TEDSPC5409–III型DSP实验系统简介及使用说明

TEDSPC5409–III型
DSP实验系统简介及使用说明
一、TEDSPC5409-III型DSP实验系统的概述
数字信号处理技术的快速发展，使DSP在现代数字信号理论、模糊理论、神经元理论、小波理论等领域得到越来越广泛的应用。

低功耗、高性能的DSP 逐渐取代了通用单片机在高速数据采集处理、语音处理、图像处理等系统中的地位，并正在日益显示其巨大的优越性。

我们与美国德州仪器（TI）公司合作建立了华中科技大学、美国德州仪器（TI）公司DSP联合实验室，研制了DSP54XX系列信号处理实验系统，TEDSP5409-III型DSP实验系统是目前的定型产品。

自2000年起一直为电信系、光电子学院、计算机学院本科生开设数字信号处理器（DSP）实验课程，并援助华中师范大学和中国地质大学等周边高校首次开设此课程。

该实验课程中所使用的主要硬件系统以及相应实验软件由本课题组自行开发，拥有自主知识产权，并已形成产品；同时，我们编写并由清华大学出版社正式出版了DSP教材。

我们为数字信号处理理论课程开发了“数字信号处理CAI”课件，1997年获得华中理工大学优秀CAI课件三等奖。

1998年进一步开发了“数字信号处理CAI”系列课件，该CAI课件由自学讲解、教师版书、部分交互式实验及利用MATLAB软件实现的习题解答等部分组成，该项目已于1999年通过教务处验收，2000年获得华中科技大学教学改革成果三等奖。

我们与华中科技大学网络学院合作，完成了远程DSP实时实验系统的开发，并被推荐到湖北省参加第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，获得二等奖。

目前该系统在国家工科基础课程电子电工教学基地华中科技大学DSP实验室使用。

本实验系统经华中科技大学等高校学生多年使用表明，通过实际直观的操作运行，从理论和实际相结合的层面明显提高了学生的实际工作能力，TEDSP5409-III型DSP实验系统是高校相关专业实验室不可多得的教学仪器。

二、TEDSPC5409–III型DSP实验系统的特点
TEDSPC5409–III型DSP实验系统是华中科技大学电信系信号处理与智能技术研究中心和武汉华大安信科技有限公司基于TI公司TMS320VC5409 DSP微处理器开发的高科技产品。

其主要特点如下：
1、TEDSPC5409–III 型DSP实验系统箱中提供了：TEDSPC5409–III 型DSP
实验板、PC接口仿真器(选配)、信号发生器和电源连接线等全套试验设备；
2、TEDSPC5409–III 型DSP实验系统依托INTERNET，可实现数字信号处
理（DSP）实验开发平台的适时远程功能，可以方便异地开设实验，使用户突破了时间与空间的限制，最大限度地共享了有限的软硬件资源；
3、TEDSPC5409–III 型DSP实验系统箱自带直流稳压电源模块，可直接使
用电源线将试验箱电源接口同~220V电源连接，无需配置电源变换器；4、TEDSPC5409–III 型DSP实验系统箱自带信号发生模块，无需额外配置
信号发生器；
5、TEDSPC5409–III 型DSP实验板可以使用JTAG口仿真方式，通过计算机
仿真调试用户DSP程序，也可以使用脱机运行方式工作，此时该实验板成为一个独立的DSP系统，自主运行。

在脱机运行方式，将不需要使用价格高昂的仿真器；
6、TEDSPC5409–III 型DSP实验板上DSP芯片的数据总线、地址总线、控
制总线、缓冲串口总线已经引出，可以方便用户扩展、外接其它应用电路或进行其它的系统设计；
7、使用TEDSPC5409–III 型DSP实验板时无须打开计算机机箱，方便、安
全、可靠；
8、TEDSPC5409–III 型DSP实验板带有AD、DA转换芯片，实验效果良好，
可以直接输入模拟信号，从示波器上直观查看实验效果；
9、TEDSPC5409–III 型DSP实验板带有Atmel公司的89C52单片机，可实
现DSP和单片机之间的并口通讯，单片机驱动液晶显示器，接收键盘指令等。

若配置单片机仿真器，同样可以实现对MCS51系列单片机的开发应用；
10、TEDSPC5409–III 型DSP实验板带有4×4键盘。

可通过单片机将数据
传给DSP，控制DSP中的运行程序；
11、TEDSPC5409–III 型DSP实验板带有122×32的液晶显示屏，DSP可通
过并口将数据下载给单片机，通过编写单片机的程序，将数据实时地显示在液晶显示屏上；
12、TEDSPC5409–III 型DSP实验板带有一个远程控制的信号发生器，配合
远程控制文件提供给用户一个远程可控变频幅的信号发生器。

节省了实验室另行购买信号发生器的资金，给用户提供使用上和经济上共同的实惠。

13、该实验系统提供专门为实验板编写的教材：《TMS320C54XXDSP实用技
术》。

清华大学出版社出版；
14、该实验系统提供40个学时的授课软件，全部采用Powerpoint格式，涵盖
了DSP课程的所有内容，教师可以根据实际情况选择授课内容；（可选）15、该实验系统提供部分实验程序源代码，并配有详细的注释。

（可选）
DSP实验室一角
三、TEDSPC5409-III型DSP实验系统的用途
该实验系统可以完成数字信号处理的相关实验，也可以为研究开发提供DSP的硬件平台。

并可辅助完成单片机实验。

利用TEDSPC5409–III型DSP实验板，可以通过现场（DSP实验室）或远程适时两种方式完成如下实验：
1.常用指令实验；
2.基本算术运算；
3.DSP 中断实验；
4.定时器实验；
5.RAM数据存储；
6.I/O口实验；
7.采样定理理论实验；
8.信号发生实验；
9.有限冲激响应（FIR）滤波器实现实验；
10.无限冲激响应（IIR）滤波器实现实验；
11.DFT实验；
12.快速傅立叶变换（FFT）实验；
13.相关（CORRELATION）算法实验；
14.卷积（CONVOLVE）算法实验；
15.单片机同DSP之间的并口通讯；
16.单片机控制键盘和驱动液晶显示；
17.串口与PC机通讯实验；
18.FLASH数据读写实验；
19.A/D转换与D/A转换实验；
20.软件无线电技术实验（数字振荡器、数字调制器、数字变频器）；
21.RS232串口通信实验。

四、TEDSPC5409–III型DSP实验系统的配置
1.TMS320VC5409-100芯片；
2.TPS7333和TPS7301电源转换芯片；
3.JTAG接口；
4.TLV1571模数转换芯片（10位，最高采样频率625K）；
5.TLV5619数模转换芯片（12位，最快转换时间1 S）；
6.SSTLE010 FLASH存储芯片；
7.AT89C52单片机；
8.10032液晶显示屏；
9.7279串口键盘驱动芯片；
10.4×4键；
11.TMS320VC5409数据总线；
12.TMS320VC5409地址总线；
13.TMS320VC5409缓冲串口总线；
14.TMS320VC5409控制总线；
15.运算放大器；
16.信号发生器；
17.RS232接口。

五、TEDSPC5409–III型DSP实验系统的说明1
图1 DSP实验箱正面俯视图
2、平面图
DSP实验板
3、指示灯
L1DSP 芯片核电压（1.8V）指示灯；
L2DSP芯片IO电压（3.3V）指示灯；
L3 5V电压指示灯；
L4键盘按键成功按下指示灯。

4、跳线组
J8时钟分频器
最右面跳线为CLKMD1、中间跳线为CLKMD2、左面跳线为CLKMD3。

短路为0，开路为1。

选择CLKMD1～3的状态将产生不同的时钟频率，其状
表1 CLKMD1~CLKMD3与分频关系表
说明：实验板出厂时跳线设定为60MHZ，不要将频率设置到90M，可能运行不正常。

J3外部中断INT2和INT3开关选择
上面为INT2，下面为INT3。

当不使用两中断时跳线器短路，为接上拉电阻。

当需要使用该中断时，断开跳线器，通过连接控制总线中的相应引脚连接外部器件；
J7 脱机或仿真运行方式选择
短路后为脱机运行，开路后为选择仿真运行。

5、输入输出
IN：A/D器件输入信号的正极；
GND：两个分别为输入输出的地，该地就是实验板地；
OUT：加了电压整形的D/A器件信号输出。

A VOUT：信号发生器的信号输出。

RS232接口：信号发生器和PC相连的RS232接口。

6、开关
K1：拨到WRITE对flash写操作，拨到READ对flash只读操作。

K2：液晶显示器对比度调节电位器
K3：信号发生器占空比调节器
7、液晶对比度调节
通过调整RP1，可以调节输入到液晶屏幕的电压，从而控制液晶显示器的对比度。

六、TEDSPC5409–III型DSP实验系统的使用
实验系统使用前的准备工作如下：
（1）CCS的安装和设置；（请参考配套教材）
（2）用实验箱内的电源线将试验箱电源接口与~220V电源连接；
（3）将示波器和信号发生器地线连接到实验板输入接口的GND；
（如果必要）
DSP实验系统
（4）将示波器的正极接到输入信号INPUT或输出信号OTPUT；
（如果必要）
（5）将信号发生器输出信号连接到实验板输入接口的INPUT；（如果必要）
（6）仿真器连接到计算机；（如果必要）
1．脱机运行
脱机运行不需要仿真器，直接上电就可以看到程序运行的结果。

脱机运行也是一个DSP系统所必须的一种运行方式，使以DSP为核心的系统真正成为一个独立的系统运行。

脱机运行步骤如下：
（1）将仿真运行成功的程序和我们给您的flash写入程序合并成为含有您的开发程序代码的flash写入程序*.out文件；
（2）将K1拨至write；
（3）使用连接了仿真器的系统将*.out文件下载到DSP中运行，DSP 就会自动将您开发的程序写入到flash中；
（4）将实验板上的J7跳线帽的两根跳线短接；
（5）而后将仿真器拔掉；
（6）将K1拨至read；
（7）上电，查看程序运行结果。

2．仿真运行
仿真运行需要仿真器，可以使用目前TI或国内代理商提供的任何一款能够仿真C5000系列DSP的仿真器，也可以使用我们提供的仿真器（可选配）。

仿真运行步骤如下：
（1）在CCS中或者使用asm500.exe、lnk500.exe两个程序将用户程序编译连接成*.out文件；
（2）将仿真器的14针引脚连接到实验板的JTAG口；
注意：不要将仿真器14针引脚接反，否则将损坏实验板和仿真器。

仿真器14 针引脚的第6脚已经被堵塞，不要将堵塞物拔出。

（3）将实验板上的J7跳线帽的两根跳线断开；
（4）打开仿真器、实验板电源；
（5）在计算机中运行CCS；
注意：第四步和第五步不要颠倒，一定首先打开仿真器和实验板电源，否则CCS将提示用户目标板不存在。

（6）在CCS中调入用户的*.out文件，下载到DSP中运行，查看结果。

说明：
1）、仿真器的安装及使用说明请参考仿真器的使用说明书；
2）、关CCS的详细使用方法请参考我们提供的教材；
3）、真器及CCS非实验板随带，需另外购买；
3、教学实验请参阅实验指导书。

4、实时远程DSP实验开发平台的操作
实验开发平台包括服务器端和客户端两个部分。

服务器端通过仿真器挂载DSP实验开发电路板。

用户则在本机上能够通过IE浏览器登陆到远程服务器上的数字信号处理器实验开发平台,在完成预定的实验准备工作之后，即可进入DSP调试操作界面，实时远程地调试DSP，并观测到DSP存储器的数据和波形曲线。

这样就将本机上数字信号处理器的实验开发工作通过网络拓展到了远程意义上的实时调试操作，从而使用户突破时间与空间的限制，最大限度地共享了有限的软硬件资源，最终形成一个开放式的实时远程数字信号处理器实验开发平台。

适时远程DSP实验系统运行的有关操作，详见我们的适时远程实验系统软件说明（另购）。

5、远程信号发生器的使用
6、开发使用
软件开发
TEDSPC5409–III型DSP实验板上资源包括AD、DA等信号处理所需要的基本元件，在实验板的硬件基础上只需要编写自己的软件算法程序。

硬件开发
TEDSPC5409–III型DSP实验板已经将TMS320VC5409的数据总线、地址总线、控制总线引出，可供用户在实验板的硬件基础上再做必要的硬件扩充。

用户可以将所需要的引脚引出，连接到自己的硬件板上。

七、TEDSPC5409–III型DSP实验板的测试程序
本实验系统随带的测试程序有两个：
1．方波发生器文件名：fangbo.out
2．信号采集及输出文件名：xinhao.out
测试程序使用方法：
1. 方波发生器
需要配置的其它仪器：示波器
方法1：将光盘Program目录下的文件fangbo.out 通过JTAG口直接下载到DSP中运行(仿真运行方式)，通过示波器可以从DA
华中科技大学信号处理与智能技术研究中心输出看到方波信号。

方法2：将光盘Program目录下的文件fangbo.IIo 通过编程器编程到FLASH中，将实验板直接上电（脱机运行方式），通过示波
器可以从DA输出端看到方波信号。

说明：可以通过修改光盘Program目录下的文件fangbo.asm 来改变方波的幅值和占空比，具体的修改方法请参考配套教材《TMS320VC54XXDSP实用技术》。

2. 信号采集及输出
需要配置的其它仪器：示波器、信号发生器
将信号发生器接到信号输入引脚，然后使用下面方法之一：
方法1：将光盘Program目录下的文件xIInhao.out通过
JTAG口直接下载到DSP中运行(仿真运行方
式)，通过示波器可以从DA输出看到信号发生
器产生的信号。

方法2：将光盘Program目录下的文件xIInhao.IIo通过编程器编程到EPROM27C512中，将实验板直接上电（脱机运行方式），
通过示波器可以从DA输出看到信号发生器产生的信号。

说明：
1．可以在程序运行中改变信号发生器的信号，从示波器上可以实时地看到DA 输出的跟踪变化。

2．可以通过修改光盘Program目录下的文件xIInhao.asm来改变采样频率，具体的修改方法请参考配套教材《TMS320VC54XXDSP实用技术》。

八、TEDSPC5409–III型DSP实验系统的内部硬件程序
1.flash中已经烧入AD采样DA输出程序。

程序内容是以AD采样
的硬件最高速度采样数据后，将得到的数据原封不动的从DA输
出。

如上电后如果信号发生器和示波器接好，应该能看到AD输
入信号的波形，和DA输出信号的波形形状相似。

并且在AD采
样允许的范围内，输出信号一定随着输入信号的频率和幅度变化
而变化。

以证明DSP、FLASH、AD和DA等芯片工作正常。

2.单片机内烧入键盘读取程序，该程序在上电后就会运行。

程序内
容是读取按下的键盘值，并将该数值在液晶屏幕上显示，同时以
中断的方式通过并口送给DSP。

等待DSP对数据作处理。

您可以
编写DSP的程序处理数值，而且可以通过并口以中断的方式将处
华大安信DSP-C54xx系列应用开发系统
理后的数据送给单片机，单片机会将您处理后的数据自动显示在
液晶屏幕上。

以证明单片机、按键和液晶工作正常。

九、使用注意事项
1．本实验系统适合在温度为5～40℃，湿度不大于85％的场合使用；注意防静电、防水、防尘、防高温，如果长时间不使用，请盖好实验箱；
2．本实验系统使用的交流电源为～220V 50HZ；注意不要将其它电源接入实验板，由于不适当电压造成的实验板的损坏，由用户负责；
3．当出现强干扰时，有时会导致实验板输出畸变，建议排除干扰后使用；
4．使用时，不要短接任何无关的引脚；不要在带电情况下插拔JTAG口和输入或输出引脚；
5．确保实验板上的电源和地不短路；
6．发生异常情况时，请立即切断电源，等待五分钟后再使用，若用户无法自行解决，请与我们联系；
7、上电后不要随便拨动开关k1，否则将可能损坏电路板；
8、用户在正常使用的情况下，本实验系统从发货之日起，十二个月内如
出现故障，我公司负责免费服务。

十、联系方式和技术支持
通信地址：湖北省武汉市74880019邮政信箱
总部地址：华中科技大学南一楼西319、320室
联系电话：(027)87556513 87541943
传真：(027)87541943
邮政编码：430074
联系人：朱明
电子邮件：zhuming_dsp@。