DSP技术与应用实验指导书

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1、第二部分 单元实验实验一：Code Composer Studio软件入门实验预习要求说明：1阅读课本第6章 CCS集成开发环境和实验指导书Code Composer Studio 2.0 的使用。2阅读本实验指导，了解实验目的、设备、原理及过程。了解观察或理解记录的重点。3预做好课堂作业，写好预习报告。一实验目的1了解Code Composer Studio 2.0的安装。2掌握Code Composer Studio 2.0的硬件仿真（Emulator）配置。3了解Code Composer Studio 2.0的操作环境和基本功能。4巩固汇编指令LD、ST、STL、STH、STM、RSB

2、X、SSBX、ADD等用法。5巩固堆栈的定义、使用方法及堆栈。有关操作指令（PSHM、POPM、PSHD、POPD）等。6巩固立即数寻址、直接寻址、堆栈寻址等寻址方式。二实验设备1装有CCS2.0的计算机一台。2ICETEK-VC5416-USB-EDU实验箱一台（Emulator硬件仿真）。3USB连接电缆一条。三实验原理1DSP实验开发系统的组成C54系列DSP实验开发系统由3部分组成，装有Code Composer Studio 2.0软件（简称CCS2.0）的计算机和ICETEK-VC5416-USB-EDU实验箱（简称DSP实验箱），两者用一根USB接口线进行通信，注意接口线是单方向

3、的，系统组成如图2-1-1所示。USB接口线 图2-1-1 DSP实验开发系统的组成2C54系列DSP实验箱组成本实验箱共4部分组成，分别为DSP板、仿真器、控制模块及信号源。图2-1-2 DSP实验箱的组成（1）DSP板，也称评估模块，型号为ICETEK VC5416-A。它提供软件运行和调试的平台和用户系统开发的参照。主要有TMS320VC5416PGE160 DSP芯片、ADS7864 A/D模数转换芯片、DAC7625数模转换芯片、flash存储器等。（2）仿真器，也称开发系统，型号为ICETEK 5100 USB。它实现硬件仿真调试时与硬件系统的通信，控制和读取硬件系统的状态和数据。

4、（3）控制板，型号为ICETEK-CTR。它提供标准的PSII键盘输入、发光二极管阵列显示（88点，共阳极）、液晶显示（12864点）。还有蜂鸣器、步进电机和直流电机等外设。（4）双信号源，两个完全相同，提供正弦波、三角波和方波，频率10100KHz可调、幅度03.3V可调，主要是为了方便实验。3Code Composer Studio 2.0的组成Code Composer Studio 2.0简称CCS 2.0或CCS，有2部分组成（1）集成开发环境软件“ccs2 (c5000)”，主要完成系统的软件开发和调试。它提供一整套的程序编制、维护、编译、调试环境，能将汇编语言和C语言程序编译连接

5、生成COFF (公共目标文件)格式的可执行文件，并能将程序下载到DSP板（评估模块）上运行调试。（2）仿真环境设置软件“setup ccs2 (c5000)”，主要功能是设置CCS的仿真方式，或硬件仿真(Emulator)或软件仿真(Simulator)。 图2-1-3 CCS 2.0软件的两个图标4用户软件部分的组成用户软件部分可以由CCS 2.0建立工程文件（后缀为*.pjt）进行管理，工程文件一般包含以下几种文件：（1）源(程序)文件：C语言或汇编语言文件(后缀为*.C或*.ASM)，源文件实现用户的功能。（2）头文件(后缀为*.H)：定义一些常数，符号等。（3）命令文件(后缀为*.CM

6、D)：定义存储器的名称和分配可执行代码的存储空间。（4）库文件(后缀为*.LIB,*.OBJ)：开发系统自带的一些文件。其中源文件和命令文件对一个用户系统而言是必不可少的，或者说一个DSP系统至少需要这两种文件。四源程序分析本实验由一个源文件和一个命令文件组成，作为第一个DSP实验，主要是熟悉DSP开发系统，程序内容较简单，完成一个无符号的整数加法运算，但基本具有汇编程序的基本形式。1程序思路（1）定义全局标号和映射寄存器。（2）定义数据段和未初始化变量段。（3）定义未初始化段（堆栈段）。（4）主程序（可执行代码段）。 初始化堆栈指针和压栈保护有关变量。 初始化数据页指针和设置DSP有关运算状

7、态。 完成加法运算。 恢复初始状态，以便重复观察执行。（5）汇编文件结束。2UseCC.asm源文件 ;本程序完成一个简单的无符号加法运算zxy;本程序添加了多次运行，恢复初始状态功能，以便重复观察;伪指令.mmregs定义全局标号.global start ; 这里start是指汇编程序入口地址 ;伪指令.mmregs定义映射寄存器，这样程序中的累加器A等映射寄存器就不必一一定义 .mmregs ; 定义映射寄存器;伪指令.data定义数据段，只能分配在程序存储器中存储.data ; 本程序数据段没有内容;伪指令.bss定义未初始化变量，并分配存储单元数，只能分配在数据存储器中存储.bssx

8、,1 ; 在数据存储器里的未初始化段（.bss）定义全局变量x，1个存储单元.bssy,1 ; 同上类似.bssz,1;定义堆栈段，;伪指令.usect定义一个未初始化段;首地址为stack，结束地址(高地址)为stack+stacksize,大小为10个单元;因为在程序中，用stack+stacksize初始化SP(堆栈指针);凡是有函数调用、局部变量参数传递、寄存器保护等，均需定义堆栈stacksize.set 10stack.usect .mystack,stacksizeTOS .usect .mystack,1;栈顶(Top of Stack)标志，方便观察;伪指令.text定义可执

9、行代码段.text;start为可执行代码入口标号(地址)，编译后根据命令文件分配一个具体的地址start:;堆栈指针初始化，指向栈顶(TOS,Top of Stack,高地址)STM#stack+stacksize,SPPSHMST0 ;压栈保护ST0,此处保护DP,为程序循环作准备PSHMST1 ;压栈保护ST1,此处保护SXM和FRCT,为程序循环作准备add_start:LD#x,DP ; 因下面诸变量使用直接寻址，装载DP值（x高9位的地址）， ;基于DP的直接寻址一般用于变量存储单元在一页（128个存储单元）的情况。RSBXSXM ;设置DSP为无符号数运算RSBXFRCT ;设置

10、DSP为整数乘法运算，如果没有乘法，可省去ST#1,x ; 变量赋初值，x=1ST#2,y ; y=2LDx,A ; 将x的值装载至累加器ADDy,A ; 累加器加上y的值STLA,z ; 将累加器结果（32位）的低16位存放到变量zadd_end;恢复初始状态，以便重复观察执行,一般程序不需要这些代码renew_start:ST#0,xST#0,yST#0,zPOPMST1 ; 出栈与压栈顺序相反POPMST0bstart ; 循环至开始处.end ; 伪指令.end表示汇编文件结束3UseCC.cmd命令文件/*命令文件定义存储器的模型和分配各个程序段的存储空间*/*伪指令MEMORY定义

11、存储器的模型或可用的存储器和起始地址*/MEMORY/*PAGE 0表示程序存储器，PRAM为存储器命名，字母o表示起始地址，字母l表示存储器长度*/PAGE 0:PRAM : o=100h,l=1f00h/*PAGE 1表示数据存储器，DRAM为存储器命名，字母o表示起始地址，字母l表示存储器长度*/PAGE 1: DRAM : o=2000h,l=1000h /*伪指令SECTIONS定义分配各个程序段的存储空间*/SECTIONS/*text段存储在程序存储器PAGE 0的PRAM存储器里，其它依次类推*/.text : PRAM PAGE 0.data : PRAM PAGE 0.bs

12、s : DRAM PAGE 1.mystack : DRAM PAGE 1五实验步骤1实验准备和CCS软件、实验程序的安装（1）连接并开启实验设备关闭ICETEK-VC5416-A 实验箱的各电源开关；连接实验箱提供的220V电源线，保证接地良好。将提供的USB电缆的扁平端连接到计算机的USB接口上，另一端插入仿真器左侧插孔，注意接口是单方向的。接通计算机电源，进入Windows 操作系统。打开实验箱电源开关，实验箱上的电源指示灯亮，ICETEK-VC5416-A 系统板上电源指示灯D1、D2亮。如果不亮，检查有关电源是否打开或电源先接触不好。（2）安装Code Composer Studio

13、 2.0(实验室已安装)安装说明如下：安装CCS 2.0软件和一般软件的软件安装没有明显区别，但有几点需要注意。您的电脑应该是无毒的，在安装过程中也需要关闭防病毒软件，如果打开了防病毒软件，安装开始时会提醒您关闭。如果您的系统有毒或不关闭防病毒软件，那您的安装可能得不到正确的安装结果。正确的安装结果是在桌面上出现图2-1-3所示的 “Setup CCS 2 (C5000)”和“CCS 2 (C5000)”两个图标。前者用于完成输入代码，调试、下载代码到DSP芯片中等功能，后者用于设置CCS的软件仿真环境。建议先用winrar软件把ccs5000.exe解压缩到硬盘中再点击setup.exe来安

14、装。否则在某些版本的操作系统中可能得不到正确的安装结果。安装步骤如下：将实验箱附带的教学光盘（请向任课老师索取电子版）插入计算机光盘驱动器，也可先将光盘内容复制到硬盘安装。选择教学光盘的F:CCS开发软件ccs5000.exe文件，建议先用winrar软件把ccs5000.exe解压缩到硬盘中再点击setup.exe来安装，一般按提示操作即可。安装完毕，桌面上出现两个新的图标“Setup CCS 2(C5000)”、“CCS 2(C5000)”。建议再安装C5000-2.20.00-FULL-to-C5000-2.21.00-FULL.exe软件，把开发软件的版本升级到2.21。安装方法与安装

15、CCS c5000(2.0)类似。（3）安装DSP开发系统驱动程序(实验室已安装)如果作硬件仿真，则需要仿真器和DSP板（即需要DSP实验箱），这时需要安装DSP仿真器（亦称开发系统）的驱动程序。本仿真器选用ICETEK-5100USB型仿真器，USB接口，V2.0版本。安装USB型仿真器的驱动程序如下：连接计算机上USB接口电缆的方形接口（注意接口方向）一端到仿真器上相应接口；仿真器上红色电源灯亮，表示USB接口连通；计算机提示发现新的设备。指定驱动程序的路径到教学光盘的“开发系统驱动usbUSBdrv54x”，双击它即可完成安装，（这一步不必解压缩，而且安装很快，转眼即完成）。观察仿真器上

16、绿色指示灯亮，表示驱动程序开始工作。注：有关安装的详细情况请参考教学光盘的使用说明书ICETEK-5100pp(usb)通用开发系统使用说明书中的“ICETEK-5100USB1.1/2.0 系列通用开发系统使用说明”一节内容。（4）安装实验程序(实验室已安装，但要检查只读属性)在DSP实验室的计算机中，装有电子学院修改扩充后的DSP教学代码，并将其文件夹命名为DSP_EI，已安装复制C:下，本实验指导书所用程序均指该文件夹“DSP_EI”。若使用厂家光盘自带的软件测试程序，可将光盘中“软件测试程序”目录中的“ICETEK-VC5416-EDULab”子目录复制到C:上，并将目录中所有文件(包

17、含子目录中的文件)的只读属性去除。去除的时候注意选择“将更改应用与该文件夹、子文件夹和文件”选项。如果没有去除，则修改后的文件内容不能保存。注：DSP实验室的计算机均装有还原卡，同学们自编的程序请及时拷出，否则计算机关闭电源后会丢失，同样每次实验也要检查实验程序的只读属性等设置。2设置Code Composer Studio 2.0 在硬件仿真(Emulator)方式下运行（1）启动“Code Composer Studio Setup”，即双击桌面上“Setup CCS 2 (C5000)”。（2）清除原先的系统设置。在“Import Configuration”对话框中单击“Clear”按

18、钮，在接下来的对话框中选择“是”，清除原先的系统设置。观察窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧的“System Configuration”栏，会发现其中的“My System”项被清空。（3）选择您需要的系统设置。在“Available Configurations”列表中，单击选择“ICETEK USB Emulator for C54xx”驱动（倒数第二个输入配置，如图2-1-4所示），并单击“Import”按钮；观察窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧的“System Configuration”栏中“My System”项中

19、被加入“C54x XDS”项，然后单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。（4）修改硬件仿真属性。用鼠标右键单击窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项中的“C54x XDS”项，选择“Properties”。单击“Startup GEL File(s)”卡片， 单击“Startup GEL Files ”中“CPU_1 ”项末尾的浏览按钮(即)，选择C:DSP_EI目录中的VC5416A.gel文件（文件夹中的最后一个文件），单击“打开”；单击“Finis

20、h”。图2-1-4 硬件仿真的输入配置图2-1-5修改硬件仿真属性（5）退出硬件仿真设置，打开Code Composer Studio 软件。选择“Code Composer Studio Setup”窗口“File”采单中“Exit”项退出（或标题栏的关闭按钮），并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置。在接下来的对话框中询问“在退出时，是否开始集成开发环境（Start Code Composer Studio on exit）”,选择“否”退出CCS仿真环境设置，需手动打开“CCS 2(C5000)”。选择“是”，则自动启动Code Composer Studio 2.0集成环境。但要

21、注意在硬件仿真下启动CCS要先打开实验箱中的所有电源开关，以便CCS软件检测出实验箱，如果成功检测出实验箱。就会启动Code Composer Studio 2.0，可以看到显示出的C54X Code Composer Studio 窗口。如图2-1-7所示。注意：如果没有打开相关电源，则实验箱不能被CCS软件检测出来，出现如图2-1-8所示的提示。这时，重新打开电源并按下“Retry”按钮（重试按钮），启动CCS 2.0开发环境。如果打开电源后，仍然没有启动CCS 2.0开发环境，则关闭电源、打开电源、按下“Retry”这三步反复操作，直到启动CCS为止。如果一直不能启动CCS，则可能是CC

22、S开发软件安装或实验箱不正常，可能是USB接口或接口线接触不好或断线，也可能实验箱有问题需检修。注意：标题为“C54xx XDS510 Emulator”图2-1-6 CCS在硬件仿真(Emulator)下的界面图2-1-7未检测出实验箱的界面3设置CCS 2.0在软件仿真(Simulator)方式下运行（本次实验跳过）若只需调试算法代码，可以做软件仿真(Simulator)，这时只需装有CCS软机的计算机一台。步骤是：（1）启动CCS驱动设置窗口：双击桌面上“Setup CCS 2(C5000)”图标。（2）清除原先驱动设置：在“Import Configuration”对话框中单击“Cle

23、ar”按钮，在接下来的对话框中选择“是”，可观察到窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项被清空。（3）安装软件仿真驱动（Simulator）：在“Available Configurations”列表中，单击“C5416 Device Simulator”驱动，单击“Import”按钮。可观察到窗口“Code Composer Studio Setup”中左侧“System Configuration”栏中“My System”项中被加入“C5416 Device Simulator”项。图2-

24、1-7 软件仿真的输入配置（4）完成设置并启动CCS：单击“Close”按钮，退出“Import Configuration”对话框。选择“Code Composer Studio Setup”窗口的关闭按钮或“File”菜单中“Exit”项退出，并在接下来显示的对话框中选择“是”，保存设置；再选择“是”，自动启动CCS。若选择“否”，则不启动CCS，需手动启动CCS。手动启动CCS的方法是在桌面上双击图标“CCS 2(C5000)”即可，启动CCS后的界面如图2-1-8所示。注意界面标题上有“C5416 Device Simulator”字样。图2-1-8 CCS在软件仿真(Simulato

25、r)下的界面4创建工程项目（1）创建新的工程文件（后缀为*.pjt）选择菜单“Project”的“New”项；在“Project Creation”对话框中，在“Project”项输入项目名称“Lab01_UseCC”；单击“Location ”项末尾的浏览按钮，选择保存项目的位置，为方便实验，这里统一改变目录到C:DSP_EILab01-UseCC，单击“OK”；单击“完成”；这时建立的是一个空的工程文件；展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“Lab01_UseCC.pjt”项目，其中各项均为空。在硬件仿真下，方法相同，只是界面标题显示为“C54xx XDS510 Em

26、ulator”，以后不再重复说明。图2-1-9 新建的Lab01_UseCC.pjt”项目（2）新建源文件：选择菜单“File”“New” “Source File”（或按下Ctrl+N），打开输入源程序界面，一般先保存在项目所在的文件夹下，本次实验的文件均保存在C:DSP_EI Lab01-UseCC文件夹中。第一个源程序为汇编源程序，选择文件名称为UseCC，选择文件后缀为.asm，如图2-1-9所示。用上式方法新建本实验的第二个源文件（命令文件），选择文件名称为UseCC，选择文件后缀为.cmd，同样保存在C:DSP_EILab01-UseCC文件夹中。为节约实验时间，请将Lab01-U

27、seCC文件夹下的“UseCC0.asm和UseCC0.cmd”文件的代码复制到相应的文件中，这些文件可用“操作系统附件的写字板”直接打开。（3）在工程文件中添加程序文件：选择菜单“Project”的“Add Files to Project”项；在“Add Files to Project”对话框中选择文件目录为C:DSP_EILab01-UseCC，改变文件类型为“Assembly Source Files(*.asm)”，双击显示出来的文件“UseCC.asm”，（或分两步操作，先选择后打开也可）；重复上述各步骤（从选择菜单“Project”开始），添加UseCC.cmd 命令文件到La

28、b01-UseCC 工程中；添加文件后的工程项目目录树如图2-1-11所示。图2-1-10 用CCS新建汇编源程序点击左侧的“”号可查看工程文件图2-1-11 添加源程序后的工程项目（4）设置编译链接选项（Build Options）：由于CCS默认支持C语言程序，对纯汇编文件构成的工程项目，需要修改编译连接选项（Build Options）。方法是： 打开设置窗口：选择菜单“Project”的“Build Options”项。 选择链接设置：单击“Linker”属性页。 修改汇编语言程序的特殊设置：-“Autoinit Model”项设置成“No Autoinitialization”（非自

29、动初始化模式）；-“Code Entry Point”项中输入“start”。start是汇编主程序执行的入口地址，注意start一定要与源程序定义的入口地址保持一致。图2-1-12 修改汇编语言程序的特殊设置（5）编译连接工程：选择菜单“Project”的“Rebuild All”项（快捷图标为）；注意编译过程中CCS主窗口下部的“Build”提示窗中显示编译信息，最后将给出错误和警告的统计数。5编辑修改工程中的文件（1）查看工程文件展开CCS 主窗口左侧工程管理窗中的工程各分支，可以看到“Lab01-UseCC.pjt”工程中包含“UseCC.asm”和“UseCC.cmd”文件。（2）查

30、看源文件双击工程管理窗中的“UseCC.asm”文件，可以查看程序内容。双击工程管理窗中的 “UseCC.cmd”文件，它定义了本项目所使用的存储器和分配代码段的存储空间。（3）编辑修改源文件人为地加入一个错误，学习查找程序语法错误。打开“UseCC.asm”，找到start后面的语句“RSBXSXM;设置DSP为无符号整数运算”，将RSBX中的X去掉，这样程序中就出现了一个语法错误；重新编译连接工程（快捷图标为），可以发现编译信息窗口出现发现错误的提示（Invalid mnemonic specification，无效的汇编指令）。图2-1-13 CCS的编译信息窗口双击红色错误提示，CCS

31、 自动转到程序中出错的地方；将语句修改正确(补上大写X)；重新编译。注意，重新编译时修改过的文件能够被CCS 自动保存。6单步执行及变量观察窗口（1）装载本程序的可执行文件Lab01-UseCC.out到DSP芯片（在软件仿真下是模拟的）。方法是：执行FileLoad Program，在随后打开的对话框中选择刚刚建立的C:DSP_EILab01-UseCCDebugLab01-UseCC.out 文件。这是CCS软件按照命令文件的存储器分配方案加载程序到DSP芯片中，并将程序入口地址start初始化程序计数器（PC，Program Counter），如图2-1-14所示，图中黄色箭头表示DSP

32、的下一个时钟周期执行该行代码。图2-1-14 加载程序后的编辑窗口观察CPU有关寄存器：单击菜单“View”“Registers”“CPU Registers”，或快捷图标，可观察到CPU有关寄存器的内容，如图2-1-15所示。若选择 “Registers”下的“Peripheral Regs”则可观察到片上外围寄存器的内容。图2-1-14 VC5416 DSP的CPU初始状态记录并分析ST0、ST1、PMST、PC、DP、SP等寄存器的内容及含义。其中ST0、ST1、PMST内容较多，如图2-1-15所示，记录并分析其中每个寄存器的内容及含义,重点记忆DP IPTR、OVM、SXM、FRCT

33、、OVLY、DROM含义。ST0：ST1：PMST：图2-1-15 ST0、ST1、PMST中的寄存器（2）单步执行（Step Over），并观察SP和堆栈段的变化每按F10（单步执行）一次，CCS执行一行代码。但不到函数内部去单步执行。现按一次执行“STM#stack+stacksize,SP”，观察堆栈指针SP的变化及其表示的含义，注意堆栈的最高地址单元不用，以免与其它数据段发生冲突。为了观察堆栈中的变化，请选择“View”菜单中“Memory”项，在“Memory Window Options”窗口中的“Adress”项中输入stack（堆栈段首地址，也称栈底BOS（Bottom of

34、Stack），单击“OK”完成设置；在随后显示的“Memory”窗口中单击鼠标右键，选择“Float In Main Window”项,若再选择“Allow Docking”(即去掉“允许停靠”)，则可用左键按住窗口名称处，将窗口停靠在开发界面的任何地方。（3）单步执行下面2行代码，观察堆栈的变化并记录。图2-1-16 本程序的堆栈段PSHMST0PSHMST1（4）单步执行下面3行代码，观察CPU寄存器DP、SXM、FRCT的变化并记录。LD#x, DPRSBXSXM RSBXFRCT（5）单步执行下面5行代码，观察内存变量x、y、z及累加器A的变化并记录。为了观察内存变量的变化，方式与观察

35、堆栈段相似，只是 “Adress”项中输入x即可。具体操作如下：请选择“View”菜单中“Memory”项，在“Memory Window Options”窗口中的“Adress”项中输入x，单击“OK”完成设置；在随后显示的“Memory”窗口中单击鼠标右键，选择“Float In Main Window”项,若再选择“Allow Docking”(即去掉“允许停靠”)，则可用左键按住窗口名称处，将窗口停靠在开发界面的任何地方。ST#1,xST#2,yLDx,AADDy,ASTLA,z（6）单步执行下面5行代码，观察内存变量x、y、z及出栈时堆栈段的变化并记录。ST#0,xST#0,yST#

36、0,zPOPMST1 ; 出栈与压栈顺序相反POPMST0上面5行代码恢复DSP与本程序有关的初始状态，如果没有观察清楚，可以重复执行多次。理解清楚后，去掉所有的注释文字，再执行一次，看看自己是否真的理解清楚了。7基本调试功能及观察窗口上面第5步采用一种较繁琐的一种调试方法，调试方法还有多种，掌握基本的调试功能及其快捷方式有利于加速程序调试的进度。（1）设置断点和运行到断点处（Run）。例如，假设程序在“LDx,A”所在行以前正常，但其后可能不正常，可以把光标移动到“LDx,A”所在行上，右击鼠标选择Toggle Breakpoint（快捷方式：双击所在行左侧的灰色条，快捷图标：；快捷键：F9

37、）设置断点。然后选择DebugRun（直接运行到断点处，快捷图标：；快捷键：F5）运行程序,程序会自动停在“LDx,A”所在行上，再单步执行。实践操作一次。（2）到到函数内部执行的单步执行（Step Into）。如果程序有子函数，可按F8（到函数内部执行的单步执行），本程序没有汇编子程序，也没有C语言子程序，这种情况下，F8与F10没有区别。shift-F7（从函数内部跳出），与F8配合使用。（3）动画执行（Animate），调试程序时，若遇到断点，只是暂停一下，然后继续执行。快捷键：F12，快捷图标：。实践操作一次。注意: 若在执行C 语言的程序时,为了快速的运行到主函数调试自己的代码,可以

38、使用DebugGo main 命令（运行到主函数处），上述实验中的使用的是较为繁琐的一种方法。其它调试方式，参看菜单“Debug”。8归纳实验结果（请同学们根据实验步骤归纳）。六课堂编程作业（1）请修改程序完成无符号数0xf000+0xe000的计算，并正确保存结果。提示：上式和超过16位结果，需要32位保存，可用STH、STL分别保存高16位和低16位，也可用汇编指令DST则保存32位，CCS软件默认偶地址排列法保存32位数据，即变量的首地址为偶地址，存放高16位，下一个单元（奇地址）存放低16位。实现时是用首地址的最低位取反（01）得到这个地址。奇地址排列法则相反，注意变量的首地址是否为偶

39、地址。例如本程序z的存储单元定义为0x20020x2003，可正确存储到指定单元中，若z的存储单元定义为0x20030x2004，则实际存储到0x20030x2002中。（2）请修改程序完成有符号数0xf000+0xe000的计算，并正确保存结果。251实验二：数据混合和图形显示实验预习要求说明：1阅读课本第5章 TMS320C54X 软件开发和实验指导书VC5416 DSP实验箱的使用。2阅读本实验指导，了解实验目的、设备、原理及过程。了解观察或理解记录的重点。3预做好课堂作业，写好预习报告。一实验目的1理解链接命令文件（后缀CMD）和映射文件（后缀MAP）的用法。2掌握Code Compo

40、ser Studio 2.0的图形显示功能。3巩固数据复制指令MVPD等，程序控制指令等RPT、RPTB、B等汇编指令用法。4巩固伪指令.global、.mmregs、.data、.word、.set.、bss、.usect、.end等用法。5巩固绝对寻址、间接寻址、映射寄存器寻址等寻址方式。二实验设备1装有CCS2.0的计算机一台。2ICETEK-VC5416-USB-EDU实验箱一台（Emulator硬件仿真）。3USB连接电缆一条。三实验原理1VC5416的存储器资源及配置（1）片内总线及功能C54x DSP片内有8条16位总线：1条程序总线，3条数据总线和4条地址总线，功能如下： 程序

41、总线（PB）传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数。 3条数据总线（CB、DB、EB）将内部各单元连接在一起，其中CB和DB为读操作数总线，EB为写总线。因此，DSP在片内可同时读2个16位的数据或一个32位的数据。 4个地址总线（PAB、CAB、DAB、EAB）传送执行指令所需的地址。在程序空间没有扩展的情况下，C54x的总存储空间为192K字，分成3个可独立的空间：程序存储空间（64K字），据存储空间（64K字），输入/输出（I/O）空间（64K字）。在程序空间在片外扩展时，地址总线可扩展时为23位，可访问8M字的程序空间。存储器的配置受PMST中3个比特位OVLY、DROM控制。由于C

42、54x DSP不同的型号，内部存储器的资源有所不同，下面以VC5416芯片作存储器的配置介绍。（2）PMST的比特位OVLY控制程序存储器地址在0x00807FFF之间的映射。如表2-2-1所示。表2-2-1 程序存储器地址在0x00807FFF之间的映射程序存储器地址范围OVLY1OVLY00x0000007F保留片外扩展程序存储器0x00807FFF片内DARAM0-3（3）PMST的比特位控制程序存储器地址在0x8000FFFF之间的映射。如表2-2-2所示。表2-2-2 程序存储器地址在0x8000FFFF之间的映射程序存储器地址范围0x8000BFFF片外扩展程序存储器片外扩展程序存

43、储器0xC000FEFF片内ROM(4K字)0xFF00F7FF保留（用户不能使用）0xFF80FFFF片外中断向量表片内中断向量表附：片内ROM的内容，如表2-2-3所示。表2-2-3 程序存储器片内ROM的内容程序存储器地址范围0xC000D4FFGSM EFR语音编解码ROM表0xD500F7FF保留0xF800FBFF外部程序装载引导程序0xFC00FCFF率扩展表0xFD00FDFFA率扩展表0xFE00FEFF正弦表（4）程序存储器的扩展程序存储器可扩展到8M字的存储空间，此时，程序地址总线为23位，程序计数器PC保存低16位的地址，扩展程序计数器XPC保存高7位的地址。在扩展情况

44、下，凡是高7位相同的程序存储单元看作在同一页。因此，在扩展情况下，程序存储器一页为64K字，共128页。在扩展情况下，低16位地址在0x00807FFF之间的映射与表2-2-1相同，即OVLY=1时，片上DARAM0-3映射到程序存储器的每一页，这对访问公共数据是很方便的。低16位地址在0x8000FFFF之间的映射如表2-2-4所示。表2-2-4 程序存储器扩展时低地址在0x8000FFFF之间的映射程序存储器地址范围0x180001FFFF片外扩展程序存储器片内DARAM4-70x280002FFFF片内SARAM0-30x380003FFFF片内SARAM4-70xm8000mFFFF

45、(m=4,5,127)片外扩展程序存储器（5）PMST的比特位DROM控制地址在0x8000FFFF之间的映射的数据存储器映射，如表2-2-5所示。表2-2-5 数据存储器地址在0x8000FFFF之间的映射程序存储器地址范围DROM1DROM00x80007FFF片内DARAM4-7片外扩展程序存储器（6）I/O空间I/O空间地址在0x0000FFFF之间，全部在片外，一般将A/D、D/A等芯片上一些零散的存储单元或控制信号映射到I/O空间地址上，较大的连续数据单元映射到片外数据存储器。在DSP板和控制板上的I/O端口见实验指导书的附录2。2链接命令文件的使用链接命令文件（后缀为CMD）用M

46、EMORY命令和SECTIONS命令定义目标系统的存储器配置及段的映射（存储分配）。（1）伪指令MEMORY用来定义目标系统的存储器空间。示例如下：MEMORY/*PAGE 0表示程序存储器，PRAM为存储区间名称，字母o表示起始地址，字母l表示存储器长度*/PAGE 0:PRAM : o=100h,l=1f00h/*PAGE 1表示数据存储器，DRAM为存储区间名称，字母o和字母l的含义同上*/PAGE 1: DRAM : o=2000h,l=1000h MEMORY定义的目标系统存储器空间必须是实际存在的存储器，如果不存在，实际系统将不能正确存储和执行。在本实验箱中，没有扩展外部程序存储器

47、，在不能访问片外程序存储器，为此本实验箱设置OVLY=1，这是片内双访问的地址在0x800x7FFF之间的数据存储器（DARAM0-3）被映射到程序存储器，即在这些地址之间的程序存储器和数据存储器共用存储单元，既可用程序总线访问，又可用数据总线访问。因此，在MEMORY中，PAGE 0和PAGE 1是不能重叠的，否则有可能相互矛盾，程序在执行过程中修改程序代码。（2）伪指令SECTIONS为程序段分配存放位置，如果一个存储区间内分配多个段，一般按SECTIONS定义的先后顺序存储，如果一个项目有多个程序文件，其中共有多个同名段，则依文件顺序存放在一起。（3）程序段的存储要求不同的程序段有不同的

48、存储要求，如表2-2-1所示，部分段名将在以后的实验见到。表2-2-1 程序段的存储规律段类型初始化状态存储器类型映射空间说 明.text已初始化段ROM或RAMPAGE 0编译器默认产生这3个段.data已初始化段ROM或RAMPAGE 0.bss未初始化段RAMPAGE 1.cinit/pinit已初始化段ROM或RAMPAGE 0C程序编译后，产生这些段，其中.cinit为C语言程序的初始化代码段，.stack为堆栈段，.switch为switch语句段，.sysmem为动态分配的段。.const已初始化段ROM或RAMPAGE 1.stack未初始化段ROM或RAMPAGE 1.swi

49、tch已初始化段ROM或RAMPAGE 0.sysmem未初始化段RAMPAGE 1.sect已初始化段ROM或RAMPAGE 0程序员自定义的段.usect未初始化段RAMPAGE 1SECTIONS使用示例如下：SECTIONS/*text段存储在程序存储器PAGE 0的PRAM存储器里，其它依次类推*/.text : PRAM PAGE 0.data : PRAM PAGE 0.bss : DRAM PAGE 1.mystack : DRAM PAGE 1；自定义的未初始化段，映射在PAGE 1中伪指令MEMORY和SECTIONS只能大写。一些链接命令选项可以放在伪指令MEMORY的前

50、面，参看后继实验的命令文件。3映射文件（map）的使用map文件反映DSP代码的确切存储信息。人为估计的存储器分配难免不合适，为了更精确地使用ROM空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序的map文件可以了解DSP代码的确切信息。当需要更改程序和数据的大小和位置时，就要适当修改命令（cmd）文件和源程序，再重新生成map文件来观察结果。生成map文件的方法是：在点击菜单“Project”Build OptionLinke，在Map Filename中输入“.Debug文件名.map”，如图2-2-1所示，再重新编译链接一次（点击快捷图标）即可。图2-2-1 生成map文件的设置打

51、开map文件。点击菜单“File”Open选择map文件所在文件夹（当前项目的Debug文件中），注意将文件类型改为“Memory Map Files (*.map)”或“所有文件(*.*)”才能显示本实验的map文件“memory.map”。本实验的map文件示例如下，部分内容省略了，有些变量或地址是编译器自动生成的。* TMS320C54x COFF Linker PC Version 3.83 * Linked Sun Jan 20 22:03:38 2008OUTPUT FILE NAME: ENTRY POINT SYMBOL: start address: 00000100MEMO

52、RY CONFIGURATION name origin length used attrPAGE 0: PRAM 00000100 00001f00 00000031 RWIXPAGE 1: DRAM 00002000 00001000 0000003b RWIXSECTION ALLOCATION MAPsection page origin length input sections.text 0 00000100 00000021 Memory.obj (.text).data 0 00000121 00000010 Memory.obj (.data).bss 1 00002000

53、00000030 UNINITIALIZED.mystack 1 00002030 0000000b UNINITIALIZEDGLOBAL SYMBOLS: SORTED ALPHABETICALLY BY Name address name00002000 .bss00000121 .data00000100 .text00002000 _bss_00000121 _data_00002030 end00000100 startGLOBAL SYMBOLS: SORTED BY Symbol Address address name00000100 start00000100 .text0

54、0000100 _text_00000121 _etext_00000121 .data00000121 _data_00002000 .bss00002000 _bss_00002030 _end_00002030 end4文件输入/输出（File I/O）的使用为了测试算法的正确性，通常用PC机上已知的数据文件中的数据注入到内存变量中以代替A/D采样，或者将内存变量的数据输出到数据文件中，这需要设置断点（Breakpoint）和探针（Probe）。CCS中的Probe允许用户在指定位置提取/注入数据。Probe可以设置在程序的任何位置，.当程序运行到Probe处时，与Probe相关的事件将

55、会被触发，当事件结束后，程序会继续执行。在本实验里，Probe断点触发的事件是：从PC机的数据文件加载数据到目标系统的内存变量Y_COS寄存器中。具体方法在实验步骤中介绍。四源程序分析1程序思路（1）定义全局标号和映射寄存器。（2）定义数据段和未初始化变量段。（3）定义未初始化段（堆栈段）。（4）主程序（可执行代码段）。 初始化堆栈指针和压栈保护有关变量，设置DSP有关运算状态。 程序存储器SIN的数据复制到数据存储器X_SIN的单元中。 用断点和探针（Probe）将数据文件COS_16.DAT中的数据注入到数据存储器的Y_COS中。 用块重复循环指令RPTB完成X_SIN和Y_COS的16个

56、数据混合（相加），并用图形显示出来。 恢复初始状态，以便重复观察执行。（5）汇编文件结束。2命令（cmd）文件/*命令文件定义存储器的模型和分配各个程序段的存储空间*/*伪指令MEMORY定义存储器的模型或可用的存储器和起始地址*/MEMORY/*PAGE 0表示程序存储器，PRAM为存储器命名，字母o表示起始地址，字母l表示存储器长度*/PAGE 0:PRAM : o=100h,l=1f00h/*PAGE 1表示数据存储器，DRAM为存储器命名，字母o表示起始地址，字母l表示存储器长度*/PAGE 1: DRAM : o=2000h,l=1000h /*伪指令SECTIONS定义分配各个程序

57、段的存储空间*/SECTIONS/*text段存储在程序存储器PAGE 0的PRAM存储器里，其它依次类推*/.text : PRAM PAGE 0.data : PRAM PAGE 0.bss : DRAM PAGE 1.mystack : DRAM PAGE 1注：命令文件的内容是相似的，在以后的实验程序中将不再列出。3Memory.asm文件;本程序完成一个周期正弦波与一个周期余弦波的混合(相加);一个周期正弦波为16点，Q15格式先保存在程序存储器，然后复制到数据存储;为防止数据溢出，相加前两个数据均右移移位(除以2).global start.mmregs;伪指令.data定义数据段

58、，只能分配在程序存储器中存储.data;sin表，一个周期，采样16个点，Q15格式SIN:.word0x0000,0x30fb,0x5a82,0x7641,0x7fff,0x7641,0x5a82,0x30fb .word0x0000,0xcf05,0xa57e,0x89bf,0x8000,0x89bf,0xa57e,0xcf05 ;cos表，一个周期，采样16个点，Q15格式COS:;.word0x7fff,0x7641,0x5a82,0x30fb,0x0000,0xcf05,0xa57e,0x89bf ;.word0x8000,0x89bf,0xa57e,0xcf05,0x0000,0x

59、30fb,0x5a82,0x7641 ;为了练习数据文件的输入/输出功能，COS表从FILE I/O输入，以模仿A/D采样输入。;定义未初始化变量X_SIN_COS、Z_MIX,各16个单元.bssX_SIN,16.bssY_COS,16.bssZ_MIX,16;定义堆栈段stacksize.set 10stack.usect .mystack,stacksizeTOS .usect .mystack,1;栈顶(Top of Stack)标志，方便观察.textstart:;堆栈指针初始化，指向栈顶(TOS,Top of Stack,高地址)STM#stack+stacksize,SPPSHMST1 ;压栈保护