1、第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 实验项目名称实验项目名称实验一：常用指令实验实验一：常用指令实验实验二：实验二：通用输入输出管脚应用通用输入输出管脚应用实验三：实验三：中断实验中断实验实验四：实验四：定时器实验定时器实验实验五：实验五：FFT实验实验实验六：实验六：FIR滤波器滤波器实验七：语音采集和放送实验七：语音采集和放送实验八：语音信号的实验八：语音信号的FIR滤波滤波实验一实验一 常用指令实验常用指令实验一、实验目的一、实验目的 1、了解、了解DSP开发系统的组成和结构；开发系统的组成和结构； 2、熟悉、熟悉DSP开发系
2、统的连接；开发系统的连接； 3、熟悉、熟悉DSP的开发软件的开发软件CCS。二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、CCS软件、软件、DSP仿真器仿真器(USB接口接口)、实验、实验箱箱三、实验原理三、实验原理 开发开发TMS320C55XX应用系统一般需要以下几个调应用系统一般需要以下几个调试工具：试工具： 1、软件集成开发环境、软件集成开发环境(CCS)：完成系统的软件开发，：完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。它也是硬件调试的辅助手进行软件和硬件仿真调试。它也是硬件调试的辅助手段；段； 2、开发系统：实现硬件仿真调试时域硬件系统的、开发系统：实现硬件仿真调试时域硬件系统的通信，
3、控制和读取硬件系统的状态和数据；通信，控制和读取硬件系统的状态和数据； 3、评估模块：提供软件运行和调试的平台，用户、评估模块：提供软件运行和调试的平台，用户系统开发的参照系统开发的参照第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 软件部分由软件部分由CCS建立的工程文件建立的工程文件(*.pjt)进行管理，工进行管理，工程一般包含以下几种文件：程一般包含以下几种文件： 1、源程序文件：、源程序文件：C语言或汇编语言文件语言或汇编语言文件(*.C或或*.ASM)； 2、头文件、头文件(*.H) ； 3、链接命令文件、链接命令文件(*.CMD)
4、 ； 4、库文件、库文件(*.LIB)：CCS运行支持库；运行支持库； 5、目标文件、目标文件(*.OBJ)：COFF格式；格式； 6、可执行文件、可执行文件(*.OUT)：COFF文件。文件。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 图图5-1 非集成开发非集成开发环境下环境下C55x软件软件开发的流程图开发的流程图 用 来 将 汇 编 语 言 源 文 件用 来 将 汇 编 语 言 源 文 件（.asm）汇编成机器语言）汇编成机器语言COFF目标文件（目标文件（.obj）将汇编生成的、可重新定位的将汇编生成的、可重新定位的COFF目标模
5、块（目标模块（.obj）组合）组合成一个可执行的成一个可执行的COFF目标模目标模块（块（.out）第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 l通用目标文件格式通用目标文件格式 - COFF，common object file formatl段（段（section）是）是COFF文件的基本单元。一个段是一文件的基本单元。一个段是一个占据存储器里连续地址的代码或者数据块，个占据存储器里连续地址的代码或者数据块，COFF目标目标文件的每个段都是分开和不同的文件的每个段都是分开和不同的lCOFF目标文件通常包括目标文件通常包括3个默认段，即个
6、默认段，即.text段，通常包含可执行代码.data段，通常包含初始化数据.bss段，通常为未初始化变量保留存储空间5.2.1 COFF文件的基本单元文件的基本单元段段第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 例例5-1，段伪指令的使用。，段伪指令的使用。 这是一个汇编语言程序经汇编后生成的这是一个汇编语言程序经汇编后生成的.lst文件，文件，每行包含每行包含4个区域：个区域：Field 1: 源代码行号Field 2: 段指针Field 3: 目标代码Field 4: 初始源代码第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之
7、路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 源代码行源代码行号号段指段指针针目标代目标代码码初始源代初始源代码码第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 15 * 16 * 在.text段中汇编代码 * 17 * 18 000000 .text 19 000000 A01E add: MOV 0Fh,AC0 20 000002 4210 aloop: SUB #1,AC0 21 000004 0450 BCC aloop,AC0=#0 000006 FB 22 * 23 * 在.data段中定义另一个初始化表 * 24 * 25 000004
8、 .data 26 000004 00AA ivals .word 0AAh, 0BBh, 0CCh 000005 00BB 000006 00CC 27 * 28 * 为更多的变量定义新的段 * 29 * 30 000000 var2 .usect ”newvars”, 1 31 000001 inbuf .usect ”newvars”, 7 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 四、实验步骤四、实验步骤 1、系统连接；、系统连接； 2、上电复位；、上电复位； 3、运行、运行CCS； 4、创建工程；、创建工程； 5、编辑修改工程中
9、的文件、编辑修改工程中的文件 ； 6、基本调试、基本调试(功能功能)； 7、使用观察窗口；、使用观察窗口； 8、文件输入输出；、文件输入输出； 9、图形功能简介；、图形功能简介； 10、退出、退出CCS。 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 五、实验内容五、实验内容 Code Composer Studio 入门入门 (实验指导书实验指导书51页页) 音频信号采集、处理输出的程序音频信号采集、处理输出的程序第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 实验二实验二 通用输入输出管脚
10、应用通用输入输出管脚应用一、实验目的一、实验目的 通过实验学习使用通过实验学习使用5509A DSP的通用输入的通用输入/输出管脚输出管脚直接控制外围设备的方法，了解发光二极管的控制编直接控制外围设备的方法，了解发光二极管的控制编程方法。程方法。二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、ICETEK-VC5509-实验箱实验箱第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2.2.2 引脚信号定义与描述引脚信号定义与描述并行总线引脚初始化、中断和复位引脚位输入/输出信号振荡器/时钟信号实时时钟I2C总线nMcBSP接口接口nUSB接口接口nA/
11、D接口接口n测试测试/仿真引脚仿真引脚n电源引脚电源引脚三、实验原理三、实验原理1. TMS320C5509的通用输入的通用输入/输出管脚输出管脚第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 3. 位输入位输入/输出信号输出信号lGPIO7:6,4:0lXF可以配置为输入口或输出口；可以配置为输入口或输出口；当配置为输出引脚时，可以单独当配置为输出引脚时，可以单独置位或者复位；置位或者复位；在复位时，被配置为输入引脚；在复位时，被配置为输入引脚；为输出信号，用于配置其它处理器的复用为输出信号，用于配置其它处理器的复用状态或者作为通用输出引脚；
12、状态或者作为通用输出引脚；指令指令BSET XF可以使可以使XF输出电平为高；输出电平为高；指令指令BCLR XF 可以使可以使XF输出电平为低；输出电平为低；加载加载ST1. XF位可以控制位可以控制XF输出电平。输出电平。 通用输入输出管脚通过专用寄存器可以由软件控制，比通用输入输出管脚通过专用寄存器可以由软件控制，比如指定输入或输出，输出值等。如指定输入或输出，输出值等。 另外，另外，TMS320C5509DSP的许多其他管脚，在不使用特的许多其他管脚，在不使用特定功能时，也能配置成通用输入定功能时，也能配置成通用输入/输出引脚，如并行总线引脚输出引脚，如并行总线引脚中的中的A13:0、
13、C0、C4、C5、C7、C10、C13等。等。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2. ICETEK-CTR指示灯的控制指示灯的控制GPIO与被控指示灯的连接与被控指示灯的连接ICETEK-CTR板直接板直接连接了板上的一个指示连接了板上的一个指示灯和灯和DSP的一个通用输的一个通用输入入/输出管脚。这个管输出管脚。这个管脚属于脚属于McBSP1(多通道多通道缓冲串口，缓冲串口，3个，个， McBSP1和和McBSP2为为多功能口多功能口)，可以设置，可以设置成通用输入成通用输入/输出管脚。输出管脚。思考：如何控制指示灯亮、灭、闪烁
14、？思考：如何控制指示灯亮、灭、闪烁？亮：亮：GPIO1输出低电平输出低电平灭：灭： GPIO1输出高电平输出高电平闪烁：定时使闪烁：定时使GPIO1上的输出改变上的输出改变受控指示灯：受控指示灯：ICETEK-CTR板上只有一个指示灯可单独受板上只有一个指示灯可单独受DSP的的GPIO控制，它是交通灯模块控制，它是交通灯模块“南南”侧的红色指示灯。侧的红色指示灯。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 四、实验内容四、实验内容 通用输入输出
15、管脚应用通用输入输出管脚应用(实验指导书实验指导书115页页) 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 实验三实验三 中断实验中断实验一、实验目的一、实验目的 1. 通过实验熟悉通过实验熟悉VC5509A的中断响应过程；的中断响应过程； 2. 学会学会C语言中断程序设计，以及运用中断程序控语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序的流程制程序的流程二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、ICETEK-VC5509-实验箱实验箱第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 三、实验原理
16、三、实验原理中断简介：中断简介： 中断是一种由硬件或软件驱动的信号，中断是一种由硬件或软件驱动的信号， DSP 在接到此在接到此信号时，将当前程序悬挂起来，转去执行另外一个任务，信号时，将当前程序悬挂起来，转去执行另外一个任务， 这个任务我们称为中断服务程序这个任务我们称为中断服务程序(ISR)。 TMS320C55x (C55x) DSP可支持可支持 32 个个 ISR，可由硬件，可由硬件或软件触发。所有的或软件触发。所有的 C55x 中断，可以分成可屏蔽中断和不中断，可以分成可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种，软件中断是不可屏蔽的。可屏蔽中断两种，软件中断是不可屏蔽的。1. 中断及中断处理过程中
17、断及中断处理过程第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 表表2-31 按按ISR序号序号分类的中断向量分类的中断向量ISR 序号 硬件中断优先级 向 量 名 向量地址 ISR 功 能 0 1（最高） RESETIV（IV0） IVPD:0h 复位（硬件或软件） 1 2 NMIV（IV1） IVPD:8h 硬件不可屏蔽中断（NMI）或软件中断 1 2 4 IV2 IVPD:10h 硬件或软件中断 3 6 IV3 IVPD:18h 硬件或软件中断 4 7 IV4 IVPD:20h 硬件或软件中断 5 8 IV5 IVPD:28h 硬件或软件
18、中断 6 10 IV6 IVPD:30h 硬件或软件中断 7 11 IV7 IVPD:38h 硬件或软件中断 8 12 IV8 IVPD:40h 硬件或软件中断 9 14 IV9 IVPD:48h 硬件或软件中断 10 15 IV10 IVPD:50h 硬件或软件中断 11 16 IV11 IVPD:58h 硬件或软件中断 12 18 IV12 IVPD:60h 硬件或软件中断 13 19 IV13 IVPD:68h 硬件或软件中断 14 22 IV14 IVPD:70h 硬件或软件中断 15 23 IV15 IVPD:78h 硬件或软件中断 16 5 IV16 IVPH:80h 硬件或软件中
19、断 17 9 IV17 IVPH:88h 硬件或软件中断 18 13 IV18 IVPH:90h 硬件或软件中断 19 17 IV19 IVPH:98h 硬件或软件中断 20 20 IV20 IVPH:A0h 硬件或软件中断 21 21 IV21 IVPH:A8h 硬件或软件中断 22 24 IV22 IVPH:B0h 硬件或软件中断 23 25 IV23 IVPH:B8h 硬件或软件中断 24 3 BERRIV(IV24) IVPD:C0h 总线错误中断或软件中断 25 26 DLOGIV(IV25) IVPD:C8h Data Log 中断或软件中断 26 27（最低） RTOSIV(IV
20、26) IVPD:D0h 实时操作系统中断或软件中断 27 SIV27 IVPD:D8h 软件中断 28 SIV28 IVPD:E0h 软件中断 29 SIV29 IVPD:E8h 软件中断 30 SIV30 IVPD:F0h 软件中断 31 SIV31 IVPD:F8h 软件中断 31 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 DSP 处理中断的步骤：处理中断的步骤： 接收中断请求。接收中断请求。请求由软件或硬件发出。请求由软件或硬件发出。 响应中断请求。响应中断请求。对于可屏蔽中断，需要满足若干条对于可屏蔽中断，需要满足若干条件，才发
21、生响应；而对于不可屏蔽中断，则立即响应。件，才发生响应；而对于不可屏蔽中断，则立即响应。 准备执行中断服务程序。准备执行中断服务程序。 - 完成当前正在执行的指令；将进入流水线但还未解完成当前正在执行的指令；将进入流水线但还未解码的指令清除。码的指令清除。 - 自动保存若干寄存器的值到数据堆栈和系统堆栈。自动保存若干寄存器的值到数据堆栈和系统堆栈。 - 取得用户定义的中断向量表中当前中断向量，中断取得用户定义的中断向量表中当前中断向量，中断向量指向中断服务程序入口。向量指向中断服务程序入口。 执行中断服务程序。执行中断服务程序。中断服务程序包含中断返回指中断服务程序包含中断返回指令，这样返回时
22、可以出栈以前保存的关键寄存器数据，从令，这样返回时可以出栈以前保存的关键寄存器数据，从而恢复中断服务程序执行前的现场。而恢复中断服务程序执行前的现场。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 表表2-32 VC5509A中断向中断向量表量表中断向量表：中断向量表：5个个外中外中断断第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2 ICETEK-CTR 板的键盘接口板的键盘接口 显示显示/控制模块控制模块 ICETEK-CTR 通过接口通过接口 P8 连接小键盘，接连接小键盘，接收小键盘传
23、送的扫描码，同时向收小键盘传送的扫描码，同时向 DSP 的的 INT2 发送中断信号；发送中断信号；当当 DSP 读键盘时将扫描码送到数据总线上。小键盘上每次按下读键盘时将扫描码送到数据总线上。小键盘上每次按下一个键将产生一个键将产生 2 个扫描码、个扫描码、 2 次中断。次中断。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 编制中断服务程序：编制中断服务程序： 可以用可以用 C 语言程序实现语言程序实现(参见实验程序参见实验程序)， 编写单独的一个函数编写单独的一个函数 XINT。 构造中断向量表：构造中断向量表：可以用汇编语言构造，编写一
24、个汇编语言可以用汇编语言构造，编写一个汇编语言模块程序模块程序 vector.asm；定义外部标号定义外部标号_XINT，由于汇编语言要使，由于汇编语言要使用用 C 语言程序中定义的标号语言程序中定义的标号 XINT，需要在这个标号前加底线；，需要在这个标号前加底线；在中断向量表该中断对应位置在中断向量表该中断对应位置(int2)写汇编语言跳转语句。写汇编语言跳转语句。 修改链接命令文件：修改链接命令文件：在在 MEMORY 小节中开辟单独的地址小节中开辟单独的地址段用以存放中断向量表；在段用以存放中断向量表；在SECTIONS 小节中指定小节中指定.vectors 段到段到前步开设的内存段中
25、。前步开设的内存段中。 主程序中进行初始化设置：主程序中进行初始化设置：定位中断向量表，使能中断，清定位中断向量表，使能中断，清中断等。中断等。3程序编制程序编制 由一个不含中断处理程序的工程通过改写加入中断处理由一个不含中断处理程序的工程通过改写加入中断处理程序部分大致需要如下操作程序部分大致需要如下操作(假设使用假设使用 INT2)： MEMORY指令：允许用户定义一个目标系指令：允许用户定义一个目标系统的存储器映射，可以命名存储器的各个部分，统的存储器映射，可以命名存储器的各个部分，并且指定开始地址和大小。并且指定开始地址和大小。 SECTIONS指令：指令：告诉链接器合成输入段为告诉链
26、接器合成输入段为输出段，并且告诉链接器把这些输出段放在存输出段，并且告诉链接器把这些输出段放在存储器的某个位置。储器的某个位置。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 4程序流程图程序流程图第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 四、实验内容四、实验内容 外中断外中断(实验指导书实验指导书90页页) 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 实验四实验四 DSP的定时器的定时器一、实验目的一、实验目的 1.通过实验熟悉通过实
27、验熟悉VC5509A的定时器；的定时器； 2.掌握掌握VC5509A定时器的控制方法；定时器的控制方法； 3.掌握掌握VC5509A的中断结构和对中断的处理流程；的中断结构和对中断的处理流程； 4.学会学会C语言中断程序设计，以及运用中断程序控语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序的流程制程序的流程二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、ICETEK-VC5509-实验箱实验箱第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 8.2 通用定时器通用定时器三、实验原理三、实验原理1. 通用定时器介绍及其控制方法通用定时器介绍及其控制方法第二章
28、第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 8.2.1 定时器概况定时器概况lC55x 芯片提供了两个20位的定时器l定时器由两部分组成：u预定标计数寄存器（PSC）, 4位u主计数器（TIM）, 16位l寄存器:u计数寄存器（PSC，TIM）u周期寄存器（TDDR，PRD）:在定时器初始化或定时值重新装入过程中，将周期寄存器的内容复制到计数寄存器中定时器预定标寄存器定时器预定标寄存器PRSC的的69位位第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 定时器结构框图定时器结构框图第二章第二章 第二
29、节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 8.2.2 工作原理工作原理l定时器的工作时钟定时器的工作时钟uDSP内部的内部的CPU时钟时钟u引脚引脚TIN/TOUTu利用定时器控制寄存器（利用定时器控制寄存器（TCR）中的）中的字段字段FUNC可以确定时钟源和可以确定时钟源和TIN/TOUT引脚的功能引脚的功能第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 表表8-5 定时器控制寄存器定时器控制寄存器 TCR位字 段数 值说 明15IDLEEN01定时器的Idle使能位。定时器不能进入idle状态如果idl
30、e状态寄存器中的PERIS=1，定时器进入idle状态14INTEXT01时钟源从内部切换到外部标志位定时器没有准备好使用外部时钟源定时器准备使用外部时钟源13ERRTIM01定时器错误标志没有监测到错误，或ERRTIM已被读取出错1211FUNCFUNC=00bFUNC=01bFUNC=10bFUNC=11b定时器工作模式选择位TIN/TOUT为高阻态，时钟源是内部CPU时钟TIN/TOUT为定时器输出，时钟源是内部CPU时钟TIN/TOUT为通用输出，引脚电平反映的是DATOUT位的值TIN/TOUT为定时器输入，时钟源是外部时钟TCR0地址为地址为0 x1002，TCR1地址为地址为0
31、x2402第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 1PRD1TDDRTINT输入时钟频率频率l 定时原理定时原理u预定标计数寄存器（预定标计数寄存器（PSCPSC）由输入时钟驱动，）由输入时钟驱动，PSCPSC在每在每个输入时钟周期减个输入时钟周期减1,1,当其减到当其减到0 0时，时，TIMTIM减减1 1，当，当TIMTIM减减到到0 0，定时器向，定时器向CPUCPU发送一个中断请求（发送一个中断请求（TINTTINT）或向）或向DMADMA控制器发送同步事件控制器发送同步事件u通过设置定时器控制寄存器（通过设置定时器控制寄存器（
32、TCRTCR）中的自动重装控）中的自动重装控制位制位ARB(ARB(位位5)5)，可使定时器工作于自动重装模式。当，可使定时器工作于自动重装模式。当TIMTIM减到减到0 0，重新将周期寄存器（，重新将周期寄存器（TDDRTDDR，PRDPRD）的内容复）的内容复制到计数寄存器（制到计数寄存器（PSCPSC，TIMTIM）中，继续定时。）中，继续定时。u定时器发送中断信号或同步事件信号的频率可用下式定时器发送中断信号或同步事件信号的频率可用下式计算：计算：第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时
33、 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2. 中断响应过程中断响应过程可屏蔽中断的标准处理流程可屏蔽中断的标准处理流程定时器产生定时器产生TINT中断中断第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 3. 程序流程图程序流程图第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 四、实验内容四、实验内容 DSP定时器定时器(实验指导书实验指导书84页页) 实验五实验五 FFT实验实验一、实验目的一、实验目的 1、掌握用窗函数法设计、掌握用窗函数法设计FFT的原理和方法；的原理和方法；
34、 2、熟悉、熟悉FFT快速傅里叶特性；快速傅里叶特性； 3、了解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。、了解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、CCS软件软件三、实验原理三、实验原理7.5 快速傅里叶变换快速傅里叶变换FFT第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 7.5.1 FFT算法原理算法原理l快速傅里叶变换（快速傅里叶变换（FFT）是离散傅里叶变换（）是离散傅里叶变换（DFT）的一种快速算法。通过的一种快速算法。通过FFT算法，算法，DFT的计算量大大的计算量大大减少，运算时间缩短减少，运算时间
35、缩短12个数量级。个数量级。lDFT的变换公式为的变换公式为 正变换公式正变换公式 反变换公式反变换公式其中其中 为旋转因子。为旋转因子。10( )( )NnkNnx kx n W10)(1)(NknkNWkxNnx0,1,1kN0,1,1nNNjWN2exp第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 l FFT之所以减少运算量，主要是利用了旋转因子的以之所以减少运算量，主要是利用了旋转因子的以下下3点特性：点特性：u对称性对称性u周期性周期性u可约性可约性*()nknkNNWW()()()nkn N kn kNNNNWWW/,nkmnkn
36、knk mNmNNN mWWWW利用这些特性可以使利用这些特性可以使DFT运算中有些项进行合并，将长序列运算中有些项进行合并，将长序列的的DFT分解为短序列的分解为短序列的DFT。DFT从算法上分为按时间抽选（从算法上分为按时间抽选（DIT）和按频率抽选）和按频率抽选(DIF）。）。基基2的的DIT又被称为库利一图基算法。基又被称为库利一图基算法。基2的的DIF又称为桑德又称为桑德图基算法。图基算法。 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 7.5.2 库利一图基算法库利一图基算法信号流图信号流图比特反转比特反转蝶形运算蝶形运算第二章第
37、二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 1. 信号流图信号流图利用左右对称特性利用左右对称特性8点点FFT信号流图信号流图输入信号的顺序按照比特反转输入信号的顺序按照比特反转排列排列输出序列按照自然顺序排列。输出序列按照自然顺序排列。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2比特反转比特反转l比特反转比特反转就是将序列下标用二进制表示，然后将二进制就是将序列下标用二进制表示，然后将二进制数按照相反的方向排列，即得到这个序列的实际位置。数按照相反的方向排列，即得到这个序列的实际位置。l按照
38、自然排序的时域信号数据是按照自然排序的时域信号数据是x(0)、x(1)、x(2)、x(3)、x(4)、x(5)、x(6)、x(7)，其序号写成二，其序号写成二进制数分别为进制数分别为000b、001b、010b、011b、100b、101b、110b、111b，将这些二进制数前后倒转，将这些二进制数前后倒转，即得到进行即得到进行FFT前数据所对应的实际二进制数地址：前数据所对应的实际二进制数地址：000b、100b、010b、110b、001b、101b、011b、111b，对应的十进制数是：，对应的十进制数是：0、4、2、6、1、5、3、7。序号为。序号为3的存储单元，按照自然排序应该存的存
39、储单元，按照自然排序应该存放放x(3)，但由于，但由于FFT计算规则的要求，现在应该存放计算规则的要求，现在应该存放x(6)。 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 3.蝶形运算蝶形运算l 基基2DIT FFT算法，共由算法，共由M级构成，每级计算由级构成，每级计算由N/2个个蝶形运算构成。蝶形运算构成。8点点FFT信号流图信号流图第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 程序流程图程序流程图第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必
40、修必修1 四、实验内容四、实验内容 快速傅里叶变换快速傅里叶变换(FFT)算法算法(实验指导书实验指导书172页页) 实验六实验六 FIR滤波器滤波器一、实验目的一、实验目的 1、掌握用窗函数法设计、掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方数字滤波器的原理和方法；法； 2、熟悉线性相位、熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；数字滤波器特性； 3、了解各种窗函数对滤波器特性的影响。、了解各种窗函数对滤波器特性的影响。二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、CCS软件软件三、实验原理三、实验原理7.3 FIR滤波器滤波器第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教
41、版人教版 必修必修1 7.3 FIR滤波器滤波器l数字滤波器是数字滤波器是DSP的基本应用，有的基本应用，有2种基本类型：种基本类型：u有限冲激响应滤波器FIRu无限冲激响应滤波器IIRl一般来说，如果需要线性相位则选择用一般来说，如果需要线性相位则选择用FIR滤波器滤波器，对于相位要求不敏感的场合可以选用，对于相位要求不敏感的场合可以选用IIR滤波器。滤波器。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 7.3.1 FIR滤波器的基本结构滤波器的基本结构l一个一个FIR滤波器的输出序列和输入序列之间的关滤波器的输出序列和输入序列之间的关系，
42、满足差分方程：系，满足差分方程：l传递函数为传递函数为 10Niiy nb x ni 10NiiiY zH zb zX z第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 l FIR滤波器的结构：滤波器的结构：第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 l根据要求设计低通根据要求设计低通FIR滤波器。滤波器。l要求：通带边缘频率要求：通带边缘频率10kHz，阻带边缘频率，阻带边缘频率22kHz，阻带，阻带衰减衰减75dB，采样频率，采样频率50kHz。设计：设计：过渡带宽度过渡带宽度=阻带边缘
43、频率阻带边缘频率-通带边缘频率通带边缘频率=22-10=12kHz根据要求选择布莱克曼窗，窗函数长度为：根据要求选择布莱克曼窗，窗函数长度为：N=5.98fs/过渡带宽度过渡带宽度=5.98*50/12=24.9滤波器脉冲响应为：滤波器脉冲响应为： hn=h1nwn |n|12根据上面各式根据上面各式计算出计算出hn。进而完成滤波器的差分方程。进而完成滤波器的差分方程为：为： yn=-0.001xn-2-0.002xn-3采样频率：采样频率：f1=通带边缘频率通带边缘频率+过渡带宽度过渡带宽度/2=16kHz1=2f1/fs=0.64 理想低通滤波器脉冲响应：理想低通滤波器脉冲响应：b1n=s
44、in(n1)/n/=sin(0.64 )/n/ 选择选择N=25，窗函数为：，窗函数为：wn=0.42+0.5cos(2n/24)+0.8cos(4 n/24)第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 程序流程图程序流程图第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 四、实验内容四、实验内容 有限冲激响应滤波器有限冲激响应滤波器(FIR)算法算法(实验指导书实验指导书164页页) 第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 实验七实验
45、七 语音采集和放送语音采集和放送一、实验目的一、实验目的 1、了解、了解ICETEK-VC5509-A板上语音板上语音codec芯片芯片TLV320AIC的设计和程序控制原理；的设计和程序控制原理； 2、了解数字回声产生原理、编程及其参数选择、了解数字回声产生原理、编程及其参数选择、控制；控制； 3、熟悉、熟悉VC5509DSP扩展存储器的编程使用方法。扩展存储器的编程使用方法。二、实验设备二、实验设备 计算机、计算机、CCS软件、实验箱、耳机、麦克风软件、实验箱、耳机、麦克风第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 9.5 C55x与与
46、A/D和和D/A转换器的接转换器的接口口lA/D转换器和转换器和D/A转换器的种类转换器的种类u按照分辨率划分有8位、10位、12位、14位等u按照与DSP芯片的接口划分有并口和串口u按照转化原理有积分式、逐次比较式、Sigma-Delta等u按照转换速度有高速、中速、低速u按照转换通道数有单通道、多通道l本节以本节以TI公司的公司的TLV320AIC23B（简称（简称AIC23B）为例，介绍）为例，介绍C55x与与A/D和和D/A转换器的接口技转换器的接口技术术三、实验原理三、实验原理1 TLV320AIC23 芯片简介芯片简介第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化
47、学化学 人教版人教版 必修必修1 9.5.1 AIC23B简介简介lAIC23B是是TI公司生产的一种高性能立体声音频公司生产的一种高性能立体声音频编解码器编解码器,同时高度集成了模拟电路功能，内置耳同时高度集成了模拟电路功能，内置耳机输出放大器、支持机输出放大器、支持MIC和和LINE IN两种输入方两种输入方式（二选一），对输入和输出都可编程增益调节式（二选一），对输入和输出都可编程增益调节.lADC/DAC部件采用部件采用Sigma-Delta过采样技术过采样技术u可在8kHz到96kHz的频率范围内提供16位、20位、24位和32位的采样u在采样率为48kHz的情况下，ADC和DAC的
48、信噪比能够分别达到90dB和100dBl具有很低的功耗，在回放中的功率消耗小于具有很低的功耗，在回放中的功率消耗小于23 mW，节电模式下更是小于，节电模式下更是小于15uW第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 l初始化配置：初始化配置： DSP 通过通过 I2C 总线将配置命令发送到总线将配置命令发送到AIC23，配置完成后，配置完成后 AIC23 开始工作。开始工作。l语音信号的输入：语音信号的输入： AIC23 通过通过 AD 转换采集输入的语音转换采集输入的语音信号，信号， 每采集完一个信号后，将数据发送到每采集完一个信号后，
49、将数据发送到 DSP 的的 McBSP 接口上，接口上， DSP 可以读取到语音数据。可以读取到语音数据。l语音信号的输出：语音信号的输出： DSP 将语音数据通过将语音数据通过 McBSP 接口发送接口发送给给 AIC23， AIC23 的的 DA 器件将他们变成模拟信号输出。器件将他们变成模拟信号输出。第二章第二章 第二节第二节 第第2课时课时 成才之路成才之路 化学化学 人教版人教版 必修必修1 2数字回声原理数字回声原理 在实际生活中，当声源遇到物体时，会发生反射，反射的在实际生活中，当声源遇到物体时，会发生反射，反射的声波和声源声波一起传输，听者会发现反射声波比声源声波声波和声源声波
50、一起传输，听者会发现反射声波比声源声波慢一些，类似人们面对山体高声呼喊后可以在过一会儿听到慢一些，类似人们面对山体高声呼喊后可以在过一会儿听到回声的现象。回声的现象。 声音遇到较远的物体产生的反射会比遇到较近的物体的声音遇到较远的物体产生的反射会比遇到较近的物体的反射波晚些到达声源位置，所以回声和原声的延迟随反射物反射波晚些到达声源位置，所以回声和原声的延迟随反射物体的距离大小改变。体的距离大小改变。 反射声音的物体对声波的反射能力，决定了听到的回声反射声音的物体对声波的反射能力，决定了听到的回声的强弱和质量。的强弱和质量。 生活中的回声的成分比较复杂，有反射、漫反射、折射，生活中的回声的成分
