DSP课程设计报告论文

DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第1页基于DSP实验箱的DSP实验整合摘要21世纪是数字化的时代,随着信息处理技术的飞速发展,DSP(数字信号处理器)技术逐渐发展成为一门主流技术,它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。相对于模拟滤波器,数字滤波器没有漂移,能够处理低频信号,频率响应特性可做成非常接近于理想的特性,且精度可以达到很高,容易集成等,这些优势决定了数字滤波器的应用越来越广泛，工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。。同时DSP的出现和迅速发展也促进了数字滤波器的发展,并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。本课题主要应用应用DSP集成开发环境—CCS调试C程序,用TMS320C5402来实现实验箱上的直流电机、步进电机、交通灯及液晶显示等所有模块整合。关键字：DSP、直流电机、步进电机、交通灯、液晶显示DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第2页目录第一章设计任务及要求····································································31.1设计任务·····················································································31.2设计要求·····················································································3第二章设计思路及流程····································································32.1设计思路·····················································································32.2设计流程·····················································································42.3程序流程图··················································································4第三章实验结果及分析······································································83.1模式一的运行结果·········································································83.2模式二的运行结果·········································································83.3模式三的运行结果·········································································93.4模式四的运行结果········································································10第四章实验中的问题及解决方案·······················································104.1数码管的序号选择········································································104.2实现交通灯时间可调问题·······························································104.3按键消斗····················································································114.4LCD的显示问题：·······································································12第五章心得体会·············································································13参考文献·························································································14实验部分主要源程序：······································································15DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第3页第一章设计任务及要求1.1设计任务基于DSP实验箱的DSP实验整合,编程实现在现有实验箱上整合步进电机、直流电机、交通灯等实验项目。1.2设计要求一、三个实验可以通过键盘进行模式选择来切换（1步进电机控制，2直流电机控制，3交通灯控制，4三个实验同时进行），并在LED左数第一位上显示模式。二、步进电机和直流电机的正反转、加减速在键盘上进行控制，并在LED上显示步进电机和直流电机的运行状态。三、交通灯控制时应在LED上显示时间的变化。交通灯东西、南北的时间可通过键盘设定。四、三个实验同时进行时只显示模式，各实验的参数都可通过键盘设置。第二章设计思路及流程2.1设计思路由于整合任务有四个模式状态，则可以定义一个全局变量state来存储模式标号，通过主函数循环扫描对DSP实验箱键盘按下的键值进行判断。例如当按下1号键时，state=1，表明这时已进入模式一，然后数码管显示、步进电机方向速度设置、交通灯状态变化及时间设置等各子函数中通过switch(state)、case语句执行相应的功能。以此类推当按下2、3、4号键时state的值也相应改变为2、3、4。并跳到其他模式去执行相应的功能。这样即可完成本次设计的预期效果。DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第4页2.2设计流程一、对DSP进行初始化，给定时器0和定时器1装载初值以便电机的速度和交通灯的定时使用。二、程序执行到主函数的循环体内反复调判断state的值执行相应的状态。三、若检测到有1、2、3、4其中一按键按下，就跳到模式1、2、3、4其中一状态执行。四、在选定的某一模式下去调用LED显示和状态设置子函数，在这些子函数中也有开关语句对全局变量state的值判断后再执行相应的程序。五、最后程序指针又回到键盘扫描子函数处开始下一轮循环。2.3程序流程图DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第5页当state=1时，主函数通过开关语句选通模式一步进电机。同时状态变换和LED子函数也通过开关语句选通与步进电机对应的程序段。在步进电机的模式下如果按下5键步进电机为正转，如果按下6键步进电机则为反转，如果按下7键步进电机减速，如果按下8键步进电机则为加速。LED同步显示步进电机的控制代码。最后程序指针又回状态模式判断处判断后又开始下一轮循环。DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第6页当state=2时，主函数通过开关语句选通模式二直流电机。同时状态变换和LED子函数也通过开关语句选通与直流电机对应的程序段。在直流电机的模式下如果按下5键直流电机为正转，如果按下6键直流电机则为反转，如果按下7键直流电机减速，如果按下8键直流电机则为加速。LED同步显示直流电机的控制代码。最后程序指针又回状态模式判断处判断后又开始下一轮循环。当state=3时，主函数通过开关语句选通模式三交通灯。同时状态变换和LED子函数也通过开关语句选通与交通灯对应的程序段。在交通灯的模式下如果按下5键交通灯南北定时时间减一秒，如果按下6键交通灯南北定时时间加一秒，如果按下7键交通灯东西定时时间减一秒，如果按下8键交通灯东西定时时间加一秒。LED同步显示交通灯的定时时间、时间调整、倒计时等状态。最后程序指针又回状态模式判断处判断后又开始下一轮循环。交通灯东西南北的时间设置可以开辟两个储存单元分别来存放东西定时时间和南北定时时间，然后通过按键的操作直接对这两个单元的数据进行加减就可以实现定时时间的设置。按下0号键确认时间设置，同时将东西、南北的定时单元内的数值转换为秒赋给东西、南北倒计时单元。在traffic子函数中设置东西、南北通行的标志位flag,若为南北通行flag置0，若为东西通行flag置1。在中断服务程序中借助t_traffic计数器的数值和100取余，即每一秒钟判断一次flag的DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第7页值，若为0则南北方向倒计时缓存单元（scount）的值减一并送LED显示。若为1则东西方向倒计时缓存单元（wcount）的值减一并送LED显示。显示的时间是以倒计时的方式显示，且是有选择性的显示。这样有便于交通路口通行的行人随时能知道还剩下多少时间可以通行，等待的行人也能知道还需要等待多少时间才可以通行以便做好准备！程序流程图如下：当state=4时，主函数通过开关语句选通模式四。同时状态变换和LED子函数也通过开关语句选通与模式四对应的程序段。在组合模式下如果按下5键直流电机和步进电机为正转，如果按下6键直流电机和步进电机则为反转，如果按下7键直流电机和步进电机减速，如果按下8键直流电机和步进电机则为加速。LED同步显示交通灯倒计时时间变化。最后程序指针又回状态模式判断处判断后又开始下一轮循环。DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第8页第三章实验结果及分析除了实现给定的实验设计的所有要求及功能之外，我还新增了倒计时和LCD显示等功能。3.1模式一的运行结果当按下1键时只有步进电机和数码管工作。第一个数码管显示模式，第四个数码管显示正反转状态，“0”表示此时电机正转，“1”表示此时电机反转。第六个数码管显示步进电机的的代码（图1中电机处于高速状态数码管显示太快所以相机拍到一个不应该出现的“8”）。方向可以通过5、6键改变，速度可以通过7、8键改变。3.2模式二的运行结果（图一）（图二）当按下2键时只有直流电机和数码管工作。同样第一个数码管显示模式，第四个数码管显示正反转状态，“0”表示此时电机正转，“1”表示此时电机反转。第六个数码管显示步进电机的的代码（图中电机处于低速状态数码管显示太快所以相机拍到的总是“00”，如果电机处于高速状态当电机正转时数码管显示“01”，当电机正转时数码管显示“10”。）。方向可以通过5、6键改变，速度可以通过7、8键改变。DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第9页3.3模式三的运行结果当按下3键时只有交通灯和数码管工作。同样第一个数码管显示模式，第二个数码管显示通行状态，“0”表示此时南北绿灯东西红灯，“1”表示南北红灯东西绿灯。图一图二中的第三、四个数码管显南北的通行时间（或等待时间）。第五、六个数码管显东西的通行时间（或等待时间）。也就是三、四和五、六数码管显示内容一样但是代表不同的意思，当三、四显示的是南北通行剩余时间时，五、六显示东西的等待剩余时间，反之亦然。图三图四为交通灯时间设置状态，这时按下键盘上的5、6、7、8键时可以看到对应的时间在改变。设定好后按下0键确认设置程序会回复到交通灯状态工作。DSP课程设计基于DSP实验箱的DSP实验整合第10页3.4模式四的运行结果当按下4键时进入组合模式。同样第一个数码管显示模式，第二个数码管显示交通灯通行状态，“0”表示此时南北绿灯东西红灯，“1”表示南北红灯东西绿灯。图