根据DSP的流水灯系统设计

课程设计说明书题目: 基于DSP的流水灯系统设计

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2017年1月13日

安徽理工大学课程设计（论文）任务书电气与信息工程学院

安徽理工大学课程设计成绩评定表

摘要 (1)

第一章TMS320VC5416芯片 (1)

1.1 TMS320VC5416芯片特点 (2)

1.中央处理单元 (2)

2.存储器 (3)

3.数据寻址 (3)

4.程序存储器寻址 (3)

5.中断 (3)

6.流水线 (3)

7.运算速度 (3)

8.低功耗方式 (3)

9.片上的外设 (4)

10.JTAG扫描逻辑电路 (4)

1.2 TMS320VC5416的指令集 (4)

1.算术指令 (4)

2.逻辑指令 (4)

3.程序控制指令 (5)

4.读取和存储指令 (5)

第二章硬件设计 (5)

2.1 整体框图 (5)

2.2 电源电路 (6)

2.3 存储电路 (6)

2.4 时钟电路 (7)

2.5 复位电路 (7)

2.6 JTAG电路 (8)

2.7 键盘电路 (8)

2.8 显示模块 (9)

第三章软件设计 (9)

1.1设计流程 (10)

1.2软件设计步骤 (10)

3.2.1 进入CCS (10)

3.2.2 新建一个项目 (10)

3.2.3 新建一个源文件 (10)

3.2.4 在项目中添加源文件 (11)

3.2.5 程序代码 (11)

1.初始化程序 (11)

2.主函数程序： (12)

3.向量文件 (13)

4.MEMORY程序 (15)

3.2.6对项目进行编译和链接 (15)

3.2.7装载可执行文件 (15)

3.2.8运行程序并查看结果： (16)

设计心得及体会 (16)

DSP（Digital Signal Processing）也就是我们常说的数字信号处理，它是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集，变换，滤波，估值，增强，压缩，识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。DSP的主要应用有数字化移动电话，数据调制解调器，磁盘/光盘控制器需求，图形图像处理需求，汽车电子系统等。DSP在航空航天方面，主要用于雷达和声纳信号处理；在通信方面，主要用于移动电话，IP电话，ADSL和HFC的信号传输；在控制方面，主要用于电机控制，光驱和因公安驱动器；在电子娱乐方面，主要用于高清晰电视，机顶盒，家庭影院，DVD等应用；还有数字相机，网络相机等等。可以说没有DSP就没有对互联网的访问，也没有多媒体，也没有无线通信。随着科学技术的发展，将会出现更多的DSP新应用领域。

本设计使用TMS320VC5416作为CPU，进行基于DSP的流水灯系统设计，要求：1.具有简单的键盘输入可控制功能；

2.具有存放程序的外部FLASH芯片；

3.外部输入电压+5V电源；

4.设计JTAG接口方便测试以及调试；

5.设计8为数码管显示电路，实现8个流水灯正向反向依次闪烁，时

间间隔为0.5s

关键词： DSP；TMS320VC5416;流水灯；最小系统；JTAG接口

第一章TMS320VC5416芯片

1.1 TMS320VC5416芯片特点

本设计用到的芯片是IT公司的TMS320VC5416，其引脚封装图如下所示：

TMS320VC5416是为实现低功耗，高性能而专门设计的定点DSP芯片，它主要应用于无线系统中。TMS320VC5416基本特点：

1.中央处理单元

先进的多总线结构，有一条程序总线（PB），三条数据总线（CB，DB和EB）和四条地址总线（PAB，CAB，DAB和EAB）;1个40位的算术逻辑单元（ALU），1个40位的桶形移位器和2个独立的40位累加器A和B;1个17x17的乘法器和两个40位加法器，乘法器可以耦合到加法器以完成单周期的MAC指令;内部集成了维特比加速器以及与它相关的比较，选择和存储单元（CSSU）;指数编码器用来在单周期内计算40

位累加器值的指数;2个地址产生器，其中包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器运算单元。

2.存储器

192Kx16-bit可寻址存储空间，其中包括64K字程序空间，64K字数据空间和64K 字I/O空间，对于548，549，5402和5410还可以外部扩展程序空间

3.数据寻址

5416提供了7种数据寻址方式：立即数寻址；绝对寻址；累加器寻址；直接寻址；间接寻址；存储器映射寄存器寻址；堆栈寻址；

4.程序存储器寻址

使用程序计数器（PC）寻址，但是，对于一些指令需要用到绝对寻址。

5.中断

5416支持软件中断（如INTR，TRAP，RESET）和硬件中断，中断可分为可屏蔽中断（如TINT，INT0等）和不可屏蔽中断（如RESET和NMI），其中RESET的优先级最高，不可屏蔽中断的优先级高于可屏蔽中断的优先级，硬件中断的优先级则高于软件中断的优先级。

6.流水线

5416有6级流水线：预取指，取指，解码，访问，读取和执行。

7.运算速度

指令周期为25/20/15/12.5/10ns，运算能力为40/50/66/80/100MIPS（百万条指令/秒）。

8.低功耗方式