一种基于Matlab的DSP开发思路的研究
Matlab技术DSP系统设计
Matlab技术DSP系统设计Matlab技术在DSP系统设计中的应用一、引言数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是一种对连续或离散信号进行采样、量化、变换、滤波和编码等一系列操作的技术，广泛应用于通信、音频、视频等领域。
而Matlab作为一种功能强大的科学计算软件，凭借其丰富的工具箱和简洁易用的编程语言，成为 DSP 系统设计中不可或缺的工具。
本文将重点探讨Matlab 技术在 DSP 系统设计中的应用。
二、DSP基础知识在介绍 Matlab 技术在 DSP 系统设计中的应用之前，我们先来回顾一些 DSP 的基础知识。
1. 信号采样和量化DSP 系统中的信号一般为连续时间信号，为了进行数字处理，首先需要对信号进行采样和量化。
采样是指在连续时间上均匀地选择一系列样本点，而量化则是将这些样本点映射到有限的值域上。
2. 信号变换信号变换是对信号在时间域和频域上的变换操作。
在 DSP 系统设计中，常用的变换包括傅里叶变换、离散傅里叶变换、小波变换等，用于分析和处理信号的频谱特征。
3. 数字滤波数字滤波是对数字信号进行频率选择性处理的一种技术。
常见的数字滤波器包括无限冲激响应（Infinite Impulse Response，IIR）滤波器和有限冲激响应（Finite Impulse Response，FIR）滤波器。
三、Matlab技术在DSP系统设计中的应用1. 信号处理函数库Matlab 提供了强大的信号处理函数库，包括采样函数、量化函数、变换函数和滤波器函数等。
通过调用这些函数，可以方便地实现信号在时间域和频域上的分析和处理。
2. 实时信号处理Matlab 与硬件设备的配合使用，可实现实时信号的采集和处理。
通过连接数据采集卡或传感器，可以将实时信号输入到 Matlab 中进行实时处理，如滤波、变换等。
3. 自适应滤波器设计自适应滤波器是在 DSP 系统中常用的滤波器之一，它能够根据输入信号的特性自动调整滤波器参数。
基于matlab的dsp实现
数字信号处理（Digital Signal Processing——DSP）是一 门涉及许多学科且广泛应用于许多领域的新兴学科。DSP 包 括两重含义数字信号处理技术（Digital Signal Processing）和 数字信号处理器（Digital Signal Processor） 。 随着微电子技术、 信息技术和计算机技术的迅猛发展，数字信号处理技术应运 而生，发展迅速，并且日趋完善和成熟。数字信号处理已成 为一门极其重要的学科和技术领域，数字信号处理在通信、 语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家 用电器众多领域获得了广泛应用。数字信号处理器（DSP)是 利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法，对信号进 行采集、滤波、增强、压缩、估值和识别等加工处理，借以 达到提取信息和便于应用的目的，其应用范围涉及几乎所有 的工程技术领域。
8.实验总结
通过这次的实验使我懂得了理论与实际相结合的重要性， 只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践 相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从 而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在实验过程 中遇到问题， 可以说是困难重重， 也发现了自己的不足之处， 对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢靠，通 过此次实验，让自己学到了许多东西，在此感谢老师的教导 和其他同学的无私帮助。
一．实验目的
1）学习 DSP 系统的构成及软件设计方法，编写 DSP 程序， 掌握 CCS 软件的调试方法。 2）掌握直方图统计的原理和程序设计方法。
二．实验设备
1）PC 机一台，操作系统为 Windows7，为了兼容性考虑，我 们在计算机上安装 VMware Workstation 虚拟机软件，并虚拟 WindowsXP 系统环境，以达到实验要求。 2）在虚拟 WindowsXP 系统下安装 CCS5000 及 MATLAB 仿真 软件。
基于MATLAB平台的DSP实验教学研究
基于MATLAB平台的DSP实验教学研究随着数字信号处理（DSP）技术的不断发展，其在通信、音视频处理、控制系统等领域的应用越来越广泛。
在DSP实验教学中，利用MATLAB平台进行实验研究已经成为一种主流的教学方式。
本文旨在探讨基于MATLAB平台的DSP实验教学研究，并分析其在教学中的应用和优势。
一、MATLAB在DSP实验教学中的应用MATLAB是一种用于数值计算和可视化的强大工具，特别适用于数字信号处理领域。
在DSP实验教学中，教师可以利用MATLAB平台设计各种数字信号处理实验，包括滤波、频谱分析、时域分析等，帮助学生深入理解DSP原理和方法。
同时，MATLAB提供了丰富的工具箱和函数库，方便学生进行实验设计和数据处理，提高实验效率和精度。
二、基于MATLAB平台的DSP实验设计在数字信号处理实验中，教师可以设计多种实验内容，以帮助学生掌握DSP的基本原理和方法。
例如，可以设计频域滤波实验，让学生通过设计和实现数字滤波器来处理信号，观察滤波效果并分析频谱特性。
另外，还可以设计时域滤波实验，让学生通过设计数字滤波器对信号进行时域处理，了解不同滤波器的效果和应用。
此外，还可以设计频谱分析实验、自适应滤波实验等，让学生深入了解DSP的应用和发展趋势。
三、基于MATLAB平台的DSP实验教学优势1.灵活性：MATLAB平台提供了丰富的工具箱和函数库，可灵活设计各类数字信号处理实验，满足不同教学需求。
2.可视化：MATLAB强大的绘图功能可以直观展示实验结果，帮助学生理解信号处理过程和效果。
3.实时性：MATLAB平台支持实时数据采集和处理，可以进行实时调试和分析，提高实验效率和准确性。
4.交互性：学生可以通过MATLAB平台进行实时交互操作和模拟实验，加深对DSP理论的理解和应用。
四、未来展望基于MATLAB平台的DSP实验教学在数字信号处理领域有着广阔的应用前景。
未来，可以进一步优化实验内容和设计，引入新的实验案例和应用场景，提高实验的趣味性和实用性。
基于MATLAB的DSP系统设计与实现
基于MATLAB的DSP系统设计与实现数字信号处理(DSP)技术在现代通信技术中的应用越来越广泛，其中MATLAB是一种广泛使用的开发工具。
在本文中，我们将探讨基于MATLAB的DSP系统设计与实现。
1. DSP的基本概念数字信号处理是将连续时间的模拟信号转换成数字信号，并在数字域中对信号进行处理的一种技术。
DSP技术在音频、视频、图像等领域都有广泛的应用。
2. DSP系统的基本架构一个典型的DSP系统由数据输入/输出部分、数字信号处理器、存储器和控制器等组成。
其中，DSP芯片是实现数字信号处理的核心部分。
DSP芯片一般采用定点运算方式，其运算速度较快，且电路比较简单，易于实现。
另外，DSP还需要使用各种算法来实现数字信号处理功能。
这些算法包括滤波、变换、傅里叶分析等等。
3. MATLAB在DSP系统中的应用MATLAB是一种广泛使用的数学软件，其在数字信号处理领域中也有广泛的应用。
使用MATLAB，可以快速地开发和调试各种DSP算法。
MATLAB提供了丰富的函数库和工具箱，包括数字信号处理工具箱(DSP Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)等。
这些工具箱提供了各种滤波、变换等数字信号处理算法的实现。
另外，MATLAB也提供了各种绘图和分析工具，方便用户对数字信号进行分析和可视化。
4. DSP系统的设计与实现在基于MATLAB的DSP系统设计与实现过程中，一般需要遵循以下步骤：（1）定义问题：明确数字信号处理系统的输入、输出、处理方式和性能要求等。
（2）算法设计：根据问题的要求，选择合适的数字信号处理算法，并进行算法设计。
（3）算法实现：将算法实现成MATLAB程序，并进行调试和优化。
（4）系统集成：将算法和DSP硬件进行集成并进行测试。
5. 结语基于MATLAB的DSP系统设计与实现可以大大提高数字信号处理的效率和准确性。
在实际应用中，需要对系统进行合理设计和优化，才能达到更好的效果。
MATLAB辅助DSP设计的研究与实现(精)
MATLAB辅助DSP设计的研究与实现摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。
关键词：Butte摘要：提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想，阐述了实现该思想的两种工具，并详细介绍了使用MATLAB Link for Code Composer Studio辅助DSP设计的相关内容，包括其功能特点、实现方式、工作原理等。
最后结合典型的FIR滤波器实例，探讨了使用该工具的方法，并设计了图形用户界面。
结果表明应用MATLAB辅助开发DSP系统可以发挥二者的优势，缩短开发周期，降低开发门槛，优化开发过程。
关键字：MATLAB；数字信号处理器；CCSLink；CCS1 引言数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）是指一类具有专门为完成数字信号处理任务而优化设计的系统体系结构、硬件和软件资源的单片可编程处理器件。
数字信号处理器是实现数字信号处理任务的一个重要而有效的手段，随着通信和信息技术的飞速发展，数字信号处理器件在最近20年得到了空前的发展和应用。
MATLAB是美国MathWorks公司开发的一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据，在科学计算、控制系统、信息处理等多种领域有着广泛的应用。
MATLAB具有强大的计算、分析和可视化功能，但MATLAB语言是解释执行的，执行速度较慢；而DSP是为了完成实时数字信号处理任务而设计的，算法的高效实现是DSP器件的显著特点，但是其开发门槛高。
基于MATLAB的DSP快速控制原型开发系统
微纳科技cSPACE快速控制原型开发系统（基于MATLAB的DSP快速控制原型开发系统）一.产品简介 (1)二.系统组成 (2)三.硬件资源 (4)四.使用案例 (20)4.1.直线电机驱动的二级倒立摆的控制 (20)4.2.磁悬浮球系统的控制 (22)4.3.三容水箱过程控制实验系统的控制 (23)4.4.采用磁流变液阻尼器的1/4车辆振动实验系统的控制 (24)一.产品简介快速控制原型（Rapid Controller Prototyping，RCP）和硬件在回路实时仿真(Hardware-in-Loop，HIL)是目前国际上控制系统设计的常用方法，它把计算机仿真（纯软件）和实时控制（硬件在回路）有机结合起来，用户可把仿真结果直接用于实时控制，极大提高控制系统的设计效率。
目前，这一系统或设计方法已经在高校和实验室得到普遍采用，最典型的例子为德国的dSPACE快速控制系统原型设计系统。
dSPACE卡是一个基于MATLAB/Simulink开发环境的自动代码生成工具，拥有快速控制原型开发和硬件在环仿真功能。
使用这种方法，可使电控单元系统及机械控制系统的开发和测试简捷和高效。
因此，dSPACE已经成为运动控制和过程控制开发的好工具，受到了全球用户的欢迎。
本公司研制的cSPACE快速控制原型和硬件在回路开发系统（以下简称cSPACE系统）基于TMS320F2812DSP开发，和dSPACE 公司的DS1104卡相当，拥有AD、DA、IO、Encoder和快速控制原型开发、硬件在环仿真功能，通过Matlab/Simulink设计好控制算法，将输入、输出接口替换为公司的cSPACE 模块，编译整个模块就能自动生成DSP代码，在控制卡上运行后就能生成相应的控制信号，从而方便地实现对被控对象的控制。
运行过程中通过cSPACE提供的MATLAB接口模块，可实时修改控制参数，并以图形方式实时显示控制结果；而且DSP采集的数据可以保存到磁盘，研究人员可利用MATLAB对这些数据进行离线处理，下图为利用cSPACE工具的开发流程图。
DSP实验报告 (使用MatLab)
××××大学实验报告实验名称采样、系统性质及滤波系统频率响应和样本处理算法实现加窗和离散傅氏变换数字滤波器设计陷波器设计课程名称______数字信号处理_______班级学号_______ __________ 姓名_______ ____________开课时间 20 /20 学年，第学期实验一1实验名称: 采样、系统性质及滤波2实验目的和任务，实验内容一、观察采样引起的混叠设模拟信号为)3sin()2sin(4)5cos()(t t t t x πππ⋅+=，t 的单位为毫秒(ms)。
(1)设采样频率为3kHz ，确定与)(t x 混叠的采样重建信号)(t x a 。
(2)画出)(t x 和)(t x a 在)(60ms t ≤≤范围内的连续波形。
（因数字计算机无法真正画出连续波形，可用较密的离散点的连线来近似。
） (3)分别用"" 和""⨯在两信号波形上标记出3kHz 采样点。
两信号波形是否相同？采样后的两序列是否相同？二、判别离散时间系统的时不变性设输入序列为)(n x ，系统)2()(n x n y =实现对)(n x 的抽取。
(1)设500,...,2,1),1002sin()(==n n n x π。
取延迟量D （例如D ＝30）。
记)()(D n x n x D -=，画出)(n x 、)(n x D 的序列波形。
(2)编程求出系统对)(n x 的响应)(n y 以及对)(n x D 的响应)(n y D (3)画出)(D n y -、)(n y D 的波形。
三、利用卷积计算出输入信号通过FIR 滤波器的输出，并观察输出信号的input-on 暂态、input-off 暂态和稳态部分。
1.考虑下面两个滤波器，第一个的单位脉冲响应为⎩⎨⎧≤≤*=其它0140)75.0(25.0n h nn ，另一个的单位脉冲响应为]1,5,10,105,1[51--=，－h ；输入为周期方波，在一个周期内⎩⎨⎧≤≤≤≤=492502401)(x x n x 。
matlab dsp实验报告
MATLAB DSP实验报告介绍本实验报告将详细介绍在MATLAB环境下进行数字信号处理（DSP）的实验步骤和相关方法。
我们将通过逐步思考的方式，帮助读者理解和学习DSP的基本概念和技术。
实验环境和工具在进行DSP实验之前，我们需要准备以下环境和工具：1.MATLAB软件：确保已安装并配置好MATLAB软件，可以在MATLAB Command窗口中输入命令。
2.信号处理工具包：在MATLAB中，我们可以使用信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来进行DSP实验和分析。
确保该工具箱已被安装并加载。
实验步骤下面是进行DSP实验的一般步骤：步骤一：加载信号首先，我们需要加载待处理的信号。
这可以通过在MATLAB中使用load命令加载一个音频文件或生成一个模拟信号实现。
例如，我们可以加载一个名为signal.wav的音频文件：load signal.wav步骤二：信号预处理在进行DSP之前，通常需要对信号进行预处理。
这可能包括去噪、滤波、均衡等操作。
例如，我们可以使用滤波器对信号进行降噪：filtered_signal = filter(filter_coefficients, signal);步骤三：信号分析一旦信号经过预处理，我们可以开始进行信号分析。
这可能涉及频域分析、时域分析、谱分析等。
例如，我们可以通过计算信号的快速傅里叶变换（FFT）获得其频谱：spectrum = fft(filtered_signal);步骤四：特征提取在信号分析之后，我们可以根据需要提取信号的特征。
这些特征可能包括幅度、频率、相位等。
例如，我们可以计算信号的能量：energy = sum(abs(filtered_signal).^2);步骤五：信号重构在完成信号分析和特征提取后，我们可以根据需要对信号进行重构。
这可能包括滤波、修复损坏的信号等。
例如，我们可以使用滤波器对信号进行重构：reconstructed_signal = filter(filter_coefficients, filtered_signal);步骤六：结果评估最后，我们需要评估重构后的信号和原始信号之间的差异。
浅谈MATLAB辅助DSP设计的研究与实现
浅谈MATLAB辅助DSP设计的研究与实现浅谈MATLAB辅助DSP设计的研究与实现1 引言数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。
数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。
数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。
而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。
内置数字信号处理器（DSP，DigitalSignalProcessor）是车载主机内以逻辑电路对音视频数字信号进行再加工处理的专用元件，是一个统称名词，包括数字效果器、EQ、3D环绕等等。
数字信号处理器（DSP，即DigitalSignalProcessor）是进行数字信号处理的专用芯片，是伴随着微电子学、数字信号处理技术、计算机技术的发展而产生的新器件。
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
本文所作研究是以自行研制的DSP教学实验箱为平台进行的，其DSP采用TMS320VC5416芯片实现。
本文内容安排如下：第1部分在介绍相关背景知识的基础上，引入使用MATLAB辅助DSP设计的思想；第2部分介绍了MATALB中实现这一思想的两种工具；第3部分介绍了工具之一CCSLink的实现方式及工作原理；第4部分结合实验平台给出了CCSLink的应用实例。
基于Matlab开展DSP教学的研究与实践
Abstract : This paper advances an innovative idea of teaching DSP based o n Matlab t hat integrates Matlab co ur se wit h DSP co ur se co mpletely and ratio nally bot h in co ntent s and in p ractices , to solve t he p ro blems of less co ur se period , disjunct ure in applicatio n and deficiency of p ractical experience when t hey are taught separately. It int roduces co ncrete means and result s of t hat teaching p ractices. The p ractices and resear2 ches show t hat t his innovatio n can solve above p ro blems effectively and al so indicates t hat richer forms and means of teaching and interesting experiment s , which cultivate st udent s ’ self2st udy abilit y o ut side t he class , are necessary to solve p ro blems in teaching p ractices and to imp rove teaching result s. Keywords :DSP ;teaching ;Matlab ;integrate
基于Matlab和DSP数字滤波器的设计与实现
基于Matlab和DSP数字滤波器的设计与实现邓婷【摘要】A method of designing a FIR filter is introduced based on digital signal processor. Firstly,Matlab toolbox FDATool is used to design a low-pass filter meeting the performance required, and extract the impulse response coefficients, and then used a circular buffer and dual-operand indirect addressing in the TMS320C5416 DSP chip to implement the filter in three different frequency sine wave signals. It is indicates that the experiment results can meet the expected performance.%介绍了一种基于DSP实现FIR滤波器的设计方法.首先利用Matlab工具箱FDATool设计符合性能指标的低通滤波器,并提取单位冲激响应系数.然后采用循环缓冲区和双操作数间接寻址方式在TMS320C5416 DSP芯片上实现三个不同频率正弦波信号的低通滤波.实验结果表明,该滤波器基本满足预期性能指标要求.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)019【总页数】5页(P4597-4601)【关键词】FIR滤波器;FDATool;DSP【作者】邓婷【作者单位】华南理工大学广州汽车学院,广州510800【正文语种】中文【中图分类】TN713.7随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理技术广泛应用在通信、车载、智能家电以及各种数字仪器等众多领域。
MATLAB平台下DSP代码自动生成技术研究及实现
毕业设计（论文）摘要传统的DSP设计开发流程分为开发设计和产品实现两个环节，这样的开发流程存在许多问题，针对DSP编程难度大，耗时长的问题，给出了一种综合运用Matlab软件、Code Compose Studio(CCS)软件及其内嵌工具和连接软件进行自动代码生成的方法。
本文重点研究TMS320F2812 DSP的自动代码生成方法，基于Matlab/Simulink模型的构建，完成了从概念设计、软件仿真、硬件测试全过程在软件算法仿真测试后直接生成面向数字信号处理(DSP)芯片的代码，有利发现系统设计的错误。
DSP代码自动生成首先根据系统的设计思路在Matlab平台下搭建模型(.mdl)；其次在Simulink中对于算法进行仿真，在仿真中遇到问题后可反复修改参数；仿真满意后通过Matlab提供的Real Time Workshop生成面向CCS的工程文件代码(.prj)，并进一步完成代码的编译，链接生成DSP可执行机器码(.out),最后下载到目标DSP板上运行，完成系统的开发。
在Matlab平台下代码的自动生成可以代替人工编写程序，这不仅工作者们从枯燥的编程中解放出来，而且还大大简化了开发复杂程度，节约了时间，提高了准确率。
这将在以后的生活中得到广泛的应用。
关键词：DSP；Matlab/Simulink；代码自动生成；CCSAbstractTraditional DSP development, design and product design and development process is divided into two links, so many problems in the development process, in view of the DSP programming is difficult and time-consuming long problem, presents an integrated use of Matlab software, the Code composer Studio (CCS) and embedded software tools and the connection method for automatic Code generation software. This article focuses on automatic code generation method of TMS320F2812 DSP, based on the Matlab/Simulink model building, completed the whole process from concept design, software simulation and hardware test after the software algorithm simulation test directly generate code for digital signal processing (DSP) chip, in favor of the error of discovery system design.DSP code automatically generated based on the system the design train of thought in the Matlab platform to build model (.mdl); Secondly in the Simulink simulation for the algorithm, after the problems encountered in the simulation can be repeatedly modified parameters; Satisfaction after through Matlab simulation to provide the Real Time Workshop generating code for CCS project file (. prj), and further complete the code to compile, link generation DSP executable machine code (.out), finally downloaded to the target run on DSP board, the implementation of the system.Code automatically generated in the Matlab platform can replace artificial program, it not only liberate workers from boring programming, but also greatly simplifies the development complexity, saves time, improves the accuracy. This will be widely used in later life.Keywords：DSP; Matlab/Simulink; Code automatically generated; CCS目录引言 ....................................................................................................................................... - 1 -第1章绪论 ....................................................................................................................... - 2 -1.1课题研究的意义 ............................................................................................................. - 2 -1.2 课题研究的内容 ............................................................................................................ - 2 -1.3课题研究的现状和发展趋势 ......................................................................................... - 2 -第2章工具及开发环境的介绍......................................................................................... - 4 -2.1 MATLAB的介绍............................................................................................................ - 4 -2.2 DSP芯片介绍................................................................................................................. - 4 -2.2.1 什么是DSP芯片........................................................................................................ - 4 -2.2.2 DSP的选择.................................................................................................................. - 5 -2.2.3 TMS320F2812的介绍................................................................................................. - 6 -2.3 DSP的软件开发............................................................................................................. - 9 -2.3.1 集成开发环境CCS .................................................................................................. - 11 -2.3.2 代码生成工具 ........................................................................................................... - 11 -第3章DSP硬件电路的设计 .......................................................................................... - 13 -3.1 基于TMS320F2812的最小系统................................................................................ - 13 -3.2 基于F2812外围电路设计.......................................................................................... - 13 -3.2.1 电源电路设计 ........................................................................................................... - 13 -3.2.2 复位部分设计 ........................................................................................................... - 14 -3.2.3 时钟电路部分设计 ................................................................................................... - 15 -3.2.4 JATG部分设计.......................................................................................................... - 15 -第4章MATLAB平台下DSP代码自动生成的方法 ................................................... - 17 -4.1 设计流程 ...................................................................................................................... - 17 -4.2 具体步骤 ...................................................................................................................... - 19 -第5章举例说明 ............................................................................................................... - 24 -5.1 Matlab平台下DSP代码自动生成的实例 ................................................................. - 24 -5.1.1 Simulink中PID控制的设计 .................................................................................... - 24 -5.1.2 正弦波的产生 ........................................................................................................... - 28 -5.2 DSP平台下通过人工编写程序生成正弦波............................................................... - 29 -5.2.1 DSP的正弦波信号发生器的实现............................................................................ - 29 -5.2.2 DSP的正弦波程序调试............................................................................................ - 33 -结论与展望 ......................................................................................................................... - 36 -结论 ..................................................................................................................................... - 36 -展望 ..................................................................................................................................... - 36 -致谢 ..................................................................................................................................... - 37 -参考文献 ............................................................................................................................. - 38 -附录A TMS320F2812 原理图 ................................................................. 错误!未定义书签。
基于MATLAB产品集的DSP应用系统的软件开发
第9卷 第4期鹭江职业大学学报V ol.9 N o.4 2001年12月Journal of Lujiang University Dec.2001 [文章编号]1008-3804(2001)04-0063-05基于MAT LAB产品集的DSP应用系统的软件开发陈丽安(鹭江职业大学电子系,福建厦门361005)[摘 要]阐述了M AT LAB产品集对DSP应用系统的软件从算法研究、仿真到实现等各个开发环节的支持,着重介绍了MathW orks公司新近推出的Developerπs K it及其在TI C6701E VM系统开发中的应用.关键词:M AT LAB;DSP;开发[中图分类号]TP391.9 [文献标识码]ADSP(Digital Signal Process or,数字信号处理器)是一种功能强大的特种微处理器。
与工业自动化控制中常用的8位或16位通用单片机相比,DSP芯片具有更适合于数字信号处理的软件和硬件资源,使其拥有强大的数据处理能力和极高的运行速度,广泛地应用于数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理等方面.在DSP领域,TI公司(T exas Instruments Incorporated,德州仪器公司)一直处于世界霸主地位,它的市场占有率占全球应用市场的近50%,其T MS320系列的DSP芯片以其独特的哈佛结构,硬件密集型方案和灵活的指令系统,成为数字信号处理器产业中的领先者[1].由于DSP芯片的特殊结构,使其软硬件的开发过程较通用单片机复杂,影响了DSP的推广使用.为了加快DSP产品的开发过程、扩展DSP技术的应用领域,TI公司不断地开发新的平台,如新近推出了eX pressDSP,为T MS320系列提供了实时软件技术环境,包括CCS(C ode C om poser Studio)、I DE(Integrated Development Environment,集成开发环境)、DSP/BI OS实时软件内核、T MS320算法标准等,以实现把DSP 的软件开发时间减半,将DSP的应用扩大十倍的目标.同时,对DSP的软件开发也随着M AT LAB产品集(以下所讲M AT LAB均泛指M AT LAB 产品集)功能的不断增强而变得越来越容易.M AT LAB是MathW orks公司开发的一套高性能数值计算可视化软件,它包含了许多功能强大的工具箱,应用于自动控制、信号分析、图像处理等诸多领域,已成为科学及工程领域首选的计算机辅助工具软件.DSP软件开发的几乎每一个环节均可借助M AT LAB完成.一般来讲,在具体实现DSP功能之前,应充分利用 [收稿日期]2001-08-31[作者简介]陈丽安(1966-),女,福建龙岩人,福州大学在职博士研究生,副教授,主要研究方向为人工智能技术、智能电器等.M AT LAB 编程简单、调试方便、易于仿真等优点对DSP 软件进行算法研究及仿真,以检验设计思想是否合理、算法模型是否正确、可靠性如何等,并不断对原方案进行修正,直至得到满意的结果为止.当设计方案确定下来之后,便需进行实时仿真及DSP 实现.一般的作法是根据在M AT LAB 中确定的算法,用DSP 汇编语言、C 语言或C 与DSP 汇编语言混合的方法进行DSP 编程,并通过编译、链接,生成DSP 代码,最后将可执行代码载入至DSP 芯片上实现设计功能.这种方法将M AT LAB 算法研究与DSP 代码编制截然分开,造成重复设计,延长了研制周期,这一问题已成为加速DSP 开发、推广DSP 使用的瓶颈之一.如何将M AT LAB 中实现的DSP 算法直接在DSP 芯片中实现,是DSP 开发设计人员的一个梦想,也是许多科技工作者为之奋斗的目标.MathW orks 公司抓住了机遇,推出了Real -T ime W orkshop ,可实现DSP 在线仿真,并可将生成的DSP 代码真接下载至dSPACE 公司生产的DSP 板级产品的处理器中.为了进一步方便研发人员开发DSP 应用系统,MathW orks 公司又于2001年2月推出了Developer πs K it for T exas Instruments DSP (TI DSP 开发者工具,以下简称Developer πs K it ).该产品的问世,给广大T MSC320系列DSP 芯片开发者带来了福音. 1 MAT LAB 对DSP 软件开发的支持1.1 DSP 应用系统软件开发流程图1 DSP 应用系统软件开发流程图DSP 应用系统软件开发流程如图1所示.由图1可见,当用户开发一个DSP 应用系统时,往往要经过算法研究、仿真及实现等阶段.由于M A T LA B 集高性能数值计算与强大的图形功能于一身,又拥有非富的工具箱,使其对DSP 的支持贯穿于DSP 软件设计开发的每一个阶段.下面分别介绍M A T LA B对DSP 软件开发各个环节的支持.1.2 M AT LAB 对DSP 软件开发的支持[2]1.2.1 M AT LAB 对DSP 算法研究的支持M AT LAB 被称为“演算纸式”的高级编程语言,这使得用M AT LAB 对DSP 算法的程序编制就象书写数学表达式一样简便.M AT LAB 除了具有强大的数据处理能力外,还提供了方便实用的绘图功能及先进的可视化工具.图形可使我们对欲处理的数据及结果有一个直观的了解.如图像压缩编解码的算法可以用M AT LAB 语言进行编程,而结果若用图形表示出来,并与原图像相比,则能对算法性能的优劣有一个直观的了解.此外,M AT LAB 还拥有与数字信号处理相关的各种工具箱,如Signal Processing T oolbox ,・46・鹭江职业大学学报2001年Wavelet T oolbox ,C ommunications T oolbox ,Filter Design T oolbox 等.这些工具箱提供了一系列专用的M AT LAB 函数库,加强了对工程及科学领域中特殊应用的支持.这些函数是用M -文件编制的,使工具箱具有开放性、可扩展性,用户可查看源代码,也可以自行开发新的算法.一些创新前沿的理论和策略均可先通过M AT LAB 工具箱进行验证、修改,再在DSP 上实现,可使开发人员少走弯路,大大缩短了开发周期.1.2.2 M AT LAB 对DSP 仿真的支持Simulink 是一种交互式非线性动态系统仿真工具.不同于其它许多仿真工具.提供真正的连续时间求解器,保证非线性模拟及混合信号系统仿真的快速性和准确性.通过Simulink 仿真,可不断地修改算法,优化和改善用户设计.此外,MathW orks 公司还开发了专用的Simulink 功能块,以作为Simulink 建模系统的补充,如DSP Blockset 和Fixed 2P oint Blockset 等.通过使用这些功能块,用户可以迅速地对某一特定系统进行建模与仿真.Stateflow 是一个创建和仿真复杂响应系统的工具,它结合有限状态机、状态转移图和流程图等多种技术,使用户能够对复杂响应系统用图形的方式清晰而简明地表达出来.通过M A T LA B 、S imulink 及S tate flow ,用户可以在集成环境下设计、仿真整个嵌入式系统的行为.1.2.3 M AT LAB 对DSP 实现的支持Real 2T ime W orkshop 和Stateflow coder 可直接将Simulink 和Stateflow 建立的模型自动生成可靠、高质量的代码,并自动地编译、链接并下载可执行代码至目标DSP 处理器上,实现实时仿真,在DSP 硬件上对用户的设计进行测试和检验,大大地提高了工作效率.另外,Re 2al 2T ime W orkshop 还为第三方产品提供了快速的原型解决方案,它可以与MathW orks 公司的合作伙伴—德国的dSPACE 公司的产品(如dSPACE I/O 板,含TI 的C31和C40DSP 芯片)联合使用,将Real 2T ime W orkshop 的DSP 代码直接下载至该板的DSP 处理器上,大大缩短了由仿真到实时实现所花费的时间.Developer πs K it 是DSP 领域新的强大的开发工具.它将MathW orks 公司的M AT LAB 、Simulink 与TI 公司的eX pressDSP 工具集成起来,为DSP 的开发设计开辟了一条新的途径. 2 Developer πs K it 及在C6701开发中的应用2.1 Developer πs K it 简介[3]Developer πs K it 使DSP 开发人员能够利用Simulink 及DSP Blockset 为数字信号处理算法建立模型,然后用Real 2T ime W orkshop 自动地为TI 公司的CCS I DE 或T MS320C6701Evaluation M odule (简称C6701E VM ,评估板)生成ANSI C 代码.最后将生成的C 代码转化为C6701机器码,并将机器码下载至C6701E VM 板上的DSP 芯片中,实现设计功能.2.2 Developer πs K it 的主要组成Developer πs K it 包括四大组件:(1)以C6701E VM 为处理目标用Real 2T ime W orkshop 生成能在C6701E VM 上运行的可执行代码.(2)以CCS I DE 为处理目标当用户创建一个Simulink 模型文件后,借助Real 2T ime W orkshop ,Developer πs K it 可为该・56・ 第4期陈丽安:基于M AT LAB 产品集的DSP 应用系统的软件开发Simulink 模型创建一个新的CCS 工程,该工程包含了build 过程所生成的所有文件,如目标代码文件(.obj )、汇编语言文件(.asm )及.map 文件等.这样,开发人员便可通过CCS I DE 所提供的各种工具调试Simulink 模型并为实时处理过程排除故障.(3)链接CCS I DEDeveloper πs K it 使M AT LAB 与CCS 中的DSP 产生链接.在M AT LAB 命令窗口,用户可运行CCS 中的DSP 程序,与目标存储器交换数据,检查处理器的状态,启动或停止CCS 中DSP 程序.总之,开发者可利用M AT LAB 强大的计算功能控制数字信号处理程序.(4)链接RT DX (Real 2T ime Data Exchange )与上述“链接CCS I DE ”相比不同,链接RT DX 能够使用户与实时运行的数字信号处理过程产生交互作用,如给处理器内存发送数据或从处理器内存中获取数据,改变程序中的运行特性,改变算法而无需中断程序或给代码设置断点. 3 应用举例Developer πs K it 软件的中心点在于开发C6701E VM 的实时数字信号处理应用系统.下面以此为例介绍Developer πs K it 的用法.C6701E VM 是TI 公司为方便T MS320C6701DSP 芯片开发者而研制的评估板,它可用于有线/无线宽带网络、语音识别、图像处理、雷达等对运算能力和存储量有较高要求的场合[4].该板主要包含如下硬件:①32位浮点DSP 芯片:T MS320C6701/167MH z ,运算能力可达1G F LOPS ;②外部存储器:2M 332Bit S DRAM (10ns ),64K 332Bit S BSRAM (7.5ns );③J T AG 接口:提供标准J T AG 接口,可与TI X DS510仿真器相连,方便调试;④CP LD :实现评估板上逻辑、时序控制;此外,还有PCI 接口、电源模块、立体声音频接口等.用Developer πs K it 开发C6701E VM 应用系统的步骤如下:(1)将C6701E VM 板安装于PC 机上,并将TI 提供的有关软件也安装于同一台PC 机上.图2 C6701evmlib 模块库(2)运行M AT LAB ,并在M AT LAB命令行键入:C6701evmlib ,打开名为C6701evmlib 的Simulink 模块库,如图2所示.该模块库包含了为C6701E VM的I/O 设备进行预配置的一系列模块,如C6701E VM -ADC (模数转换模块)、C6701E VM -DAC (数模转换模块)、C6701E VM -LE D (指示用户状态的发光二极管模块)、C6701E VM -RESET (复位模块).(3)建立Simulink 仿真模型,如果需要,可为Simulink 仿真模型添加上述C6701E VM I/O 设备.从主菜单的Simulink 中选择Simulation Parameters ,弹・66・鹭江职业大学学报2001年出对话框.在对话框中单击Real 2T ime W orkshop 标签.对C6701E VM ,需分别给“The system target file ”及“The tem plate makefile ”栏中填写合适的文件名,即“ti -c6701evm.tlc ”及“ti -c6701evm.tm f ”.(4)在Real 2T ime W orkshop 对话框中单击Build ,Real 2T ime W orkshop 使Simulink 仿真模型自动生成C 代码并将用户在Simulink 模型中指定的I/O 设备驱动程序以inline S 2functions 的形式嵌入至C 代码中.同时,makefile 调用TI 交叉编译器,产生可执行文件.如果在Real 2T ime W orkshop 对话框中单击Build and execute ,那么可执行代码将通过PCI 总线自动地下载至TI 的评估板上,下载完成后,便运行DSP 程序.从上面的介绍可以看出,Developer πs K it 使C6701E VM 的软件开发从仿真到实现不再是截然分开的两个阶段,而仅需几个简单的操作便可完成.可以预言,如果将该方法推广应用于T MSC320其它系列的DSP 芯片上,那么从DSP 算法开发、仿真到DSP 实时实现将不再是加速DSP 开发、推广DSP 使用的瓶颈.[参考文献][1]张雄伟,曹铁勇.DSP 芯片的原理与开发应用[M].北京:电子工业出版社.2000.9.[2]北京九州恒润科技有限公司网站:http ://w w ,2001. 6. 4.[3]Developer πs K it for T exas Instruments DSP User πs G uide ,MathW orks ,Inc.February 2001.[4]T MS320C6701Evaluation M odule T echnical Reference ,T exas Instruments Incorporated.December.1998.MAT LAB Products Set in Developing Softw areof the DSP Application SystemCHE N Li 2an(E lectronics Department ,Lujiang University ,X iamen ,361005China )Abstract :This paper expounded the M AT LAB products πsupport to the DSP application system from the aspects of alg orithm research ,simulation and realization.The Developer πs K it produced by the Math 2W orks corporation and the application in the development of TI C6701E VM are als o proposed in this pa 2per.K ey w ords :M AT LAB ;Digital Signal Process or (DSP );development ・76・ 第4期陈丽安:基于M AT LAB 产品集的DSP 应用系统的软件开发。
基于MATLAB平台的DSP嵌入式应用程序设计的研究
基于MATLAB 平台的DSP 嵌入式应用程序设计的研究张德龙,刘海东,卢福永(冶金自动化研究设计院,北京 100071)[摘 要]随着DSP 的广泛应用及DSP 产品复杂度的提高,传统的DSP 嵌入式应用系统设计方案面临许多困难。
文章介绍了新的设计方案,以TI 的DSP 为例,研究了基于MATL AB R2009B 版本的DSP 嵌入式应用程序综合开发平台、设计流程以及相关技术。
研究表明,新的设计方案具有难度更小、开发周期更短、开发成本低、可移植性好等优点,且便于多人协作完成任务,完全能够满足当前DSP 系统的性能要求,是解决传统设计方案困境的重要途径。
[关键词]MATL AB ;RT W;CCS ;DSP;嵌入式程序[中图分类号]TH 867[文献标识码]B[文章编号]1002-1183(2010)02-0014-04Research on DSP Embedde d Application P rogra mm ing TechnologyBased on M ATLAB Soft ware P latformZ HA NG De-long,L IU H ai-dong,L U Fu-yong(Au to m ati on R esearch and Design Ins tit u te ofM etall u rgi cal Indus try ,Beiji ng 100071,Ch i n a)Abstr ac t :As app licati on of DSP i s beco m i ng popu l a r and DSP pro duc t i s m ore co m plex ,traditio na l desi gn approach of DSP em 2bedded appli catio ns has faced m any difficu lti es 1A ne w desig n i dea i s i ntro duced 1Tak i ng TIDSP fa m ilies as an exa m ple ,i ntegrateddevelop ment p l atfor m,des i gn work fl o w and re lated techniques of DSP e m bedded applica ti on based on MATL AB R2009B re leasehas been st udied 1R esults s ho w t hat t he new desi gn sol uti on has advantages of more littl e diffi culty ,shorter develop m ent cyc l e ,lo wer deve l op m ent cost ,entirely transplan tab l e ability and so forth 1Bes i de ,it is conven i ent for tea m coope ra tion to fulfill desi gntask and absol utlym eets per f or m ance require m en t of current DSP syste m 1There fore ,the ne w desi gn sol uti on i s an i m portant ap 2proach to overco m e diffi culties faced by trad iti ona l o ne 1K ey word s :MATLAB ;R eal-T i m e Workshop ;Co de Co mpose r Stud i o ;DSP;e mbedded app lica ti on [收稿日期]2009-10-14[作者简介]张德龙(1980-),男,山东临沂人,冶金自动化研究设计院在读硕士研究生,从事DSP 在工业自动控制中应用的研究。
一种基于Matlab的DSP开发思路的研究
控制工程C ontrol Engineering of China May 2006V ol .13,S 02006年5月第13卷增刊文章编号:167127848(2006)S 020123204 收稿日期:2005206224; 收修定稿日期:2005207225 作者简介:汪 洋(19812),男,湖北宜昌人,研究生,主要研究方向为嵌入式系统和现场总线控制系统的开发与应用等。
一种基于Matlab 的DSP 开发思路的研究汪 洋,郭丽丽,樊丽萍(大连交通大学三合仪表开发公司,辽宁大连 116028)摘 要:提出了系统级的DSP 设计思路,采用Matlab 中的CCS Link 软件包这一工具,将算法设计和仿真在统一的开发环境中进行,实现了Matlab ,CCS 和目标DSP 的连接。
在Matlab 环境下实现对工程文件的创建、编译、加载、运行及调试等操作,并能够对目标DSP 的存储器或寄存器数据进行访问。
克服了传统设计思路中,由于代码编写出错、DSP 外围硬件接口问题、数据的量化误差等原因以及算法设计和仿真分离造成的数据偏差大和使用不便等缺点,并通过实例验证了该方案的有效性。
关 键 词:CCS Link ;Matlab ;CCS I DE;DSP ;系统级中图分类号:TP 312 文献标识码:AResearch of DSP Developing Method Based on MatlabWANG Yang ,G UO Li 2li ,F AN Li 2ping(Sanhe C om pany ,Dalian Jiaotong University ,DaLian 116028,China )Abstract :Put forward a DSP development method that is based on ing CCS Link todbox to connect Matlab ,CCS and target DSPs.Under the uniform environment of Matlab ,the developers can establish ,build ,load ,run and debug the projects ,as well as access the data in the target DSP πs storages and registers.Data warps and inconveniences are overcomed ,which is the disadvantages of the separation of arith 2metic design and simulation in the traditional design.An exam ple is dem onstrated to illustrate the effectiveness of the method.K ey w ords :CCS Link ;Matlab ;CCS I DE;DSP ;system1 引 言Matlab 具有强大的分析、计算和可视化功能,使用非常方便。
基于MATLAB平台的DSP实验教学研究
第4期总第42期]0〇.4Sum No.42三峡高教研究Sanxia Higher Education Researches2016年12月Dec.2016基于MATLAB平台的D SP实验教学研究牛晓伟陈立万聂祥飞赖于树陈强李洪兵刘毓(重庆三峡学院电子与信息工程学院，重庆万州404000)摘要：《数字信号处理》课程工程实用性强、是信息类工科的一门重要专业基础课，理论性强、起点高、难度 大、数学推导严密，必须结合实例仿真平台验证才能激发学习兴趣，增强学生的应用能力。
关键词：数字信号处理；实验教学；应用能力一、前言DSP是一门建立在数学基础上的学科[1，是随着计 算机技术和电子技术的迅速发展，与信息论和网络理 论相互结合而发展起来的一门新学科，该课程的特点 是理论性强、抽象概念多、起点高、难度大、数学推导严 密。
同时，《数字信号处理》又是一门实用性强、理论内 容丰富且涉及知识面广的课程[2]。
当今，信号处理进人 了新的发展阶段，诸如优化、自适应、高分辨率等领域建立的理论和方法日趋系统化，对系统的分析和研究 更接近于实际问题，分析和研究的手段也不断得到丰 富[3]。
数字信号处理是应用最快、成效最显著的新科学 之一，广泛地应用在通信、控制、生物医学、遥测遥感、地质勘探、航空航天、自动化仪表等领域，国内外高校 都为相关专业的学生开设了这门课程。
除通信电子信 息类的专业外，计算机科学与技术、光信息科学与技 术、地理信息系统、信息安全、生物医学工程、测控技术 与仪器等专业都在教学计划中相继设置了《数字信号 处理》课程。
《数字信号处理》是一门非常重要的课程，它利用傅立叶变换和Z变换等数学方法，阐述了离散 信号的特性和时域离散系统，通过对IIR和DIR滤波器的设计，分析了数字信号处理的实现方法。
它可以采 用像MATLAB这样的软件设计多媒体课件，从而利用 MATLAB强大的数值计算和信号处理功能，方便地得到设计结果，并能直观地分析和比较滤波器的各项性能指标以及各种设计方法的优劣，为学生理解算法和 简化运算带来了极大的方便。
浅谈MATLAB辅助DSP技术课程的教学
浅谈MATLAB辅助DSP技术课程的教学目前，数字信号处理技术已得到了广泛的应用，数字信号处理器件（DSP，Digital Signal Processing）的功能也越来越强大。
MATLAB是美国MathWorks公司开发的一种科学计算软件，在科学计算、控制系统、信息处理等多种领域有着广泛的应用。
把MATLAB和DSP开发工具结合在一起，可以像操作MATLAB变量一样来操作TI DSP的存储器或寄存器[1～3]。
“DSP技术及应用”课程重点是DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的应用，要求学生熟悉DSP芯片开发工具及使用方法，掌握DSP系统的软硬件设计和应用系统开发方法，具备从事DSP 系统开发的能力。
在DSP技术及应用课程教学中发现，教学过程中理论和实践衔接不明确，对学生真正进行DSP系统工程设计也缺乏实质性的帮助。
如何将理论与DSP技术课程很好地结合起来，是我们需要探索的问题。
在数字信号处理与MATLAB语言相结合的方面，国内外教材已经有了多种模式[4～5]，但是目前通过MATLAB辅助DSP技术及应用课程教学的相关研究还很少。
本文提出通过MATLAB辅助DSP技术及应用课程教学，结合典型实例进行讲解，有助于学生对DSP技术抽象的理论原理与实际系统工程设计相结合的理解。
1 教学方法的改革思路及方案1.1 改革与实践方案为了解决“DSP技术及应用”课程中存在的问题，采取MATLAB辅助DSP技术课程教学的方法，从两方面开展：一方面针对选修DSP技术及应用课程的学生具备数字信号处理相关理论基础的情况，将MATLAB语言引入教学过程中，通过MABLAB仿真语言所具有的功能函数，对数字信号处理基本关键概念结合直观演示进行诠释。
另一方面，基于MATLAB来开发DSP系统的思想，结合典型的FIR滤波器实例以及CCSLink工具的使用方法，把DSP系统设计中的算法仿真、系数产生、结果验证、用户界面等环节交由MATLAB完成，将MATLAB 辅助DSP系统设计的思想贯穿到“DSP技术及应用”课程教学中去。
MATLAB平台下DSP代码自动生成技术研究及实现
MATLAB平台下DSP代码⾃动⽣成技术研究及实现毕业设计（论⽂）摘要传统的DSP设计开发流程分为开发设计和产品实现两个环节，这样的开发流程存在许多问题，针对DSP编程难度⼤，耗时长的问题，给出了⼀种综合运⽤Matlab软件、Code Compose Studio(CCS)软件及其内嵌⼯具和连接软件进⾏⾃动代码⽣成的⽅法。
本⽂重点研究TMS320F2812 DSP的⾃动代码⽣成⽅法，基于Matlab/Simulink模型的构建，完成了从概念设计、软件仿真、硬件测试全过程在软件算法仿真测试后直接⽣成⾯向数字信号处理(DSP)芯⽚的代码，有利发现系统设计的错误。
DSP代码⾃动⽣成⾸先根据系统的设计思路在Matlab平台下搭建模型(.mdl)；其次在Simulink中对于算法进⾏仿真，在仿真中遇到问题后可反复修改参数；仿真满意后通过Matlab提供的Real Time Workshop⽣成⾯向CCS的⼯程⽂件代码(.prj)，并进⼀步完成代码的编译，链接⽣成DSP可执⾏机器码(.out),最后下载到⽬标DSP板上运⾏，完成系统的开发。
在Matlab平台下代码的⾃动⽣成可以代替⼈⼯编写程序，这不仅⼯作者们从枯燥的编程中解放出来，⽽且还⼤⼤简化了开发复杂程度，节约了时间，提⾼了准确率。
这将在以后的⽣活中得到⼴泛的应⽤。
关键词：DSP；Matlab/Simulink；代码⾃动⽣成；CCSAbstractTraditional DSP development, design and product design and development process is divided into two links, so many problems in the development process, in view of the DSP programming is difficult and time-consuming long problem, presents an integrated use of Matlab software, the Code composer Studio (CCS) and embedded software tools and the connection method for automatic Code generation software. This article focuses on automatic code generation method of TMS320F2812 DSP, based on the Matlab/Simulink model building, completed the whole process from concept design, software simulation and hardware test after the software algorithm simulation test directly generate code for digital signal processing (DSP) chip, in favor of the error of discovery system design.DSP code automatically generated based on the system the design train of thought in the Matlab platform to build model (.mdl); Secondly in the Simulink simulation for the algorithm, after the problems encountered in the simulation can be repeatedly modified parameters; Satisfaction after through Matlab simulation to provide the Real Time Workshop generating code for CCS project file (. prj), and further complete the code to compile, link generation DSP executable machine code (.out), finally downloaded to the target run on DSP board, the implementation of the system.Code automatically generated in the Matlab platform can replace artificial program, it not only liberate workers from boring programming, but also greatly simplifies the development complexity, saves time, improves the accuracy. This will be widely used in later life.Keywords：DSP; Matlab/Simulink; Code automatically generated; CCS⽬录引⾔ ....................................................................................................................................... - 1 -第1章绪论....................................................................................................................... - 2 -1.1课题研究的意义............................................................................................................. - 2 -1.2 课题研究的内容............................................................................................................ - 2 -1.3课题研究的现状和发展趋势......................................................................................... - 2 -第2章⼯具及开发环境的介绍......................................................................................... - 4 -2.1 MATLAB的介绍............................................................................................................ - 4 -2.2 DSP芯⽚介绍................................................................................................................. - 4 -2.2.1 什么是DSP芯⽚........................................................................................................ - 4 -2.2.2 DSP的选择.................................................................................................................. - 5 -2.2.3 TMS320F2812的介绍................................................................................................. - 6 -2.3 DSP的软件开发............................................................................................................. - 9 -2.3.1 集成开发环境CCS .................................................................................................. - 11 -2.3.2 代码⽣成⼯具........................................................................................................... - 11 -第3章DSP硬件电路的设计.......................................................................................... - 13 -3.1 基于TMS320F2812的最⼩系统................................................................................ - 13 -3.2 基于F2812外围电路设计.......................................................................................... - 13 -3.2.1 电源电路设计........................................................................................................... - 13 -3.2.2 复位部分设计........................................................................................................... - 14 -3.2.3 时钟电路部分设计................................................................................................... - 15 -3.2.4 JATG部分设计.......................................................................................................... - 15 -第4章MATLAB平台下DSP代码⾃动⽣成的⽅法................................................... - 17 -4.1 设计流程 ...................................................................................................................... - 17 -4.2具体步骤 ...................................................................................................................... - 19 -第5章举例说明............................................................................................................... - 24 -5.1 Matlab平台下DSP代码⾃动⽣成的实例................................................................. - 24 -5.1.1 Simulink中PID控制的设计 .................................................................................... -24 -5.1.2 正弦波的产⽣ ........................................................................................................... - 28 -5.2 DSP平台下通过⼈⼯编写程序⽣成正弦波............................................................... - 29 -5.2.1 DSP的正弦波信号发⽣器的实现............................................................................ - 29 -5.2.2 DSP的正弦波程序调试............................................................................................ - 33 -结论与展望......................................................................................................................... - 36 -结论..................................................................................................................................... - 36 -展望..................................................................................................................................... - 36 -致谢 ..................................................................................................................................... - 37 -参考⽂献............................................................................................................................. - 38 -附录A TMS320F2812 原理图.............................................................. 错误！未定义书签。
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控制工程C ontrol Engineering of China May 2006Vol .13,S 02006年5月第13卷增刊文章编号:167127848(2006)S 020123204 收稿日期:2005206224; 收修定稿日期:2005207225 作者简介:汪 洋(19812),男,湖北宜昌人,研究生,主要研究方向为嵌入式系统和现场总线控制系统的开发与应用等。
一种基于Matlab 的DSP 开发思路的研究汪 洋,郭丽丽,樊丽萍(大连交通大学三合仪表开发公司,辽宁大连 116028)摘 要:提出了系统级的DSP 设计思路,采用Matlab 中的CCS Link 软件包这一工具,将算法设计和仿真在统一的开发环境中进行,实现了Matlab ,CCS 和目标DSP 的连接。
在Matlab 环境下实现对工程文件的创建、编译、加载、运行及调试等操作,并能够对目标DSP 的存储器或寄存器数据进行访问。
克服了传统设计思路中,由于代码编写出错、DSP 外围硬件接口问题、数据的量化误差等原因以及算法设计和仿真分离造成的数据偏差大和使用不便等缺点,并通过实例验证了该方案的有效性。
关 键 词:CCS Link ;Matlab ;CCS I DE;DSP ;系统级中图分类号:TP 312 文献标识码:AResearch of DSP Developing Method Based on MatlabWANG Yang ,G UO Li 2li ,F AN Li 2ping(Sanhe C om pany ,Dalian Jiaotong University ,DaLian 116028,China )Abstract :Put forward a DSP development method that is based on ing CCS Link todbox to connect Matlab ,CCS and target DSPs.Under the uniform environment of Matlab ,the developers can establish ,build ,load ,run and debug the projects ,as well as access the data in the target DSP πs storages and registers.Data warps and inconveniences are overcomed ,which is the disadvantages of the separation of arith 2metic design and simulation in the traditional design.An example is dem onstrated to illustrate the effectiveness of the method.K ey w ords :CCS Link ;Matlab ;CCS I DE;DSP ;system1 引 言Matlab 具有强大的分析、计算和可视化功能,使用非常方便。
开发者在开发新的数字信号处理算法时,一般是先用Matlab 进行仿真,当结果满意时再把算法修改成C ΠC ++(或汇编)语言,在硬件的DSP 目标板上实现。
由于编写C ΠC ++(或汇编)语言算法比编写Matlab 算法复杂得多,开发者经常通过开发工具CCS 把目标DSP 程序运行的中间结果保存到PC 机的硬盘上,然后再调入到Matlab 工作空间中,与Matlab 仿真算法的中间结果进行比较,以发现DSP 程序中由设计或精度问题导致的结果偏差,如此过程反复进行,非常不方便。
而且由于代码编写错误、DSP 外围硬件接口问题、数据的量化误差等原因,这两者之间通常会有差别。
因此,开发者期望能够在Matlab 统一环境下就可以完成DSP程序开发的整个过程[1]。
为了解决这个问题,出现了系统级开发思路的构想。
系统级开发思路的核心是将算法设计和系统级设计仿真在统一的开发环境中进行,从而有效地将开发流程的两个部分结合在一起。
TI 公司与Math W orks 公司联合推出了Matlab 2DSP 系统级开发环境,即Matlab Link for CCS Development T ools (简称为CCS Link )。
利用它可以极大地节省耗费在编程和修正错误上的时间,把开发者解放出来,去紧跟前沿科技,探索新的思路,准时提交第一流的产品设计。
2 CCSLink 概述利用CCS Link ,可以像操作Matlab 变量一样来操作TI DSP 的存储器或寄存器,实现对目标DSP 中数据的访问。
而且也可以实现对工程的编译、链接、加载运行、设置断点和探点等功能。
整个目标DSP 对于Matlab 似乎是透明的,操作简单,方便快捷。
CCS Link 可以支持CCS 能够识别的任何目标板,包括TI 公司的DSK,E VM 板和用户自己开发的目标DSP (C2000,C5000,C6000)板。
1)功能及特点 CCS Link 工具把Matlab ,TI 开发环境CCS 及硬件DSP 连接起来,允许开发者在Matlab 的环境下就可以完成对CCS 和目标DSP 的操作,它提供了Matlab ,CCS 和目标DSP 的双向连接,开发者可以利用Matlab 中强大的可视化、数据处理和分析函数对来自CCS 和TI DSP 的数据进行分析和处理,这样大大简化了TI DSP 软件开发的分析、调试和验证过程。
利用CCS 工具,可以把数据从CCS 中传送到Matlab 中去,也可以把Matlab 中的数据传到CCS 中。
而且通过RT DX (实时数据交换)技术,可以在Matlab 和实时运行的DSP 硬件之间建立连接,在它们之间实时传递数据而不使DSP 正在运行的程序停止。
这种能力给开发者提供了一个观察DSP 实时运行情况的“窗口”,开发者可以在Matlab 中改变一个参数或变量,并把此值传递给正在运行的DSP ,从而可以实时地调整或改变算法。
CCS Link 的主要特点:①提供Matlab 函数,可以自动完成调试、数据传递和验证。
②提供嵌入式对象,可访问C ΠC ++变量或数据。
③支持X DS510ΠX DS560仿真器,可以高速调试硬件DSP 目标板。
④符合TI expressDSP 标准。
⑤扩展了Matlab 和expressDSP 工具的调试能力。
⑥在Matlab 和DSP 之间实时传递数据,而不用停止DSP 中程序的执行。
⑦对测试、验证和可视化DSP 代码提供帮助。
2)配置及内容硬件:CCS 能够识别的任何板卡及其硬件DSP ,包括TI C2000,C5000,C6000DSP 及E VM (评估板),DSK (初学套件),Simulator (软件模拟器)以及任何符合标准的用户板和第三方板卡。
软件:Matlab 610及以上版本、信号处理工具箱510及以上版本。
TI 公司的编译器(C om piler ),汇编器(Assem 2bler ),链接器(Linker )、CCS I DE 211,CCS 配置工具及其他工具。
当前版本为Matlab 615,CCS Link110。
在Matlab 命令窗中输入命令:help ccslink如果主机系统上安装成功,则Matlab 命令窗中会显示如下信息: Matlab Link for C ode C omposer S tudio (tm ) Version 110(R13)282Jun 22002 Methods for Matlab Link for C ode C omposer S tudioccshelp Πccsdsp 2C onstruct CCS object.否则,就需要重新安装CCS Link 。
利用CCS Link 提供的Matlab 函数,开发者能够完成Matlab 与CCS 和目标DSP 的存储器及寄存器中的信息之间的交换。
CCS Link 提供了三个组件内容:①与CCS I DE 的连接对象 创建CCS I DE 和Matlab 的连接。
②与RT DX 的连接对象 提供Matlab 和硬件DSP 之间的实时信息通道。
它是CCS 连接对象的一个子类,在创建CCS 连接对象的同时创建,不能分别创建。
③嵌入式对象 在Matlab 中创建一个可以代表嵌入在目标C 程序中的变量的对象。
实际上,无论连接对象还是嵌入式对象都作为Matlab 中的一种对象来对待,与Matlab 中的所有面向对象编程一样,可以设置和获取对象的属性及其属性值,即在Matlab 中对所有对象的操作方式是一样的,只是对应的属性及属性值不同而已。
嵌入式对象利用连接对象来访问目标DSP 的存储器和寄存器内容,因此在利用嵌入式对象之前必须先创建连接对象。
3 具体应用本文以建立CCS I DE 连接对象为例说明DSP 系统级开发思路的具体应用。
1)建立CCS I DE 连接对象并设置属性 在Matlab 命令窗中输入命令:ccsboardin fo由于主机系统上CCS 已经安装并配置好,Mat 2lab 命令窗中返回如下信息:Board Board Proc Process or Process or NumNameNumNameT ype222 2222222222222222222222222222 222 2222222222222222222222222221 F2812X DS510DSK (TI ) 0 CPU 1 T MS320C28xx0 F2812DeviceS imulatorCPUT MS320C28xx其中,板号和DSP 号是CCS 自动分配的,用户不能修改。
文中以DSK 板为例,即b oardnum =1,procnum =0。
创建连接对象的最简单方法是利用函数ccsdsp 来创建一个具有默认属性值的连接对象。
在Matlab 命令窗中输入命令:cc =ccsdsp (也可以输入命令:disp (cc )后回车,返回值相同)cc 为CCS I DE 连接对象的句柄。
此时,Matlab 会自动启动CCS I DE 并在后台开始运行。
若要使CCS I DE 窗口在桌面上可见,则输入命令:visible (cc ,1)隐藏CCS I DE 窗口将“1”改为“0”即可。
即使CCS I DE 在后台运行,Matlab 也可以利用・421・ 控 制 工 程 第13卷它的功能。
但用户在开发过程中经常需要直接对CCS I DE进行操作,因此需要CCS I DE窗口出现在桌面上。