第3章 正弦波信号产生(C55x DSP)
第2章 TMS320C55X系列DSP
C55X开发工具的强化仿真特性包括： ● 用观察点/断点来做非插入式的实时调试； ● 更快的屏幕更新； ● 在仿真停顿事件期间，更好地控制程序代码的执行； ● 实时数据交换(RTDX)。
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3. 实时数据交换(RTDX)
RTDX是在目标系统和运行调试器的仿真主机之间交换数 据。片内的实时仿真硬件提供一条与调试控制共享的路径。目 标系统与主机之间的数据交换率可达2 MB/s，所开辟的新的仿 真能力包括：
● 仿真到目标系统的实时输入； ● 在主机上实时地更新目标系统的性能曲线。
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2.2 TMS320C55XCPU的结构
C55X灵活的指令Cache(高速缓冲存储器)也可以对不同类 型的代码做优化配置。改善Cache的访问率，就意味着减少片 外的访问，从而减少系统的功耗。
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(3) 外设和片上存储器阵列的自动低功率机制。C55X的核 处理器会自动地管理片上外设和存储器阵列的功耗。这种资源 的管理完全是自动的，对用户透明。而且，这种功耗的降低， 并不影响处理器的性能。当某个片上的存储器阵列没有被使用 时，它们就自动地切换到低功率模式。当一个访问的要求到达 时，该阵列就恢复到正常的工作状态，完成存储器的访问，无 须应用程序的干预。如果没有进一步的访问，该阵列又回到低 功率状态。该处理器对片上外设也提供类似的控制。当外设没 有激活，以及CPU不需要其关注时，就进入低功率状态。外设 响应处理器的要求，退出低功率状态，也不需要程序的干预。 这种功率管理也可以在软件的外设IDLE(闲置)域控制下进行。
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图2-1 TMS320C55X内核结构图
正弦波信号发生器制作ppt课件
综上所述，迟滞比较器的传输特性如 图7–52(b)所示。由于它像磁性材料的磁 滞回线，所以称之为迟滞比较器或滞回 比较器。迟滞比较器的上、下门限之差 称之为回差，用ΔU表示：
UU TH U TL 2R 1R 1R 2(U V ZU V)D (7–64)
如 图 7–53 所 示 。 由 于 使 电 路 输 出 状
当ui由负逐渐向正变化，且ui =Uf=Ur1 时，输出将由高电平转换为低电平。我 们称uo从高到低所对应的ui转换电平为上 门限电压，记为UTH。可见
(7–61)
UTHUr1 R1R 1R2UoH
而后，ui再增大，uo将维持在低电平。此时，比较
器的参考电压Ur将发生变化，即
U r 2 U f2 F 正 ( U o)L R 1 R 1 R 2 U o L R 1 R R 1 2 ( U V 1 D U V 2 ) D
图7-51 简单比较器输出波形边缘不陡峭及受干扰的情况
(a)输出波形边缘不陡峭
(b)受干扰情况
2.迟滞比较器电路及传输特性
为了解决以上两个问题，在比较器中引 入正反馈，构成所谓“迟滞比较器”。这种 比较器具有很强的抗干扰能力，而且，由于 正反馈加速了状态转换，从而改善了输出波 形的边缘。
1)反向输入的迟滞比较器
反向输入的迟滞比较器电路如图7–52(a) 所示。其中R2将uo反馈到运放的同相端与R1 一起构成正反馈，其正反馈系数F正为
R′ ui
－ C
＋
R
uo
R2
VZ 1
Uf R1
VZ 2
(a )
图7–52迟滞比较器电路及传输特性 (a)电路； (b)传输特性
uo
0
UrH ui
TMS320C55xDSP原理及其应用第二版课程设计
TMS320C55xDSP原理及其应用第二版课程设计引言TMS320C55xDSP是一款高度集成的数字信号处理器，广泛应用于各种数字信号处理领域，如通信、计算机视觉、音频处理等。
为了更好地掌握其原理和应用，我们在本课程中进行了详细的讲解和实际操作。
本文将介绍TMS320C55xDSP的原理及其应用的第二版课程设计。
课程概述本课程旨在深入了解TMS320C55xDSP的原理、特性、应用及其软件开发环境，通过实际案例，帮助学生掌握TMS320C55xDSP的开发方法。
本课程主要内容包括： - TMS320C55xDSP体系结构和指令集； -TMS320C55xDSP开发环境的搭建； - TMS320C55xDSP应用开发实例； -TMS320C55xDSP与外部设备的接口； - TMS320C55xDSP实现数字信号处理的基本方法； - TMS320C55xDSP常见问题解答。
课程设计本次课程设计分为两个部分，第一部分是软件编程，第二部分是硬件设计。
软件编程在软件编程中，我们使用Code Composer Studio软件进行TMS320C55xDSP的开发实例。
主要编写以下程序： - TMS320C55xDSP基本操作：包括输入输出、运算、延时等； - TMS320C55xDSP数字信号处理实例：包括滤波、FFT及卷积等； - TMS320C55xDSP与外部设备的接口：包括使用ADC采集信号、使用DAC输出信号等。
硬件设计在硬件设计中，我们使用TMS320C55xDSP开发板进行操作。
主要设计以下硬件：- TMS320C55xDSP与外部设备的连接：包括ADC、DAC、LED等； - TMS320C55xDSP实现功能电路的设计：包括音频处理电路、图像处理电路等。
课程目标通过本课程的学习，我们可以实现以下目标： - 掌握TMS320C55xDSP的体系结构和指令集； - 掌握TMS320C55xDSP的开发环境的搭建； - 掌握TMS320C55xDSP的应用开发实例； - 掌握TMS320C55xDSP与外部设备的接口； -掌握TMS320C55xDSP实现数字信号处理的基本方法； - 解决TMS320C55xDSP应用开发过程中出现的常见问题；总结本课程详细介绍了TMS320C55xDSP的原理及其应用的第二版课程设计，通过软件编程和硬件设计，帮助学生深入了解TMS320C55xDSP的应用开发，为学生今后从事数字信号处理方面提供了一定的帮助。
MS320C55x DSP应用系统设计PPT课件
如300MHz的C55x与120MHz的
C54x相比，C55x的处理速度比
C54x提高了5倍，功耗降到只有
C54x的1/6。
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表1-1 C55x与C54x的比较
C54x
C55x
MAC 累加器 读总线 写总线 程序提取 地址总线 程序字长 数据字长 辅助寄存器ALU ALU 辅助寄存器 数据寄存器 存储器空间
高度集成化
模间拟只混有合66式uSD。SP芯片已有较大的发展和应用。 D具SP有的较字完长善从的8位软已件增和加硬到件6开4位发，工累具加，器如的：长软度件也仿真
增器加Si到mu4l0a位to，r、从在而线提仿高真了器运E算mu精la度to。r、同C时编，译采器用和集
运算精度和动态超成长范开字发围指环令境字CC（S等VL，IW给）开结发构应和用高带性来能很的大浮方点便运。算C，CS
第三阶段，DSP的完善阶段（2000年以后）
➢ 信号处理能力更加完善，而且使系统开发更加方便 、程序编辑调试更加灵活、功耗进一步降低、成本 不断下降
➢ 各种通用外设集成到片上，大大地提高了数字信号 处理能力
➢ DSP运算速度可达到单指令周期10ns左右，可在 Windows 下用C语言编程，使用方便灵活
实现数字信号处理算法的微处理器芯片
1.2 DSP芯片简介
DSP芯片的发展历史、现状和趋势 DSP芯片的特点 DSP芯片的分类 DSP芯片的应用领域 选择DSP芯片考虑的因素
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1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势
发展历史
诞生于20世纪70年代末 第一阶段，DSP的雏形阶段（1980年前后）
为16位定点整数 DSP处理器 迄今已有三代产品，即：
TMS320C5x、TMS320C 54x和TMS320C55x 同代产品具有相似的CPU结构和不同的片上存储器和
第3章 TMS320C55x的指令系统
2016年3月2日
TMS320C55x DSP原理及应用
13
第3章
TMS320C55x的指令系统 AR间接寻址DSP模式
序 1
号
操作数
在生成地址之后，ARn 加上 在生成地址之后增加： 在生成地址之前增加： T0或ARn 中16位带符号的常数：如果 16位操作，ARn =ARn C54CM + 1= 0，ARn =ARn + T0 在生成地址之后，ARn 减去 在生成地址之后减少： 在生成地址之前减少： T0或ARn 中16位带符号的常数：如果 16位操作，ARn =ARn C54CM 1 = 0，ARn =ARnT0
地址修改 ARn未修改 在生成地址之后增加：16位操作，ARn =ARn + 1
*ARn
2
3
*ARn +
*ARn
32位操作，ARn =ARn + 2
在生成地址之后减少：16位操作，ARn =ARn1 32位操作，ARn =Arn2 在生成地址之前增加：16位操作，ARn =ARn + 1 32位操作，ARn =ARn + 2 在生成地址之前减少：16位操作，ARn =ARn1 32位操作，ARn =ARn2 在生成地址之后，ARn 加上T0 中16位带符号的数： ARn =ARn + T0
（1）DP寄存器：DP确定在主数据页内长度为128字节的局部数据页的 起始地址，该起始地址可以是主数据页内的任何地址。 （2）由汇编器计算出的7位偏移量（Doffset）：偏移量的计算与访问的 是数据空间还是存储映射寄存器（限定词是mmap()）有关。
由DPH和DP构成扩展数据页寄存器XDP，可以将 DPH和DP分别载入，也可以用一条指令载入XDP。
TMS320C55x的DSP概括
DSP原理与应用大作业姓名：潘俊涛班级：应电121班学号：1204141192014年6月第1部分概述一、DSP简介；当德州仪器（TI）公司在1982年研发出第一款商用数字信号处理器是，谁也不会想到它竟能给世界带来如此大的变化。
从移动通信到消费电子领域，从汽的第一代数字信号处理器仅包含了55000个晶体管，4KB内存处理指令只有5MIPS （每秒百万条）,经过二十余年的发展，单核数字信号处理器的处理能力已经达到9600MIPS的惊人速度，寻址能力高达1280MB。
而第三代数字信号处理器则以其强大的数字信号处理能力、超低功耗和适合手持设备的超小型封装的等特点，较好的满足了新一代电子产品的要求。
二、DSP的发展；20世纪60年代以来，随着信息技术的不断进步，数字信号处理系统也应运而生并得到迅速的发展。
80年代以前，由于方法的限制，数字信号处理技术处于理论研究阶段，还得不到广泛的应用。
在此阶段，人们利用通用计算机进行数字滤波、频谱分析等算法的研究，以及数字信号处理系统的模拟和仿真。
实施数字信号处理对数字信号处理系统的处理能力提出了严格的要求，所有运算、处理都必须小于系统可接受的最大时延。
典型的数字信号处理系统的基本部分：抗混叠滤波器、模/数转换器、数字信号处理、数/模转换器和抗镜像滤波器。
以下几种问为当前实用的数字信号处理系统:1、利用X86处理器完成实时数字信号处理2、利用通用微处理器成实时数字信号处理3、利用可编程逻辑阵列（FPGA）进行成实时数字信号处理4、利用数字信号处理器（DSP）实现数字信号处理三、DSP的特点；DSP系统的应用领域极其广泛，目前主要的应用领域如下：基本信号处理、通信、语音、图形图像、军事、仪器仪表、控制、医疗和家用电器。
DSP最大的应用领域是通信，并且军事领域是高性能DSP的天地。
众所周知，微处理器的存储结构分为两大类：冯.诺伊曼结构和哈弗结构。
DSP广泛使用冯.诺伊曼结构。
TMS320C55xDSP原理及其应用第二版教学设计
TMS320C55x DSP原理及其应用第二版教学设计一、引言TMS320C55x是德州仪器（TI）公司推出的一种DSP（数字信号处理器）芯片，常用于音频、图像、视频等信号处理领域。
本教学设计对TMS320C55x芯片的原理及应用进行了详细介绍，并提供了相关实验。
二、教学目标1.了解TMS320C55x芯片的结构和工作原理；2.掌握TMS320C55x的编程方法和工具；3.熟悉TMS320C55x的应用实例，具备对信号处理问题进行分析和解决能力。
三、教学内容1. TMS320C55x芯片的原理•TMS320C55x芯片的概述•TMS320C55x芯片的结构和特点•TMS320C55x的工作模式2. TMS320C55x芯片的编程方法和工具•TMS320C55x的编程语言和编译环境•TMS320C55x的程序调试和仿真工具•TMS320C55x的应用示例3. TMS320C55x芯片的应用•声音处理应用•视频处理应用•图像处理应用4. 实验•实验1：TMS320C55x芯片编写“Hello World”程序•实验2：TMS320C55x芯片编写场景模拟程序•实验3：TMS320C55x芯片音频处理应用实验四、教学方法•理论讲解结合实例演示；•系统讲授理论知识，并按照实验内容要求进行编程示范；•每个实验均需学生独立完成并提交报告，教师进行评分。
五、教学时长和安排本教学设计为课内教学，总共需要16个学时。
•前8个学时：讲解TMS320C55x芯片的原理和编程方法；•后8个学时：学生进行实验和编程，并提交报告。
六、教学评估•学生实验报告，占总分的50%；•期末考试，占总分的50%。
七、教学资料准备•TMS320C55x芯片的编程手册；•TMS320C55x芯片应用手册；•TMS320C55x芯片仿真软件；•TMS320C55x芯片编程工具。
八、结语TMS320C55x芯片作为一种DSP芯片，其应用领域广泛，是数字信号处理的一项重要技术。
基于DSP的正弦信号发生器
基于DSP的正弦信号发生器1.正弦信号在各种科学和工程领域中广泛应用，如通信系统、音频处理、医学诊断等。
因此，制作一个能够生成正弦信号的设备是非常必要的。
传统的方法是使用模拟电路，但这种方法需要用到很多电子元器件，难以控制和调整。
同时，传统的模拟电路还容易受到电磁干扰、温度等环境因素的影响，导致输出的信号失真。
因此，数字信号处理（DSP）技术逐渐成为生成正弦波信号的常见方法，能够实现高精度、低失真的输出。
2. 设计概述本文介绍一种基于DSP的正弦信号发生器的设计。
该设计采用TMS320C5505数字信号处理芯片和信号解调电路，通过软件和硬件设计，实现了一个高精度、低失真的正弦信号发生器。
2.1 硬件设计本设计采用了TMS320C5505数字信号处理器集成电路作为主控芯片。
该芯片具有低功耗、高性能、灵活性和易于开发等优点。
除此之外，还需要电源模块、时钟模块、信号解调模块等。
2.2 软件设计本设计采用了C语言进行程序设计。
使用Code Composer Studio作为开发环境，将程序编译后烧录到芯片中。
代码的主要实现过程为：1.生成一个只包含一周期正弦波形的信号2.将该信号送入DA（Digital to Analog）转换器，使其变为模拟信号3.经过信号解调器后输出到外部接口信号的生成采用的是Taylor级数展开，可以实现高精度的波形生成。
信号解调电路主要是由低通滤波器、防干扰电路和放大电路等模块组成。
3. 实验结果经过实验测试，本设计输出的正弦波信号的频率可以在0~10kHz范围内任意设定。
信号的失真率小于0.1%。
同时，本设计还支持正弦波的相位调节和幅度调节等功能。
通过外部的控制，可以实现信号的精准控制和调节。
4.本文介绍了一种基于DSP的正弦信号发生器的设计，通过使用数字信号处理技术，实现了高精度、低失真的正弦波信号的生成。
该设计具有灵活性和可扩展性，可以为各种科学和工程领域提供高精度的正弦信号源。
DSP正弦波——查表法原理
正弦波的产生方法目前，正弦波的产生方法主要有两种：（1）查表法（2）利用数字振荡器产生正弦波1）查表法考虑一个模拟正弦波的表达式，并以固定的时间间隔对其进行采样，即,...)2,1,0,()2sin(][)2sin()(==+=+=n F Ff fn n x Ft t x s θπθπ其中，θ为初始相位；F 为模拟频率，即需要产生的频率；F s 为采样频率；s s F T 1=即为采样间隔。
因此，要想产生一个正弦波，需要在每一个采样间隔计算x[n]的值，并通过数模转换器（DAC ，Digital-to-Analog Convector ）输出。
通过将x[n]的值以不同的幅度和不同的采样间隔输出，就可以得到任意幅度、任意频率的正弦波或余弦波。
根据上式，x[n]通过计算正弦函数而得。
基于此，可以构造一个查找表，表中所列为余弦函数的值。
考虑到不可能把正弦函数或余弦函数的所有值都放在查找表内，不妨将表的大小初设为517项。
又考虑到正弦函数和余弦函数之间只有一个90°的相移，可以将表的大小缩减为257项。
表中的第一个值对应于︒0，最后一个值对应于180°，或者说π。
这样，表中相邻两点之间的间隔为180/256=0.7031250°，即表格中的第1项是cos0°的值，第2项是cos0.7031250°的值，第3项是cos1.406250°的值，以此类推，最后一项是cos180°的值。
利用该表所能构成的波形的相位步进通常是0.7031250°的整数倍。
在采样过程中，上式中的n 值在每一个采样间隔递增，从而得到模拟正弦波的采样版本。
但是，如何通过查找余弦表的方法来产生一个任意频率F 的正弦波呢？由于在前面构造的余弦函数表中，已经包括了以0.7031250°为间隔的余弦函数值，现在的问题就变成了，当n 递增时，怎样估计出相位fn π2的值。
DSP原理及应用(C54X)
第一章绪论1.1 DSP的基本原理数字信号处理（简称DSP）是一门涉及多门学科并广泛应用于很多科学和工程领域的新兴学科。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、变换、滤波、估算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。
数字信号处理是以众多学科为理论基础,它所涉及的范围极其广泛。
如数学领域中的微积分、概率统计、随机过程、数字分析等都是数字信号处理的基础工具。
它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断等密切相关。
DSP可以代表数字信号处理技术（Digital SignalProcessing）,也可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor）。
前者是理论和计算方法上的技术,后者是指实现这些技术的通用或专用可编程微处理器芯片。
数字信号处理包括两个方面的内容:1.法的研究 2．数字信号处理的实现数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
数字信号处理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。
数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。
数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。
反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。
而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。
例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
tms320c55xdsp教材习题答案
第一章1．简述典型实时数字信号处理系统组成部分。
答：包括：抗混叠滤波器(Anti-aliasing filter)、模数转换器ADC（Analog-to-Digital Converter）、数字信号处理、数模转换器DAC（Digital-to-Analog Converter）和抗镜像滤波器(Anti-image filter) 。
2．简述X86处理器完成实时数字信号处理的优缺点。
答：利用X86处理器完成实时数字信号处理。
特点是处理器选择范围宽，主板及外设资源丰富，有多种操作系统可供选择，开发、调试较为方便；缺点是数字信号处理能力不强，硬件组成较为复杂，系统体积、重量较大，功耗较高，抗环境影响能力较弱。
3．简述数字信号处理器的主要特点。
答：（1）存储器采用哈佛或者改进的哈佛结构；（2）内部采用了多级流水；（3）具有硬件乘法累加单元；（4）可以实现零开销循环；（5）采用了特殊的寻址方式；（6）高效的特殊指令；（7）具有丰富的片内外设。
4．给出存储器的两种主要结构，并分析其区别。
答：存储器结构分为两大类：冯·诺依曼结构和哈佛结构。
冯·诺依曼结构的特点是只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线；指令、数据都存放在这个存储器空间中，统一分配地址，所以处理器必须分时访问程序和数据空间。
哈佛结构程序存储器空间和数据存储器空间分开，具有多套地址、数据总线，哈佛结构是并行体系结构，程序和数据存于不同的存储器空间，每个存储器空间独立编址、独立访问。
5．简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。
答：应考虑运算速度、算法格式和数据宽度、存储器类型、功耗和开发工具。
6．给出数字信号处理器的运算速度指标，并给出其具体含义。
答：常见的运算速度指标有如下几种：（1）指令周期：执行一条指令所需的最短时间，数值等于主频的倒数；指令周期通常以ns（纳秒）为单位。
例如，运行在200MHz的TMS320VC5510的指令周期为5ns。
第3章 正弦波信号产生(C55x DSP)PPT课件
第3章 正弦波信号产生 KX3 =32768*kx3
第3章 正弦波信号产生 在公式(3.1)和(3.2)中，sin(x)展开式中的系数为 s1=1/72，s2=1/42，s3=1/20，s4=1/6 cos(x)展开式中的系数为 c1=1/56，c2=1/30，c3=1/12，c4=1/2
第3章 正弦波信号产生 下面将它们表示成Q15格式的十六进制定点数，用对应
X = 32768*x X2用Q30格式可以表示为
X2 = (32768*x)2 = 32768*(32768*x2) 用D_X表示x2的Q15格式为
D_X = 32768*x2 = (2*X2)/65536
第3章 正弦波信号产生 式中，2*X2是表示要将Q30调整为Q31，在编写程序时我们 只需把状态寄存器ST1_55的FRCT比特位设置成1，即可在 程序执行中左移1位，就会去掉小数乘法产生的多余符号位， 完成从Q30到Q31的调整。除以65536是为了将Q31调整为 Q15，在编写程序时我们只需取累加器高十六位即可，余下 相同。用大写字母KX1、KX2、KX3和KX4分别表示相应小 数kx1、kx2、kx3和kx4的Q15格式的定点数，计算如下：
第3章 正弦波信号产生 3.1.3 实验要求
使用CCS集成仿真环境，完成建立工程、源文件、命令 文件，保存和添加文件到工程项目中，进行编译、链接、运 行和调试等操作。学习使用内存时域波形图视窗观察输出正 弦波波形的方法，学习观察寄存器和存储器的内容及其变化 等。
第3章 正弦波信号产生 3.1.4 实验原理
第3章 正弦波信号产生 kx1=1－x2/72 kx2=1－(x2/42)(1－x2/72)) kx3=1－ (x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72))) kx4=1－( x2/6)(1－ ( x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72)))
C55x系列DSP详解
CEn CLKMEM
CS CLK
SSADS
EMIF
SSOE
SSWE
上拉
ADSC ADV OE
BWE
BW[d : a ] SA[N:0]
SBSRAM
BE[3 : 0] A[(N+2):2]
D[31:0] 上拉
D[31:0]
ADSP
图9-14 EMIF与SBSRAM芯片的连接
9.3.3 同步动态随机存取存储器 （SDRAM）
C55x外部存储器接口支持16位、32位宽，64M位
和128M位SDRAM
SDRAM可以工作在C55x时钟频率的1/2或C55x时 钟频率 表9-3列出不同SDRAM的引脚映射和寄存器配置表
表9-3 SDRAM的引脚映射和寄存器配置表
SDRAM容 量及排列方 式 使用 芯片 数量
配置位
SDACC SDSIZE SDWID 占用CE 空间
1.确定硬件整体方案
根据系统设计要求确定设计目标，统筹考虑硬件和软
件分工，在综合考虑系统的性能指标、算法需求、体 积、功耗、成本以及工期等因素的基础上，确定硬件 整体设计方案，并画出硬件系统整体框图
2.确定硬件模块具体实现方案
DSP芯片的选择
综合考虑运算速度、片上资源、价格、外设配置等
存储器扩展电路的设计
图9-12 使用内部振荡器
9.3 外部存储器扩展
通过外部存储器接口（EMIF），C55x可以做到与外部 存储器的无缝连接 C55x设置了4个片选信号CE0～CE3直接作为外部存储 器的选通信号
C55x的外部存储器接口除了对异步存储器的支持以外， 还提供了对同步突发静态存储器（SBSRAM）和同步动 态存储器（SDRAM）的支持
DSP课程设计 正弦信号的产生
DSP原理及应用课程设计课题：正弦信号发生器的设计班级：通信0802姓名：学号：2008001322课题 正弦信号发生器一、 设计目的学会用ccs 集成开发软件，在开发环境下完成工程项目创建，程序编辑，编译，链接，调试和数据分析。
二、 设计内容用ccs 软件编写程序产生正弦波三、 设计实现正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。
通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。
查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。
泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：取泰勒级数的前5项，得近似计算式：-+-+-=!9!7!5!3)sin(9753x x x x x x -+-+-=!8!6!4!21)cos(8642x x x x x ))))((((981761541321 !9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=+-+-=x x x x x x x x x x x )))(((87165143121 !8!6!4!21)cos(22228642⨯-⨯-⨯--=+-+-=x x x x x x x x x递推公式：sin(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-sin[(n-2)x]cos(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-cos[(n-2)x]由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时,需要已知cos(x)、sin(n-1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。
计算一个角度x的正弦值，可利用泰勒级数的展开式，采用子程序的调用方式来实现。
在调用前先在数据存储器d_xs单元中存放x的弧度值，计算结果存放在d_sinx单元中四、设计步骤1、CCS软件的操作:(1)建立工程：点击菜单project-new，在弹出的窗口中输入工程名，后缀是.pjt；(2)建立文件：点击菜单file-new-source file，建立汇编语言文件和链接命令文件；(3)将文件加入工程：点击菜单project-add files to project，选择要加入的文件添加到工程；(4)工程的汇编链接：点击菜单project-rebuild all，若汇编链接成功会生成.out文件；(5)装载可执行程序：点击菜单file-lode program，装载.out文件；(6)执行程序：点击菜单debug-run；(7)观察结果。
TMS320C55X dsp原理及应用 汪春梅新的第3章
二、SP直接寻址 SP直接寻址的23位地址构成：
最高7位地址由寄存器SPH确定； 低16位地址是SP值和指令里指定的7位偏移量之和。偏移量范围是
种寻址模式。
说明： （1） 偏移量bitoffset 是从所要位寻址的寄存器最低位开始，如果
bitoffset 是3，则正在寻址该寄存器的第 3 位。 （2） 该寻址方式只能访问以下的寄存器：AC0–AC3、AR0–AR7、
T0–T3。
指令实例： (1) 语法格式： BSET Baddr, src 指令语句： BSET @0, AC3
k16绝对寻址 其操作数为 *abs16(#k16)，其中，k16为16位无符号常数。 将7位的寄存器DPH和k16级联形成一个23位的地址，用 于对数据空间的访问。该模式可以访问一个数据存储器 单元或者MMR。
绝 对 寻 址 模 式
k16
k16绝对寻址
其操作数为 *abs16(#k16)，其中，k16为16位无符号常数。 将7位的寄存器DPH和k16级联形成一个23位的地址，用
Xmem and Ymem
指令语句里含有Xmem and Ymem时，该指令可以对数据存 储器同时作两次16bits的访问。写该指令语句时，用兼容
的寻址模式操作数来代替Xmem and Ymem 。
Cmem
指令语句里含有Cmem时，该指令可以访问数据存储器的 单字（16bits)。写该指令语句时，用一个兼容的寻址模式 操作数来代替Cmem。
指令寻址分析： 假设SPH=00h，SP=FF00h ; 操作数*SP(5), T2的寻址地址为：SPH:(SP + offset) = 00 FF05h; 指令执行结果：将数据空间中地址为00 FF05h单元内的数值加 载到T2寄存器中。
数字信号处理(DSP)系统的正弦波发生器
组成， 这些点与 ! 轴的每一个角度值相对应， 那 么我们可以利用 #$& 处理器处理大量重复计算 的优势来计算 ! 轴每一点对应的 % 的值 0 在 ! 轴取 *5, 个点来进行逼近 1 ! 例如给出 ! 值为 ! L / I 5 执行结果 :G6 ! I .8@" @/9 2 弧度 0 ,! 9 @./ 弧度 1 ， 误差在万分之一内， 如果改变 ! 值， 2 I ,! 9,9 ,5， 便可以计算其他角度的正弦值了 ! 这个 程序的 计算是 定义 在小数 方式 下的 ! 即它的最大值只能是 9;;;2 ， 其中的最高位为符 号位 ! 首先在数据存储器中定义五个字 ! 其中 M ? N 存储公式中的 ! 值，即弧度值 ! M ? :OPQ ? ! 保存 !+ 供公式调用 ! M ? :G6N 保存得到的 :G6 ! 值 ! M ? HRST 自定义空间，存储计算的中间值 ! - ? " 保存一个 接近 " 的 "5 进制小数 9;;;2! 又在数据存储器
数字信号处理 0 #$& 1 系统的正弦波发生器
孙 清
0 辽宁省医疗器械学校，辽宁 沈阳 "",,+/ 1
摘 关
要：介绍了用数字信号处理器 0 #$& 1 芯片所组成的 #$% 板系统， 利用泰勒级数展开法实现了正 键 词：数字信号处理器；正弦波发生器 U #$% 板 文献标识码： 8
弦波发生器 ! 给出了详细的编程思路及软件流程图 ! 中国分类号： ’V C""! +
正弦值计算 正弦值计算
+ + !V $ R $ *UUU- 、 !? $ R $ +XXU-N 这 样 公 ? X % V 式中用到的常数都定义完毕了 N 分析一下公式 发 现 它 可 以 分 解 为 四 个 + Y " % 2 ;Z R ZZ @ 的 形 式，且由公式的最内部向外推即可得到。同样， 应用上述方法可以得到一个计算给定弧度的余 弦程序 N 但有这样一个问题，由于程序的编制采用小 数形式， 其弧度大于 + 的正弦值得不到， 这就对正 弦波的产生造成了障碍 N 可由于正弦波的特殊的 对称形式给程序的编制找到了出口 N 即* )"(? 之 !"# 2 " ( ? @ 的弧度为 *N TQX? [+， 间的任意正弦、 余弦值可以利用汇编程序得到 N 又 可以利用公式： !"# %! $ %!"# ! R &’! ! 得到 * ) " ( % 之间的正弦值 N 而 * ) " ( % 的正弦曲线与 " ( % ) " 的正弦曲线通过 " $ " ( % 这条轴左右对称 N 那么就可以得到 " ( % ) " 的正弦值 N 而 * ) " 的 正弦曲线的相反数通过 # $ " 这条轴与 " ) %" 左右对称 N 这样 " ) %" 的正弦值也得到了 N 一 个周期内完整正弦波就得到了 N
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第3章 正弦波信号产生 信号是以L为周期的周期函数，只要知道所生成的信号 频率和D/A转换率就可以求出L。例如：若生成信号的频率 为100 Hz，幅值为0.5，D/A转换率为10 000 Hz，则L = 1/(f*∆T)= 100，即一个信号周期输出100个点；若生成信号 的频率为500 Hz，幅值为1，D/A转换率为10 000 Hz，则L = 1/(f*∆T) = 20，即一个信号周期输出20个点。本实验只使用 软件仿真，如需要硬件输出，则要加上定时器和D/A转换器。
第3章 正弦波信号产生 现在我们要将离散信号Y(N)转变为连续信号y(t)，即实 现D/A转换。N同样表示样点值，而∆T表示D/A转换时间间 隔。如果D/A转换率fs = 1/∆T，信号周期T = ∆T*L = 1/f，L 为正整数，f = 1/(∆T*L)，则 Y(N) = Am*sin(2*π*(1/(∆T*L))*N*∆T) = Am*sin(2*π*N/L) (3.5)
第3章 正弦波信号产生 KX3 =32768*kx3 =32768－(x2/20)*32768*(1－(x2/42)(1－x2/72))) =32768－(x2/20)* KX2 =(32768*65536－32768*x2*2*KX2/20)/65536 =(32768*65536－D_X * KX2*2/20)/65536 =(32768*65536－( D_X * KX2*2/65536)*S3*2)/65536
第3章 正弦波信号产生
■学习使用汇编语言编写计算一个正弦值和一个余弦
值的子程序。 ■掌握子程序调用和C55x DSP块重复操作。 ■学习正弦波产生器的实现。
第3章 正弦波信号产生 3.1.2 实验设备 ■PC兼容机一台；操作系统为Windows 2000(或 Windows NT、Windows 98、Windows XP)。 ■计算机安装CCS 5000或CCS v3.1。
第3章 正弦波信号产生
图3－5 程序运行到loop1处
第3章 正弦波信号产生 (5) 在程序运行之前观察波形，如图3－6(a)所示，没有 波形输出；点击图标或按F5键，程序运行到loop1处停下来， 再观察输出波形，如图3－6(b)所示，得到1/4周期的正弦波 形；运行到loop2处，得到如图3－6(c)所示半个周期的正弦 波形，这是利用sin(x) = sin(π －x)得到的0到π的正弦值结果； 运行到loop3处，得到了一个周期完整的正弦波形，如图3－ 6(d)所示，这是利用sin(x) = －sin(π+x)得到的0到2π的正弦 值结果。
第3章 正弦波信号产生
第3章 正弦波信号产生 章
3.1 单频正弦波信号实验
3.2 两种频率的正弦波叠加信号实验
第3章 正弦波信号产生
3.1 单频正弦波信号实验
3.1.1 实验目的 ■熟悉CCS的集成环境，对程序进行编译、链接、运行 和仿真。 ■学习使用定点数表示小数的方法及其在C55x DSP中 的运算。
第3章 正弦波信号产生 y(t)= Am*sin(2*π*f*t) (3.3)
式中，Am表示信号振幅，f表示信号频率。对其离散化，设 A/D转换时间为t=N*∆T, 其中N表示样点值，∆T为A/D转换 时间间隔，则正弦信号可表示为 Y(N)= Am *sin(2*π*f*N*∆T) (N=0,1,2,3…) (3.4)
第3章 正弦波信号产生 式中，2*X2是表示要将Q30调整为Q31，在编写程序时我们 只需把状态寄存器ST1_55的FRCT比特位设置成1，即可在 程序执行中左移1位，就会去掉小数乘法产生的多余符号位， 完成从Q30到Q31的调整。除以65536是为了将Q31调整为 Q15，在编写程序时我们只需取累加器高十六位即可，余下 相同。用大写字母KX1、KX2、KX3和KX4分别表示相应小 数kx1、kx2、kx3和kx4的Q15格式的定点数，计算如下：
第3章 正弦波信号产生
图3－1 计算一个角度正弦值(sin(0)～sin(π/4))程序流程图
第3章 正弦波信号产生 cos(x)的算法及其流程图和sin(x)相似，请读者参照sin(x) 的算法及其流程图进行研究，这里不再赘述。
第3章 正弦波信号产生 2. 产生正弦波的方法 利用倍角三角公式sin(2x)=2sin(x)cos(x)计算0到π/2的正 弦值，再利用sin(x)= sin(π －x)和sin(x) =－sin(π+x)得到0到 2π的正弦值。本实验中计算720个从0到2π的正弦值点，如果 读者需要更多点数，只需对程序进行简单修改即可。一个连 续随时间变化的正弦信号可表示为
第3章 正弦波信号产生 kx1=1－x2/72 kx2=1－(x2/42)(1－x2/72)) kx3=1－ (x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72))) kx4=1－( x2/6)(1－ ( x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72)))
第3章 正弦波信号产生 用大写的X表示实际小数x的定点Q15格式，则有： X = 32768*x X2用Q30格式可以表示为 X2 = (32768*x)2 = 32768*(32768*x2) 用D_X表示x2的Q15格式为 D_X = 32768*x2 = (2*X2)/65536
第3章 正弦波信号产生 sin(x)=x－x3/3!+x5/5!－x7/7!+x9/9!=x(1－(x2/6)(1－ (x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72)))) (3.1)
cos(x)=1－x2/2!+x4/4!－x6/6!+x8/8!=1－(x2/2)(1－ (x2/12)(1－(x2/30)(1－x2/56))) (3.2)
第3章 正弦波信号产生 以上等式中，用小写字母表示的是实际小数值，用大写字母 表示的是相应小数的Q15格式的定点数。下面这些算式表示 如何在十六位定点DSP C55x上实现正弦值计算的方法，同 时也能够帮助读者了解用定点DSP实现小数的算术运算的方 法。将式(3.1)中每层括号计算出来的中间结果分别用小写字 母kx1、kx2、kx3和kx4表示为
第3章 正弦波信号产生 3.1.5 实验步骤 图3－2 在程序中的loop1、loop2和loop3三处设置断点 参照第1章1.2.5小节和1.2.6小节中的实验步骤，建立工程文 件、源文件和命令文件，输入本章3.1.6小节程序清单参考中 给出的内容，再进行添加文件到工程、编译工程和装载可执 行的 .out输出文件等操作，这些步骤完成之后，观察输出 的正弦波形。
第3章 正弦00 Hz的正弦信号
第3章 正弦波信号产生 (8) 将本章的3.1.6小节“1.产生正弦波的sinwave.asm文 件”中程序的第8行信号频率语句“F .set 100”中的100改变 为500，第11行振幅值系数语句“Ax_v .set 50*32768/100”中 的50改变为100，重新编译工程和装载输出文件，然后打开 图形属性对话框，再在对话框中修改相应的参数，如图3－9 所示。
第3章 正弦波信号产生 KX4=32768*kx4 =32768－(x2/6)*32768*(1－(x2/20)(1－(x2/42)(1－x2/72))) =32768－x2/6*KX3 =(32768*65536－(D_X*KX3*2/65536)*S4*2)/65536
第3章 正弦波信号产生 最后，由式(3.1)得到sin(x)值，用Y表示为 Y = sin(x)*32768 = x*KX4 = (2*32768*x*KX4)/65536 = X*KX4*2/65536 用DSP计算sin(x)的程序流程图如图3－1所示。
第3章 正弦波信号产生 在公式(3.1)和(3.2)中，sin(x)展开式中的系数为 s1=1/72，s2=1/42，s3=1/20，s4=1/6 cos(x)展开式中的系数为 c1=1/56，c2=1/30，c3=1/12，c4=1/2
第3章 正弦波信号产生 下面将它们表示成Q15格式的十六进制定点数，用对应 的大写字母表示为 S1=32768/72=01c7H S3=32768/20=0666H C1=32768/56=0294H C3=32768/12=0aabH S2=32768/42=030bH S4=32768/6=1556H C2=32768/30=0444H C4=32768/2=4000H
第3章 正弦波信号产生
图3－3 用于打开图形属性对话框的命令
第3章 正弦波信号产生 (3) 出现图形属性对话框，如图3－4所示。
第3章 正弦波信号产生
图3－4 图形属性对话框
第3章 正弦波信号产生 (4) 在主菜单中选择Debug→Run命令(也可以点击 或
按F5键)，程序运行到loop1处将会停下来，如图3－5所示， 这时将会看到一个黄色箭头刚好指到程序的loop1处。
第3章 正弦波信号产生
图3－6 观察程序运行到不同位置时输出正弦波形的变化
第3章 正弦波信号产生 (6) 打开图形属性对话框，在对话框中修改相应的参数， 点击OK确认，如图3－7所示。
第3章 正弦波信号产生
图3－7 在图形属性对话框中修改相应的参数
第3章 正弦波信号产生 (7) 再将程序运行到loop4处，得到如图3－8所示的多周 期正弦波图形。由于图形纵坐标上的振幅为0.5，横坐标上 的时间单位为s，周期为0.01 s，因此这是频率为100 Hz的正 弦信号。
第3章 正弦波信号产生 3.1.3 实验要求 使用CCS集成仿真环境，完成建立工程、源文件、命令 文件，保存和添加文件到工程项目中，进行编译、链接、运 行和调试等操作。学习使用内存时域波形图视窗观察输出正 弦波波形的方法，学习观察寄存器和存储器的内容及其变化 等。
第3章 正弦波信号产生 3.1.4 实验原理 1. sin(x)值和 值和cos(x)值的算法 值的算法 值和 设x为角度的弧度值，sin(x)值和cos(x)值可以由泰勒级 数展开式得到，我们取其前五项近似，其精度满足16位定点 DSP运算的要求。如需更高精确度，可适当增加所取项数， 但同时运算量也会增加。这里有：