郭万有DSP实验4.docxVIP

实验四：DSP应用举例实验目的：本实验利用TS201评估板的硬件资源，完成数字信号处理中常用的典型算法的实验，包括采样，滤波，和频谱分析等过程，旨在通过本实验加深对数字信号处理的方法的理解，并掌握调试的一般方法。实验任务：实验1：信号自相关的计算实验2：FFT频谱分析实验3：数据采集与FIR滤波处理实验内容：实验1信号自相关的计算实验步骤:0)将接收文件柜”下的”实验工程文件夹”下的test4_1,test4_2,test4_3复制到”D:\DSP_XX4\”路径下；1)打开VisualDSP++，打开test4_1工程文件，路径为”D:\DSP_XX4\”；2)为该工程新建或选择一个相应的调试会话Session (评估测试模式下的调试会话);3)检查EZ-KIT板各SW设置是否正确；4)用USB将PC与EZ-KIT板连接；5)连接信号发生器的信号输出线；6)连接EZ-KIT板电源线，LED1（POWER）点亮、LED8（RESET）点亮，EZ-KIT板开始自动复位，复位完成后LED8熄灭，LED3点亮（USB MONITOR，注意此LED实际位置在USB上方），则表示EZ-KIT板与PC已经正常连接。7)编译工程，没有错误后运行程序。利用VisualDSP++的PLOT功能观察采样数据（inbuf）和相关结果(outbuf)，观测长度与变量长度一致设为1024（count值）其他设置项请参照实验一文档。8)打开信号发生器，并调节使其输出幅度为1V，频率为1kHZ。分别产生正弦波、方波和三角波，再利用VisualDSP++的Plot功能进行观察和记录。实验要求:1)利用plot功能，在程序中各子程序设置断点，理解整个程序的流程。运行观察各种波形的采样数据、输出数据的的波形。2)记录正弦波和方波的采样数据和自相关结果数据，描绘其波形。并利用数字信号处理课程所学知识分析结果。实验结果:三种波形的输入输出：a.正弦波的输入输出：b.方波的输入输出：c.三角波的输入输出：实验结果分析:由实验结果图a可以看出，正弦波的自相关函数是一个余弦波；由实验结果图b可以看出，方波的自相关是一个三角波；由实验结果图c可以看出，三角波的自相关是一个正弦波；实验2FFT频谱分析实验原理:实验程序简介：１）程序结构：程序包括主函数mainA.c()、mainB.c()、inita( )、Init_audio()、InitCoeffs()和audio_int( )、fft32.asm等5个模块，以及常数和宏定义、全局变量定义部分。由于实验板上有主从两块DSP，根据出厂设置DSPA为主DSP，DSPB为从DSP，所以本实验板一般都采用了DSPA来处理数据，当然用户也可以自己设置主从DSP。其中mainA.c()函数完成程序的控制和调用自编的FFT函数完成数据处理，fft32.asm是用户根据自己要求编写的FFT函数， inita( )完成TS201系统寄存器等的初始化和设置中断使能以及传输模块TCB的设置、DMA的使能启动等待DMA中断的到来，audio_int( )执行中断主要来完成数据采集。２）程序工作流程：mainA.c()先调用，接着调用inita( )完成TS201系统寄存器等的初始化和设置中断使能以及传输模块TCB的设置、DMA的使能启动等待DMA中断的到来，再调用audio_int( )执行中断以完成数据采集，在中断服务程序中，调用子函完成对信号的采集、FFT变换和输出，运行模式是：采样－FIR运算－输出－采样－……的无限循环,直到被用户干预停止。３）数据采集和处理模式的切换：程序设置了全局整形变量FFTBufferState标志当前工作状态。若FFTBufferState==NOTREADY时，工作在数据采集模式，此模式下中断程序每触发一次，程序从外部送一个数据到TS201内部缓冲区InBufferLeft[]和InBufferRight[],当采集到256个数据后，程序会自动设置FFTBufferState==READY，即进入数据处理阶段。数据处理结束后，重新进入数据采集阶段开始新的循环。４）数据处理方法：当FFTBufferState==1时，通过调用函数FFT32（）进行傅里叶变换，然后进行适当的处理，最后得到的浮点结果转化为整形数据，输出到示波器。５）程序中用到的几个主要数据变量的用途说明如下：float InBufferLeft[]; // 存放采样数据，可用plot功能描绘float FFTBuffer[], FFTIntBuffer[]; // 存放FFT变换前/后的数据float OutBufferLeft[];//存放FFT变换后处理得到的频谱幅度实验步骤:1)打开VisualDSP++，打开test4_2工