程序中有很多不理解的地方，多亏了老师的悉心教导，并且要求我们有不求甚解的心态。由于使用外部中断2，因此这些功能都需要在中断服务程序中完成，在主函数中只需要开中断即可。多次试验，我们学会了如何读懂程序、设置断点、查看变量和波形。根据FFT算法得到的频谱设计合适的滤波器，并与采集的数据卷积即可。LCD显示即将得到的频率显示在液晶上，要正确的选取显示地址，否则容易造成混叠，显示不出来。
通过实习，我们都学到了很多，也在坚持不懈中找到了乐趣。刚开始实习的时候，有很多不明白的地方，在实习的过程中，通过自己检出不懈的努力和老师的细心指导、同学们的帮助，最终完成了任务。
六参考文献
【1】TMS320VC5416 Data Manual Texas Instruments，2005
【2】TMS320C54x 系列DSP的CPU与外设 . 北京：清华大学出版社，2006
【3】叶青等，TMS320C54x 系列DSP技术及其应用 . 北京：机械工业出版社，2009
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