西电DSP实验报告

西安电子科技大学数字信号处理（DSP）课程实验报告实验名称VISUALDSP++的使用入门电子工程学院1402071班姓名张吉凯学号14020710021同作者崔健孟智超杨伟祺实验日期2017年5月16日指导教师评语：指导教师：年月日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成绩第1页实验一：VISUALDSP++的使用入门一、实验目的：熟悉VISUALDSP++的开发环境二、实验内容:练习一：启动VisualDSP++，建立一个用C源代码的工程（Project），同时用调试器来评估用C语言所编写代码的性能；练习二：创立一个新的工程，修改源码来调用一个汇编（asm）程序，重新编译工程，用调试器来评估用汇编语言所写程序的性能；练习三：利用调试器的绘图（plot）功能来图形显示一个卷积算法中的多个数据的波形；练习四：利用调试器的性能统计功能（Statisticalprofile）来检查练习三中卷积算法的效率。利用所收集到的性能统计数据就能看出算法中最耗时的地方。三、实验步骤及实验结果：练习一：1)新建工程进入VisualDSP＋＋，显示VisualDSP++的集成开发和调试环境窗口，选择菜单File中Open打开文件：…\unit_1\dot_product_c\dotprodc．dpj。2)编译dotprodc工程在菜单Project中选择BuildProject来对工程进行编译。在本例子中，编译器会检测到一个未定义的错误，显示为：“．＼dotprod_main.c”，line115：error＃20：identifier“itn”isundefineditni；将该错误改正后，保存并重新编译，没有错误出现，编译成功。3)运行VsualDSP++调试器在编译完成后，环境将自动进入调试状态，对于初次进入debugger，将显示对象选择对话框，在其中指定对象和处理器信息。4)运行dotprod.c从Debug菜单中选择Run项，程序将被执行，其输出结果在Outputwindow中显示。第2页图1.程序结果练习二：1）创建一个新的工程(project)从Project菜单中选取New项，在弹出的工程保存对话框中，将工程名定义为dot_product_asm.dpj，并保存在…\unit_1\dot_product_asm目录下。2）向dot_product工程中添加文件选中dotprod_main.c，dotprod.c，dotprod_func．asm和dotprodasm.ldf文件，将这几个文件加到工程中。3）修改工程源文件打开dotprod_main.c文件，在源代码中找到下列相应的四条语句：／*externdoublea_dot_c_asm（doublepm*，double*）；*／externdoublea_dot_d（doublepm*，double*）；result[l]=a-dot_c（a，c）;／*result［1］＝a_dot_casm(a，c)；*／将这四条语句修改为：externdoublea_dot_c_asm（doublepm*，double*）；／*externdoublea_dot_d（doublepm*，double*）；*／／*result［1］a=dot_c（a,c）；*／result［l］=a_dot_c_asm（a，c）;4）修改链接描述文件dotprodasm．ldf在文件中找到语句：INPUT_SECTIONS（dotprod.doj（seg_pmco）dotprod.doj（pm_codel）dotProd.doj(pm_code2）dotProd.doj（pm_code3））将其修改为：INPUT_SECTIONS(dotprod.doj(seg_pmco)dotprod.doj(pm_codel)dotProd_func.doj(pm_code2)dotprod.doj(pm_code3))5）编译和运行dot_product第3页图2.程序结果练习三：1）将算法程序调入Debugger环境2）打开绘图窗口并设定参数选择菜单View\DebugWindows\Plot\New…项，将出现Plot参数设置窗口。3）运行程序并在图形窗口中观察数据接F5运行程序，当程序Halt（SHIFT-F5）后，Plot窗口中将出现数据曲线如下：图3.plot曲线结果练习四：1）调用convolution程序选用菜单File＼LoadProgram…命令项，在对话框中选择文件…\unit_1\convolution\debug\convolution.dxe。并在随后的源文件对话框中选择文件…\unit_1\convolution\convolution．cpp。2）打开统计特性选项选取菜单Tools\Statistical\EnableProfiling项，使其变为有效。再选取菜单View\DebugWindows\StatisticalProfilingResults项，出现StatisticalProfilingResults窗口。3）收集和检查统计特性数据按F5使程序运行到结尾。统计数据会在统计特性结果窗口中出现，窗口被分为两个部分，如下：第4页图4.StatisticalProfilingResults窗口四、实验结果分析：分析练习一和练习二的实验结果，发现对于完成同一种功能，相对于C语言，汇编语言运算效率更高。分析练习三和练习四的实验结果，发现卷积算法中CalculateOutputPulse单元最耗时。西安电子科技大学数字信号处理（DSP）课程实验报告实验名称用SIMULATOR模拟实现卷积运算和谱分析电子工程学院1402071班姓名张吉凯学号14020710021同作者崔健孟智超杨伟祺实验日期2017年5月16日指导教师评语：指导教师：年月日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成绩第1页实验二：用SIMULATOR模拟实现卷积运算和谱分析一、实验目的：通过两个练习来了解如何利用SIMULATOR实现基本的信号处理方法二、实验内容：练习一：时域卷积运算练习二：DFT运算三、实验步骤及实验截图：练习一：1）调入程序启动运行VisualDSP++，新建一个工程，将\unit_2\Conv目录下的源文件（conv.ASM和conv.ldf）加入到工程中，同时建立数据文件x.dat和y.dat，以及初始化文件zeros.dat。2）选择输入数据文件编译程序前，在下述程序行中将输入数据文件改为pulse1.dat和sin64.dat：.VARinputx[LENGTH_X]=pulse1.dat;.VARinputy[LENGTH_Y]=sin64.dat;3）编译程序4）观察结果按F5运行程序，然后执行菜单命令\View\DebugWindows\Plot命令，分别作出输入数据inputx[]和inputy[]与输出数据output[]的图形。第2页图1、2.三角波和正弦波和冲激5）改变数据再运行数组inputx保持为pulse1.dat，将数组inputy分别改变为数据文件square1.dat(方波)、trig64.dat（三角波）重复3),4)，来考察程序的执行结果。数组inputx改变为pulse2.dat（4个冲击脉冲），将数组inputy分别改变为数据文件sin64.dat，square1.dat(方波)、trig64.dat（三角波）重复3),4)，来考察程序的执行结果图3.方波和冲激第3页图4.正弦波和冲激的卷积图5.方波和冲激的卷积第4页图6.三角波和冲激的卷积数组inputx改变为square1.dat，将数组inputy改变为数据文件square2.dat(方波)，重复3),4)，来考察程序的执行结果。图7.卷积结果第5页练习二：1）调入程序启动运行VisualDSP++，将位于将unit_1\DFT_MOD目录下的源文件调入到开发环境中。2）选择输入数据文件编译程序前，在下述程序行中将输入数据文件改为square64.dat：.VARinput[N]=square64.dat;3）编译程序4)观察结果程序调试时，可在程序中设置多个断点，来观察输入数据x、输出数据的实部real、输出数据的虚部imag和求模后的数据mudul的值；图8.方波DFT变换后的模5）改变数据再运行数组input分别改变为数据文件trig64.dat（三角波）、noise64.dat(高斯白噪声)，重复3),4)，来考察程序的执行结果。第6页图9、10.三角波DFT变换后的模图22、23.高斯白噪声DFT变换后的模四、实验结果分析：练习一：由冲击函数卷积的性质可知，单位冲击函数与正弦波函数卷积的结果是对正弦波函数进行平移，多个冲击函数与其卷积则是进行平移叠加。与方波函数卷积结果同样如此。练习二：方波与三角波的频谱有差别，方波的傅里叶系数的模值│Fn│=π（π），三角波的傅里叶系数的模值│Fn│=（π）（π），这一点与波形一致。方波的长度是64则它的DFT的长度也是64，而且是复数。我们画的只是DFT的幅频特性，还有它的相频特性。西安电子科技大学数字信号处理（DSP）课程实验报告实验名称用SIMULATOR模拟实现相关运算和功率谱分析电子工程学院1402071班姓名张吉凯学号14020710021同作者崔健孟智超杨伟祺实验日期2017年5月16日指导教师评语：指导教师：年月日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）成绩第1页实验三：用SIMULATOR模拟实现相关运算和功率谱分析一、实验目的：通过两个练习来了解如何利用SIMULATOR实现基本的信号处理方法二、实验内容：练习一：时域相关运算练习二：利用相关函数计算信号的功率谱三、实验步骤及实验结果：练习一：1）调入程序启动运行VisualDSP++，新建一个工程，将\unit_2\Corr2目录下的源文件加入到工程中，同时建立数据文件x.dat和y.dat，以及初始化文件zeros.dat。2）选择输入数据文件编译程序前，在下述程序行中将输入数据文件改为squre64.dat：.VARinputx[LENGTH_X]=squre64.dat;.VARinputy[LENGTH_Y]=squre64.dat;3）编译程序4)观察结果按F5运行程序，然后执行菜单命令\View\DebugWindows\Plot命令，分别作出输入数据inputx[]和inputy[]与输出数据output[]的图形。第2页图1.方波和它的自相关5)改变数据再运行将数组inputx和数组inputy同时改变为数据文件sin64.dat(正弦波)、trig64.dat（三角波）noise64.dat（高斯白噪声），重复3),4)，来考察序列的自相关结果。第3页图2.正弦波和它的自相关图3.三角波和它的自相关图4.高斯白噪声和它的自相关数组inputx保持不变squre64.dat（方波），将数组inputy分别改变为数据文件sin64.dat、trig64.dat（三角波）重复3),4)，来考察序列的互相关结果。第4页图5.正弦波和方波的互相关图6.三角波和方波的互相关练习二：1)调入程序启动运行VisualDSP++，新建一个工程，将\unit_2\psd目录下的源文件加入到工程中，同时建立数据文件x.dat和y.dat，以及初始化文件zeros64.dat。2）选择输