HD8680

§6-2 HD8680型数字信号处理和通信应用实验装置
一、实验装置单片机主机控制菜单使用说明
1．实验装置加电后液晶显示器出现主菜单显示
“欢迎使用现代数字信号处理实验平台”
2．按“开始”键后显示菜单
1：DSP芯片原理
2：DSP芯片应用
3：数字信号处理
4：信号与系统
3．按“”键箭头下移可选择1、2、3、4类实验，按“”键箭头上移可重新选择。

确定选择某类实验后按“确定”键。

4．第1类实验“1：DSP芯片原理”的下一级菜单如下
1：DSP芯片原理
01中断实验
02定时器实验
03串口实验
04I/O实验
05A/D转换实验
06D/A转换实验
第2类实验“2：DSP芯片应用”的下一级菜单如下
1：DSP芯片应用
01时钟显示
02数字温度计
03语音录放实验
04音频信号处理
05HPI接口实验
06噪声产生实验
07信号产生实验
08线性均衡实验
09数字电话
第3类实验“3：数字信号处理”的下一级菜单如下
3：数字信号处理
01频谱分析
02IIR滤波器
03FIR滤波器
第4类实验“4：信号与系统”的下一级菜单如下
4：信号与系统
01频率合成
确定某个实验后按“确定”键，有些实验还要进行下一步参数选择，如选择了“3：数字信号处理”下的“01频谱分析”后又会显示下一级菜单：
01频谱分析
1：外加模拟信号
2：方波信号
3：正弦波信号
4：三角波信号
在选择了信号类型后，再按“确定”键，才开始运行程序。

若要重新选择其它实验，需返回上一级菜单。

按“返回”键可返回上一级菜单。

在单片机主机的扩展存储器中存储了四个实验的执行程序，这四个实验分别为：时钟显示、数字温度计、FIR低通滤波器和数字电话。

选择这几个实验后按“确定”键，程序开始运行，可观察到实验结果。

其它实验需PC主机下载和控制运行，参见二、中的内容。

5．当操作有误或实验系统运行有误，按“复位”键，系统复位并返回主菜单：
“欢迎使用现代数字信号处理实验平台”
6．具体每个实验的操作选择参考相应的实验内容。

二、实验装置PC主机控制菜单使用说明
1．用串口线连接PC主机串口和实验装置的232串行接口J301，PC机开机后，打开实验装置的电源开关。

在PC机显示器的界面上找到”dsp”的快捷键，双击”dsp”的快捷键，显示画面（图
6-2-1），再双击画面，或等待10秒钟后，出现主菜单（图6-2-2）：
图6-2-1 DSP及通信技术应用实验箱主界面
图6-2-2 主菜单
2．点击“滤波器实验”后出来界面（图6-2-3）
图6-2-3 滤波器实验控制界面
点击“装载”，就是要装载滤波器的系数，通常滤波器的系数由MA TLAB程序的计算机辅助设计得到，系数的文件在MA TLAB的“work”目录中，或者装载本实验系统在应用程序库中提供的IIR的低通、高通、带通、带阻和FIR的低通、高通、带通、带阻八个滤波器的系数文件，分别为
Ilpb8k.dat（fp=2KHZ，N=3，采样频率Fs=8KHZ）,
Ihpc16k.dat（fp =4KHZ，N=3，采样频率Fs=16KHZ）,
Ibpb32k.dat（fpl =4KHZ，fph =12KHZ，N=6，采样频率Fs=32KHZ）,
Ibsc32k.dat（fpl =4KHZ，fph =12KHZ，N=6，采样频率Fs=32KHZ）,
Flp64k.dat（fp=3KHZ，fst=6KHZ，采样频率Fs=64KHZ）,
Fhp128k.dat（fst=3KHZ，fp= 6.5KHZ，采样频率Fs=128KHZ）
,Fbp128k.dat（fsl=3KHZ，fpl =6.5KHZ，fph =10KHZ，fsh=13.5KHZ，Fs=128KHZ）, Fbs128k.dat（fpl =3KHZ，fsl=6.5KHZ，fsh=10KHZ，fph=13.5KHZ，Fs=128KHZ）, 滤波器系数装载后，点击“运行”，则可在实验装置的TP504接线柱上用示波器测试滤波器的输出波形，模拟输入信号可通过实验装置上的菜单选择为外加模拟信号、实验系
统电路上产生的方波信号、正弦波信号、三角波信号，缺省不选时是方波信号，模拟信号输入波形由TP502接线柱上测试。

频率可通过旋纽W506调节，范围为200HZ~20KHZ。

详细的操作说明参见滤波器实验。

实验后可点击“结束”，返回上一级菜单。

3．点击“频谱分析”后出来界面（图6-2-4）
图6-2-4 频谱分析实验控制界面
频谱分析分为已知信号分析和实时信号分析：
（1）已知信号分析时，点击“信号装载”后出来文件管理器可选择要装载的信号，要装载的信号在“DSP”目录的子目录“频谱分析”目录中存放了六个已知信号分别为“方波T1.dat”、“方波T4.dat”、“方波T8.dat”，“正弦波T1.dat”、“正弦波T4.dat”、“正弦波T8.dat”，三个方波的信号频率分别为1、4、8，三个正弦波的信号频率也分别为1、4、8。

信号装载后，点击“运行”，则可在PC机显示器上观察到信号的频谱（FFT的长度为128）。

（2）实时模拟信号分析时，点击“实时分析”，即可在PC机显示器上观察到实时信号的频谱。

实时模拟信号与滤波器的输入模拟信号相同，通过实验装置上的菜单可选择为外加模拟信号、或实验系统电路上产生的方波信号、正弦波信号、三角波信号，缺省不选时是方波信号，模拟信号输入波形由TP502接线柱上测试。

频率可通过旋纽W506调节，范围为200HZ~20KHZ。

由于采样频率为128KHZ，FFT的长度为128，因此频率分辨率为1KHZ，当信号频率为1KHZ的整数倍时，测量准确。

其它频率测试时结果有一定误差。

实验后可点击“结束”，返回上一级菜单。

4．点击“DSP应用”后出来界面（图6-2-5）
点击“应用程序装载”后，出来文件管理器的界面，要运行的应用程序在“DSP”目录中，已出现在界面上，选择要做的实验，找到相应的文件名点击一下，再点击“确定”，这时执行文件即下载到实验装置的存储器中等待执行，点击“运行”。

可观察到相应的实验结果。

例如：要进行时钟显示实验，点击“DSP应用”后，点击“应用程序装载”，出来文件管理器的界面，点击文件名clock.x00，再点击“确定”，这时执行文件即下载到实验装置的存储器中等待执行，点击“运行”。

可观察到实验装置的数码显示器上显示的计时。

图6-2-5 DSP应用实验控制界面
三、实验装置连接仿真器使用说明
实验装置与仿真器的连接头J603在实验装置面板的背面，连接后需经教师检查通过后再给实验装置加电。

用仿真器调试DSP应用程序见实验讲义的第2章至第4章的内容。

在实验中注意以下事项：
1．有些实验中需要进行实验装置上的菜单选择，正确的实验步骤是在进行菜单选择后再装载运行程序。

四、硬件使用说明
1、c5402的主时钟CLKOUT与外部晶体振荡器频率（在本实验系统中外部晶体振荡器的频率为16.384MHz）之间的关系由c5402的三个引脚CLKMD1（K103）、CLKMD2（K102）和CLKMD3（K101）的电平值决定，具体关系如下表（表6-1）：
表6-1
在本实验系统中，使用了二种主时钟频率，在做“数字信号处理”和“信号与系统”实验时主时钟频率为81.925MHZ(CLKMD1=0、CLKMD2=1和CLKMD3=0),在做DSP 原理与应用实验时的主时钟频率为16.384MHZ(CLKMD1=1、CLKMD2=1和CLKMD3=0)。

注意K103跳线器的位置决定了本实验系统的工作频率。

2．在进行串口实验后，必须要把K604上的跳线拔掉，才可进行其它实验。

3．在本实验系统中，C5402的串行外设有：语音接口芯片AD50、串行A/D转换芯片（TLV1572）、二片串行D/A转换芯片TLC5617（U509和U510）、高速串行接口的8位LED 控制驱动器MAX7219、单线数字温度传感器DS18B20、PCM编解码芯片TP3067。

它们分别复接在缓冲串口0（McBSP0）和缓冲串口1（McBSP1）的总线上，其中：1）、缓冲串口0使用在：
语音处理器AD50，C5402串口为被动，即帧脉冲和移位时钟由AD50产生。

D/A转换器TLC5617，C5402作为主动，且用SPI方式。

PCM数据编译器TP3067，C5402串口用时分复用方式
温度数据采集，此时串口被使能为通用I/O口，数据收发用时钟线2）、缓冲串口1使用在：
A/D转换器TLV1572，DSP作为主动。

LED显示驱动器MAX7129，作为SPI方式用。

逻辑框图（图6-2-6）如下：
图6-2-6 逻辑框图
同一个串口上外设只能分时使用，串口总线在同一时间只能和一个外相连，编程时可通过对不同的I/O空间地址执行写操作来确定串口总线和那个外设相连。

选择如下：1）、向地址为00H的I/O空间执行写操作，U510的D/A的片选低电平有效。

2）、向地址为01H的I/O空间执行写操作，U509的D/A的片选低电平有效。

3）、向地址为07H的I/O空间写入适当的数据（见下表），可选取其它外设。

4．在调试和执行程序过程中，实验装置工作出现错误时，注意按实验装置键盘上的“复位”键，可以使实验系统复位，重新开始工作。

使实验系统复位，重新开始工作。