Xem mẫu
- CHUYÊN ĐỀ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP DSP
I. Mục đích, yêu cầu:
- Sinh viên nắm được cấu trúc phần cứng của DSP TMS320C6713.
- Sinh viên nắm được các bước để xây dựng một project bằng phần
mềm CCS.
- Sinh viên viết được chương trình trên CCS 3.1 với các hàm có sẵn để
điều khiển các nút và đèn có trên board mạch.
- Sinh viên xây dựng được các ứng dụng về hệ thống điều khiển tự
động trên PLC.
II. Nội dung:
1. Tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu, làm quen với Code Composer
Studio 3.1. và cấu trúc phần cứng của DSP TMS320C6713.
2. Viết chương trình tạo sóng sin với tần số bất kỳ.
3. Viết chương trình sử dụng nút DIP SWITCH để điều khiển đèn LED.
4. Biên dịch theo thời gian thực từ Matlab Simulink sang CCS 3.1. Ứng
dụng trong thiết kế bộ lọc FIR và IIR.
III. Tài liệu tham khảo:
[1] Hướng dẫn thực tập chuyên đề DSP.
[2] Digital Signal Processing and Applications with the TMS320C6713 and
TMS320C6416 DSK.
[3] Nguyễn Ngọc Bích, Cơ sở xử lý số tín hiệu và điều khiển số, Nhà
xuất bản quân đội nhân dân, 2001
[4] Dương Tử Cường, Xử lý tín hiệu số, Nhà xuất bản quân đội nhân
dân, 2003.
1
- NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
Tín hiệu (t/h)
•
– Âm thanh
Nhiệt độ
–
– Ánh sáng
5 giác quan của con người: thính/xúc/vị/khứu/thị giác
•
→ cần thiết phải chuyển sang dạng năng lượng điện để được xử lý bởi
não
Các cảm biến điện tử được dùng để biến đổi t/h sang dạng
•
số, có thể được xử lý bởi máy tính số (biến đổi AD)→ xử lý t/h số
(DSP)
T/h sau khi được xử lý có thể được biến đổi sang dạng ban đầu trước
•
khi gởi cho các bộ chấp hành (biến đổi DA)
DSP LÀ GÌ?
– Digital
Hoạt động dùng các t/h rời rạc để biểu diễn dữ liệu dưới dạng số
•
– Signal
Tham số biến nhờ đó thông tin được trung chuyển trên các mạch
•
điện tử
– Processing
Thực hiện các tác vụ trên dữ liệu theo những lệnh được lập trình
•
trước
2
- DSP = thay đổi hoặc phân tích thông tin được biểu diễn dưới dạng các
chuỗi số rời rạc
TẠI SAO PHẢI XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
• Khả năng lập trình được (programmability)
• Khả năng ổn định (stability)
• Khả năng lặp lại(repeatability)
• Hiện thực dễ dàng các giải thuật thích nghi
• Khả năng hiện thực các mã sửa sai
• Khả năng truyền dẫn và lưu trữ dữ liệu
• Khả năng nén dữ liệu
• Khả năng thực hiện các chức năng đặc biệt.
ỨNG DỤNG
3
- GIỚI THIỆU VỀ KIT TMS320C6713 VÀ
CHƯƠNG TRÌNH CCS3.1
1. Cấu trúc phần cứng của KIT TMS320C6713
C6713 DSK Physical Layout
!
C6713 DSK Functional Block Diagram!
4
- C6713 DSK Overview!
225 MHz TMS320C6713 floating pointDSP!
AIC23 stereo codec (ADC and DAC)!
Ideal for audio applications!
8-96 kHz sample rates!
Memory!
16 MB dynamic RAM!
512 kB nonvolatile FLASH memory!
General purpose I/O!
4 LEDs!
4 DIP switches!
USB interface to PC
5
- 2. Chương trình Code Composer Studio 3.1 (CCS3.1)
Giao diện chương trình Code Composer Studio V3.1
6
- a. Thành phần của một dự án:
- DSP/BIOS configuration: Cấu hình của DSP
- “Include” folder – header files: Thư mục chứa các file tiêu đề.
- “Libraries” folder: Chứa các file thư viện.
- Linker command files: Liên kết các file.
- Source folder – source files: Thư mục chứa các file nguồn.
Cấu trúc của một dự án ban đầu.
b. Lưu đồ phát triển phần mềm tạo ra mã đối tượng từ ngôn ngữ
C.
7
- Lưu đồ phát triển phần mềm tạo ra mã đối tượng từ ngôn ngữ C.
Các bước xây dựng thuật toán trên nền tảng DSP bao gồm 4 b ước
được mô tả bởi lưu đồ dưới đây:
Thiết kế Lập trình Thực thi thuật Phân tích, sửa
thuật thuật toán lỗi, tối ưu
toán trên Kit
toán
8
- Các bước cơ bản thực hiện trên CCStudio bao gồm biên dịch C,
hợp dịch, liên kết, gỡ rối, mô phỏng và emulator. Đầu tiên CCStudio d ịch
mã C thành mã dưới dạng mã gợi nhớ hoặc dạng đại số cho DSP cụ th ể
mà ta lựa chọn (đuôi .asm). Bước tiếp theo là dịch mã assembly thành mã
đối tượng dưới dạng nhị phân (hoặc ngôn ngữ máy) cụ thể đối với DSP
lựa chọn (đuôi .obj). Trình liên kết thực hiện liên k ết các file đ ối t ượng
để tạo tạo thành một file đối tượng duy nhất bằng cách gán các địa chỉ
tuyệt đối trong bộ nhớ cho DSP cụ thể (đuôi .out). File th ực hiện này có
thể tải và chạy trực tiếp trên bộ DSP. Sau khi đã tạo ra file th ực hiện,
chúng ta phải kiểm tra và gỡ rối bằng cách sử dụng phần mềm mô
phỏng và emulator.
Để tạo một project người dùng có thể thêm vào các file phù hợp.
Các tùy chọn về compiler/linker có thể xác định dễ dàng. Một số tính
năng debug có sẵn, như đặt các breakpoint và xem các biến, xem bộ nhớ,
các thanh ghi và trộn C với assembly code.
Chúng ta sẽ làm việc với một vài kiểu tập tin khác nhau, bao gồm:
- File.pjt: Để tạo và xây dựng một project có tên là “file”.
- File.c: Chương trình nguồn viết bằng C.
- File.asm: Chương trình nguồn viết bằng ngôn ngữ assembly, được
tạo bởi người dùng hoặc bởi bộ dịch C.
- File.h: Tập tin header.
- File.lib: Tập tin thư viện.
- File.cmd: Tập tin lệnh của linker, ánh xạ các section vào bộ nhớ.
- File.obj: Tập tin đối tượng được tạo ra bởi assembler.
- File.out: Tập tin thực thi được tạo ra bởi linker để nạp và ch ạy
trên bộ xử lý C6713.
c. Các tập tin hỗ trợ.
Các tập tin hỗ trợ sau được chứa trong folder
C:\CCStudio_v3.1\myproject\source\support (trừ các tập tin thư viện)
được sử dụng trong hầu hết các project.
9
- - C6713dskinit.c: Chứa các hàm khởi động DSK, code, các cổng nối
tiếp và để xuất nhập. Tập tin này không được bao gồm với CCS.
- C6713dskinit.h: Tập tin header chứa các prototype của các hàm.
- C6713dsk.cmd: Tập tin lệnh linker. Tập tin này có thể được sửa
đổi khi sử dụng bộ nhớ ngoài thay cho bộ nhớ trong.
- Vectors_intr.asm: Một tập tin vector bao gồm trong CCS đã được
sửa đổi để quản lý ngắt. Có 12 ngắt, từ INT4 đến INT15, và ng ắt 11
được chọn trong tập tin này. Chúng được dùng cho các chương trình có
sử dụng ngắt.
- Vectors_poll.asm: Tập tin vector cho các chương trình hỏi vòng
(polling).
- Rts6700.lib, dsk6713bsl.lib, csl6713.lib: Tập tin thư viện hỗ trợ
run – time, board và chip. Các tập tin này được cung cấp v ới CCS và
được chứa trong các folder C6000\cgtools\lib, C6000\dsk6713\lib và
C6000\csl\lib một cách tương ứng. ( Thư mục C6000 nằm trong th ư mục
cài đặt của CCS, mặc định là C:\CCStudio_v3.1\).
10
- BÀI 1: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TẠO TÍN HIỆU SIN VỚI
TẦN SỐ BẤT KỲ
Mục đích: tạo ra một tín hiệu tương tự sin sử dụng bảng giá trị
mẫu có sẵn.
Yêu cầu: Xây dựng project tạo tín hiệu tương tự sin . Thay đổi
các giá trị lẫy mẫu ở bảng để có thể tạo ra các tín hiệu khác nhau.
1.1. Cài đặt KIT thí nghiệm vào máy tính:
a) Đặt KIT thí nghiệm ở vị trí an toàn. Ta kết nối Port USB t ừ
KIT đến cổng USB của máy tính.
b) Và kết nối ngõ ra của tính hiệu từ KIT (LINE OUTPUT)
đến loa có công suất nhỏ hoặc oscilloscope.
Kết nối nguồn cho KIT thí nghiệm qua Adapter của KIT.
Hình 1.1: Sơ đồ các chân kết nối board TMS320C6713 với máy tính.
c) Test KIT thí nghiệm từ máy tính:
Ta mở chương trình Test KIT với tên là 6713 DSK Diagnostics
Utility: Với biểu tượng là.
Hình 1.2 : Biểu tượng chương trình 6713 DSK Diagnostics Utility.
Tiếp theo hộp thoại 6713 DSK Diagnostics xuất hiện:
11
- Hình 1.3 : Giao diện chương trình kiểm tra board TMS320C6713 trước
khi kiểm tra.
d) Khi chọn nút Start chương trình sẽ tự động kiểm tra phần
cứng của KIT thí nghiệm. khi tất cả các đèn xanh trên hộp
thoại sáng là KIT đã được chuẩn bị sẳn sàng cho ph ần thí
nghiệm.
12
- Hình 1.4 : Giao diện chương trình kiểm tra board TMS320C6713 sau khi
kiểm tra hoàn tất.
1.2. Chạy chương trình và tạo mới một dự án:
a) Mở chương trình ứng dụng cho KIT thí nghiệm với tên là:
6713 DSK CCStudio v3.1, biểu tượng như sau:
Hình 1.5 : Biều tượng chương trình CCS V3.1.
b) Khi chương trình chạy thì xuất hiện với hình dạng ngắn
gọn như sau:
Hình 1.6: Hộp thoại ban đầu khi khởi tạo một dự án.
Tạo một dự án với CCStudio
c)
Phần này minh họa làm thế nào để tạo nên một dự án, b ổ sung
thêm các file cần thiết để tạo ra một tập tin th ực thi :
13
- Sine_8LED_HOANG.out. Phần này ta sẽ minh họa làm thế nào để tạo ra
một tập tin dự án từ đầu để làm quen với CCS
Bước 1: Tạo một dự án mới file Sine_8LED_HOANG.pjt bằng
cách chọn Project → New và đặt tên của dự án là Sine_8LED_HOANG,
như thể hiện dưới hình 3.7. Thiết lập Target to TMS320C67XX trước
khi chọn Finish. Một file dự án mới sẽ được lưu lại trong thư m ục
C:\CCStudio_v3.1 \MyProjects\ Sine_8LED_HOANG . File .pjt là file
chứa các thông tin của dự án về các tùy chọn, các file nguồn và các file
liên kết. Tên của những file sử dụng trong dự án, được hiển thị trong cửa
sổ Project View, ở chế độ mặc định thì nó nằm ở bên tay trái c ủa c ửa s ổ
chương trình Code Composer.
Trong cửa sổ Project Creation:
- Phần Project Name: Nhập tên dự án
- Location: Trỏ đến vị trí lưu dự án
- Project Type: Chọn Executable (.out)
- Target: Chọn chip DSP tương ứng là TMS320C67XX
Hình 1.7: Thiết lập các thông tin về dự án.
Bước 2 : Nếu các file mã nguồn chưa có sẵn, để tạo ra một
file chương trình mới, vào File/New/Source File.
Nếu file mã nguồn đã có sẵn, vào Project/Add files to project… r ồi
trỏ đến vị trí của các file cần thêm vào dự án.
14
- Các file thêm vào dự án bao gồm file mã nguồn, file thư viện, file
ánh xạ bộ nhớ.
Các file nguồn là :
Sine_8LED_HOANG.c ta copy vào trong thư mục
-
C:\CCStudio_v 3.1\MyProjects\ Sine_8LED_HOANG.
C6713dskinit.c (trong thư mục C:\CCStudio_v3.1\myprojects -
Support)
Vectors_poll.asm (trong thư mục
-
C:\CCStudio_v3.1\myprojects\ Support)
File ánh xạ bộ nhớ .cmd: C6713dsk.cmd
Sau khi đã thêm các file, cần tiến hành quét các file phụ thuộc
Chọn Project→ Scan All File Dependencies
Cửa sổ Project View trong CCS phải như trong hình 1.8. Tập tin
GEL dsk6713.gel tự động có khi tạo ra dự án. Bất kỳ một tập tin nào (trừ
các tập tin thư viện) trong danh sách cửa sổ Project View đều có thể hiển
thị và sửa đổi bằng cách ấn chuột 2 lần vào tên của chúng trong cửa sổ
Project View. Bạn không cần bổ sung các tập tin tiêu đề hoặc t ệp tin b ổ
sung vào trong dự án. Chúng sẽ được thêm vào dự án một cách tự động
khi ta chọn Scan All File Dependencies.
15
- Hình 1.8 : Cửa sổ Project View sau khi đã bổ sung tất cả các tập tin cần
thiết.
Bước 3 : Thiết lập các tùy chọn
Để thiết lập các tùy chọn cho dự án, vào Project\Build Options…
Một cửa sổ cho phép xác lập các tùy chọn sẽ hiện ra bao gồm các tab
General, Compiler, Linker, Linker Order. Trong mỗi tab sẽ các loại tùy
chọn khác nhau.
Tùy chọn trong Tab Compiler . Các tùy chọn trong Tab compiler
như trong hình 1.9, 1.10 và 1.11
Hình 1.9: Cửa sổ thiết lập các tùy chọn trong Tab Complier\Basic
16
- Hình 1.10: Cửa sổ thiết lập các tùy chọn trong Tab Complier\Advance
Hình 1.11: Cửa sổ thiết lập các tùy chọn trong Tab
Complier\Preprocessor.
17
- Tùy chọn trong Tab Linker như trong hình 1.12
Hình 1.12: Cửa sổ thiết lập các tùy chọn trong Tab linker\Basic
Bước 4: Dịch chương trình bằng cách vào Project → Build.
Chương trình sẽ khởi chạy và tạo ra file Sine_8LED_HOANG.out trong
thư mục C:\CCStudio_v3.1\MyProjects\ Sine_8LED_HOANG \Debug
Hình 1.13: Thông báo của chương trình sau khi biên dich xong.
Tải chương trình vào DSK
-
Trước tiên cần kết nối giữa phần mềm CCStudio với DSK. Để làm
được việc này, vào menu Debug → Connect
18
- Sau khi chương trình được dịch tạo ra file .out, đ ể t ải ch ương trình
vào DSK thực hiện các bước sau:
- Vào File/Load Program…
- Chọn file .out vừa tạo ra trong thư mục chứa dự án (thường nằm
trong thư mục con debug)
- Vào Debug/Run để chạy chương trình
- Thực hiện vẽ trong miền tần số và miền thời gian đe quan sát đồ
thị thu được. Vào tab View => Graph => Time/Frequency
- Thiết đặt các tùy chọn ta thu được sóng sine như hình 1.14 và 1.15.
Hình 1.14: Đồ thị thu được khi vẽ trong miền tần số
Hình 1.15: Sóng sine thực tế thu được khi vẽ trong miền thời gian.
19
- 1.3. Kết luận:
Trong bài này đã trình bày được quá trình xây dựng một ch ương
trình thực tế trên CCS V3.1 đã giúp chúng ta hiểu kỹ hơn và tổng quát
hơn cách xây dựng một chương trình và chạy chương trình kết hợp với
bản mạch TMS320C6713. Từ chường trình hoàn chỉnh trên giúp chúng ta
thực hiện được nhiều chương trình khác vào các ứng dụng khác nhau
trong các thiết bị vốn đang rất phổ biến trong xã hội hiện nay.
20
nguon tai.lieu . vn
