实验四定时器.doc

说明：绿色实验原理，蓝色为对应的实验代码，红色为特别注意 实验四 用定时器实现数字振荡器 实验目的: 学习数字振荡器的DSP实现原理 掌握定时器的工作的原理和定时器的操作 学习C54x定时器使用以及中断服务程序编写 实验要求： 本实验利用定时器产生一个2kHz 的正弦信号。定时器被设置成每25uS 产生一次中 断（等效于采样速率为40K）。利用该中断，在中断服务程序中用叠代算法计算出一个 SIN 值，并利用CCS 的图形显示功能查看波形。 实验器材: PC机，DSP54XX教学实验系统，CCS软件 实验原理： （1）数字振荡器原理 设一个传递函数为正弦序列sinkωT，其z 变换为 其中，A=2cosωT, B=-1, C=sinωT。设初始条件为0，求出上式的反Z 变换得： y[k]=Ay[k-1]+By[k-2]+Cx[k-1] 这是一个二阶差分方程，其单位冲击响应即为sinkωT。利用单位冲击函数x[k-1]的性 质，即仅当k=1 时，x[k-1]=1，代入上式得： k=0 y[0] = Ay[-1] + By[-2] + 0 = 0 k=1 y[1] = Ay[0] + By[-2] + c = c k=2 y[2] = Ay[1] + By[0] + 0 = Ay[1] k=3 y[3] = Ay[2] + By[1] . k=n y[n]= Ay[n-1] + By[n-2] 在k2 以后，y[k]能用y[k-1]和y[k-2]算出，这是一个递归的差分方程。 根据上面的说明，我们可以开始数字振荡器的设计。设该振荡器的频率为2kHz， 采样率为40kHz（通过定时器设置，每隔25us 中断一次，即产生一个y[n]），则递归 的差分方程系数为： A=2cosωT=2cos (2 x PI x 2000 / 40000)=2 0.95105 x 652 B=-1 C=sinωT=sin (2 x PI x 2000 / 40000)=0为了便于定点DSP 处理，我们将所有的系数除以2，然后用16 位定点格式表示为： 这便是本实验中产生2KHz 正弦信号的三个系数。 在本实验中，主程序在初始化时先计算出y[1]和y[2]，然后开放定时器中断。以后每次进入定时器中断服务程序时，利用前面的y[1]和y[2]，计算出新的有y[0]，通过CCS 提供的图形显示工具，我们将在图形窗口中看到一个正弦信号波形。下面是初始化和中断服务程序代码片段：初始化y[1]和y[2]： ssbx FRCT ；置FRCT=1，准备进行小数乘法运算 st #INIT_A,AA ；将常数A 装入变量AA st #INIT_B,BB ；将常数B 装入变量BB st #INIT_C,CC ；将常数C 装入变量CC pshd CC ；将变量CC 压入堆栈 popd y2 ；初始化y2=CC ld AA, T ；装AA 到T 寄存器 mpy y2,a ；y2 乘系数A，结果放入A 寄存器 sth a,y1 ；将A 寄存器的高16 位存入变量Y1中断服务程序片段： ld BB,T ；将系数B 装入T 寄存器 mpy y2,a ；y2 乘系数B，结果放入A 寄存器 ltd y1 ；将y1 装入T 寄存器，同时复制到y2 mac AA,a ；完成新正弦数据的计算，a 寄存器中为y1*AA+y2*BB sth a,1,y1 ；将新数据存入y1，因所有系数都除过2，所以在保存结果时转移一位，恢复数据 ；正常大小。 sth a,1,y0 ；将新正弦数据存入y0 （2）C54X 的定时器操作 C54X 的片内定时器利用CLKOUT 时钟计数，用户使用三个寄存器（TIM，PRD，TCR）来控制定时器，参见表4-1。 ‘VC5402 的另一个定时器（定时器1）的控制寄存器分别为：0x30（TIM1）,0x31（PRD1）,0x32（TCR1）。 定时器控制寄存器TCR的各个比特位的具体定义如下： 15 ~ 12 11 10 9 ~ 6 5 4 3 ~ 0 TDR 0026h 保留 Soft Free PSC TRB TSS TDDR TDDR：定时器分频系数,用来对CLKOUT进行分频,以改变定时周期。 最大预定标值为16，最小预定标值为1。 当PSC减到0后，以TDDR中的数加载PSC TSS：定时器停止状态位，用于停止或启动定时器 复位时，TSS位清0，定时器立即定时。 TSS=0，定时器启动工作； TSS=1，定时器停止工作。 TRB：定时器重新加载位，用来复位片内定时器。 当TRB置1时，以PRD中的数加载TIM，以及以TDDR中的值加载PS