《计算机控制系统》实验指导书 DSP版

1《计算机控制系统》实验指导书（DSP版）实验一实验系统介绍与CCS软件使用入门一、实验系统介绍1、系统概述与实验箱原理框图SEED-DTK（DSPTeachingKit）是一套可以满足大学本科、研究生和教师科研工作的综合实验设备。SEED-DTK是北京合众达电子技术有限责任公司在总结以往产品的基础上，以独特的多DSP结构、强大的DSP主板功能、丰富的外围实验电路、精心设计的实验程序、精湛的产品工艺形成的高性能产品。我校所购买的SEED-DTK2812实验箱（原理框图如下所示），它由SEED-DEC2812板卡以及SEED-DTK_MBoard构成；其中主控板是我公司生产的SEED-DEC2812，母板是我公司生产的SEED-DTK_MBoard板卡。此外，该款实验箱还可配置DSK板卡、图像处理卡等多种子卡。SEED-Mboard人人人人人人人人人人人人人人人人人人D/A人人人4人人人人人人人人人人240×128人人人人人人人人人人人人TMS320VC5402100MIPSDSP人人SRAM人人人人人人人人人Flash人人人Boot人人人人人人人人人人人220V人人人人±15人5V人人人人人人人人人人人人人人人SEED-DTK_PWMDRV人人人人人人人人人人人人人人人人人SEED-DEC2812DSP人人人人人人人人人UART人人16人人A/D人人TMS320F2812FLASH(人人128K×16人)SDRAM(人人512K16×32人)人人人人人WatchDogTimer4人人D/AUSB2.0人人12人PWM人人人人人人人人人人(人人\人人\SPI)22、实验箱整体配置与特点2.1实验箱整体配置SEED-DTK2812实验箱由以下几部分构成：1.SEED-DEC2812实验箱DSP基本系统高性能DSP：TMS320F2812，主频150MHz外扩SRAM，最大容量为512K×16位，基本配置为256K×16位512字节的EEPROM+RTC实时时钟16路AD输入4路DA输出12路PWM输出，6路捕捉输入双路URAT接口，接口标准为RS232／RS422／RS485，可配置符合USB2.0标准的高速Host端接口1路CAN总线接口，符合CAN2.0协议2.SEED-Mboard实验箱人机接口模块处理器为TMS320C5402SRAM：64K×16-位（可扩展至256K×16位）Flash：256K×16-位（用于存放二级标准汉字库及驻留实验程序）提供手动复位1路RS232接口4路12位10μS建立时间±10V输出D/A17键薄膜键盘240*128大屏幕液晶显示交通灯演示模块以上只介绍实验箱所用到资源，如想使用其他资源请参考各个模块的用户手册。2.2实验箱特点模块化的产品结构：SEED-DEC2812实验箱的DSP基本系统可替换其它系列的DSPSEED-DECxxxx产品SEED-Mboard人机接口模块、处理器为TMS320C5402DSPSEED-DTK_PWMDRV电机驱动模块实验箱特点：独具匠心设计的双DSP结构，可以完成DSP间的通讯实验各模块丰富的资源，最大化满足实验要求全数字化实验过程，包括高精度信号发生器丰富多彩的实验，可以满足多种专业的教学要求内容详实的实验手册和实验报告公开的底层函数，提供实验可扩展性精湛的产品设计和加工工艺，体现出的专业产品制造二、CCS软件使用入门1、DSP驱动程序的配置3(1)双击桌面上的SetupCCS2(2000)。“Clear”原有的设备驱动程序配置。(2)根据DSP的型号选择相应的TI原装驱动程序，根据DSP的型号选择相应的TI驱动程序，本实验箱采用SEED_DEC2812，故选择F2812XDS510Emulator。单击ImportaConfigurationFile。(3)进入下图所示界面，选择F2812XDS510Emulator后，单击Import后，点击Close命令。(4)点中F2812XDS510Emulator驱动后，鼠标右键，在弹出的菜单中点击Properties；4(5)在弹出的对话框中点击▼，添加Auto_generateboarddatafilewithextraconfigure(6)点击Browse，弹出一对话框。5(7)在上一步操作中弹出的对话框中，选中CCS中drivers目录下的seedusb2.cfg文件，同时打开；(8)点击图标next6(9)I/OPort为0x240，点击图标Next；(10)根据系统CPU的个数选择AddSingle的相应次数，然后点击next。7(11)点击图标Finish(12)第十三步：关掉CCSsetup。(13)第十四步：保存设置；8(14)第十五步：启动CCS；(15)第十六步：出现CCS调试界面；2、CCS使用入门实验2.1、实验目的：(1)熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法；(2)熟悉SEED-DEC2812实验环境；(3)掌握CCS集成开发环境的调试方法。2.2、实验内容：(1)DSP源文件的建立；(2)DSP程序工程文件的建立；(3)学习使用CCS集成开发工具的调试工具。2.3、实验准备：9(1)将DSP仿真器与计算机连接好；(2)将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC2812单元的J1相连接；(3)启动计算机，当计算机启动后，打开SEED-DTK2812的电源。观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯灯及SEED-DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；若有不亮，请断开电源，检查电源。2.4、实验步骤：(1)创建源文件1.双击图标进入CCS环境。2.打开CCS选择File→New→SourceFile命令3.编写源代码并保存4.保存源程序名为math.c，选择File→Save105.创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。(2)创建工程文件1.打开CCS，点击Project--New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任意指定弹出如下对话框：2.在Project中填入工程名，Location中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建；113.点击Project选择addfilestoproject，添加工程所需文件；4.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c点击打开，即可添加源程序math.c添加到工程中；5.同样的方法可以添加文件math.cmd、rts.lib到工程中；在下面窗口中可以看到math.c、math.cmd、rts.lib文件已经加到工程文件中。12(3)设置编译与连接选项1.点击Project选择BuildOpitions；2.在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；3.在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名（可执行文件与空间分配文件），堆栈的大小以及初始化的方式。13(4)工程编译与调试1.点击Project→Buildall，对工程进行编译，如正确则生成out文件；若是修改程序，可以使用Project→Build命令，进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。可节省编译与连接的时间。编译通过，生成.out文件；142.点击File→loadprogram，在弹出的对话框中载入debug文件夹下的.out可执行文件；3.装载完毕；4.点击debug→GoMain回到C程序的入口；155.打开File→Workspace→SaveWorkspace保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要File→Workspace→LoadWorkspace即可恢复当前设置。16实验二数字I/O实验—交通灯实验一、实验目的：1.掌握DSP扩展数字I/O口的方法；2.了解SEED-DEC2812的硬件系统。二、实验内容：1.DSP的初始化；2.TMS320C2812的扩展数字I/O口使用；3.交通灯实现程序。三、实验知识背景：1.DSP系统中数字I/O的实现DSP系统中一般只有少量的数字I/O资源，而一些控制中经常需要大量的数字量的输入与输出。因而，在外部扩展I/O资源是非常有必要的。在扩展I/O资源时一般占用DSP的I/O空间。其实现方法一般有两种：其一为采用锁存器像74LS273、74lS373之类的集成电路；另一种是采用CPLD在其内部做锁存逻辑，我们采用的是后者。F2812A为16-位定点DSP，其外部存储器接口只支持16-位、异步存储器访问，所以SEED-DEC2812上的存储器扩展总线只实现16-位、异步存储器接口，其4个存储空间CE0～CE3映射到`F2812的Zone2存储空间上，而’F2812的Zone2存储空间的大小只有512K×16-位可以对外部访问。在此，我们采用分页技术将4个1M×16-位的扩展总线存储空间CE0～CE3映射到’F2812的512K×16-位Zone2存储空间中。也即将4M×16-位的扩展总线存储空间分为8个512K×16-位的存储空间页，3位页地址由扩展总线页地址寄存器（映射在Zone1空间的0x00,4020，只写）产生，其控制位的定义如下：D7D6D5D4D3D2D1D0保留保留保留保留保留PA21PA20PA19PA[21:20]：页地址高2位，用于选择4个1M×16-位扩展总线存储空间，复位为0000：选择扩展总线的CE0空间01：选择扩展总线的CE1空间10：选择扩展总线的CE2空间11：选择扩展总线的CE3空间PA19：扩展总线存储空间的A19地址线，复位为0外部总线上，需要CE3作为片选信号，所以需要将CE3空间映射到数据空间，才能对交通灯和led灯端口进行操作。实验箱I/O板映射到SEED-DEC2812模板的CE3空间，接口方式为16-位。17地址映射关系如下：实验箱I/O板对应的起始地址为：0x080000（字地址）；TRAFFICLED的偏移地址为：0x0000；即TRAFFICLED的地址为：0x080000；2.数字IO所占的资源：交通灯控制口地址为：0x80000（I/O空间）；其说明如下：D11D10D09D08D07D06D05D04D03D02D01D00SRSYSGWREGEYWYERWGNRNYNGNG：方向北的绿灯控制位；NY：方向北的黄灯控制位；NR：方向北的红灯控制位；WG：方向西的绿灯控制位；ER：方向东的红灯控制位；WY：方向西的黄灯控制位；EY：方向东的黄灯控制位；EG：方向东的绿灯控制位；WR：方向西的红灯控制位；SG：方向南的绿灯控制位；SY：方向南的黄灯控制位；SR：方向南的红灯控制位；当以上各位置“1”时，点亮各控制位所代表的交通灯状态的LED灯。四、实验程序功能与结构说明：1.数字IO实验，包含文件：IO.c：这是实验的主程序，包含了系统初始化，并完成控制交通灯按照所选择的不同模式输出显示。DSP28_GlobalVariableDefs.c：定义各模块的全局变量。DSP28_SysCtrl.c：系统初始化函数。2812.cmd:声明了系统的存储器配置与程序各段的连接关系。2812.gel：系统初始化。*.h：各个源文件的头文件。rts2800.l：库函数文件。2.程序流程图183.实验准备首先将F:盘DSP学生实验程序目录下的数字I/O实验－交通灯实验的文件夹拷贝到F：盘根目录下的以自己名字所命名的文件夹。(1)将DSP仿真器与计算机连接好；(2)将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC2812单元的J1相连接；(3)打开SEED-DTK2812的电源。观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯以及SEED-DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源。4.实验步骤(1)打开CCS，进入CCS的操作环境；系统时钟设置CSL初始化条件编译实现交通灯运行模式的选择BreakTestCommand自动运行模式