【正文】 引腳，其中有20根地址線AOA19，16根數(shù)據(jù)線DOD15，4個(gè)外部可屏蔽引腳INTOINT3和一個(gè)不可屏蔽中斷引腳BIO，剩下的引腳可以分成以下幾類(lèi)：存儲(chǔ)器控制引腳，時(shí)鐘/晶振引腳，多通道緩沖串口引腳，主機(jī)接口通訊引腳，電源引腳，初始化和復(fù)位引腳，通用輸入/輸出引腳。 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)流程在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)首先要有清晰的思路，因此流程圖的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)采用的是基于DSP的IIR數(shù)字濾波，針對(duì)其要完成的功能，對(duì)其流程進(jìn)行了初步規(guī)劃，如圖1所示：開(kāi)始系統(tǒng)初始化分配數(shù)據(jù)空間設(shè)置數(shù)據(jù)指針從指定端口讀數(shù)據(jù)x（n）并從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀讀取系數(shù)完成數(shù)據(jù)的乘加運(yùn)算修改數(shù)據(jù)指針為下一次乘加運(yùn)算做準(zhǔn)備保存結(jié)果從指定端口輸出結(jié)果圖1 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)流程根據(jù)設(shè)計(jì)流程，通過(guò)DSP仿真軟件編譯出適合參數(shù)要求的匯編程序。運(yùn)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫(xiě)使其具有更好的實(shí)時(shí)性，此外運(yùn)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)更有助于以后的設(shè)計(jì)拓展。利用TMS320C5402實(shí)現(xiàn)IIR的程序中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)存放要求。因?yàn)椴捎肕AC指令和循環(huán)尋址，所以輸入數(shù)據(jù)和濾波器系數(shù)的存放要按照一定的要求。數(shù)據(jù)塊和系數(shù)塊都要放在雙尋址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。（2）循環(huán)尋址的使用。為了使用循環(huán)尋址，除了對(duì)數(shù)據(jù)的存放有要求外，先還要設(shè)置BK為塊長(zhǎng)N。由于使用了循環(huán)尋址，數(shù)據(jù)和系數(shù)的指針在操作后以循環(huán)的方式增加1。（3）數(shù)據(jù)的初始化。輸入數(shù)據(jù)塊要初始化為全0。這樣在運(yùn)算中不會(huì)對(duì)輸入產(chǎn)生影響。四、IIR數(shù)字濾波器的軟件和硬件設(shè)計(jì) IIR數(shù)字濾波器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)TMS320C54X定點(diǎn)DSP提供了單周期乘/累加指令MAC和循環(huán)尋址方式，使IIR數(shù)字濾波器每個(gè)樣值的計(jì)算可以在一個(gè)周期內(nèi)完成。IIR數(shù)字濾波器每個(gè)樣值的計(jì)算就是實(shí)現(xiàn)兩數(shù)組對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘積的累加和。在計(jì)算時(shí)有前向通道和反饋通道兩部分，因此在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮x(n)、y(n)和h(n)系數(shù)的存放位置，并正確初始化這兩個(gè)存儲(chǔ)塊指針,這樣在計(jì)算中才能夠準(zhǔn)確取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器X:AR2X0X1X2AR1COEF:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器B2B1B0A2A1圖2 存儲(chǔ)過(guò)程 IIR濾波器的MATLAB輔助設(shè)計(jì)對(duì)于脈沖響應(yīng)不變法，它是將s域內(nèi)的H（s）轉(zhuǎn)換成z域內(nèi)的H（z），但是在映射時(shí)，S域內(nèi)不能一一對(duì)應(yīng)到Z域內(nèi)的單位圓上，因此容易在仿真中易產(chǎn)生混疊現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)效果?；诖?，本次設(shè)計(jì)在MATLAB的仿真中優(yōu)先考慮應(yīng)用雙線性變換法。IIR低通數(shù)字濾波器根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行matlab仿真，從而計(jì)算出相應(yīng)的傳輸函數(shù)。其仿真結(jié)果結(jié)果如圖3所示：圖3 利用matlab仿真圖根據(jù)以上仿真結(jié)果及相應(yīng)的系數(shù)和N值，在相關(guān)技術(shù)指標(biāo)不變的情況下，我選用了ChebyshevI型雙線性變換法。 硬件設(shè)計(jì)總體方案：TI公司的2000系列和5000系列的DSP都通用型的芯片，考慮到2000系列的DSP多用于控制方面，而5000系列較2000系列具有更高的時(shí)鐘頻率、更低的價(jià)格和更加強(qiáng)大的運(yùn)算功能，所以在數(shù)字濾波器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了TI公司的一款高性能、低功耗的定點(diǎn)DSP: TMS320VC5402。該DSP具有較快的運(yùn)算速度:運(yùn)算速度最快可達(dá)532MIPS；采用了低功耗設(shè)計(jì)方式：，I/ V。數(shù)字濾波系統(tǒng)的具體方案框圖如圖6所示：ADCTMS320VC5402FLASHSRAMJTAG時(shí)鐘電源DAC圖4數(shù)字濾波器系統(tǒng)方案框圖通常的設(shè)計(jì)中會(huì)采用SV供電并行的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）和DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）芯 片與DSP連接，傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中會(huì)占用總線的時(shí)間。考慮到TMS320VC5402的片上包含兩個(gè)McBSP(多通道緩沖串行口)接口，可以將這兩個(gè)通道模仿實(shí)現(xiàn)SPI的時(shí)序，因此本設(shè)計(jì)中采用了SPI接口器件，ADC芯片采用的是TLV 1570，實(shí)現(xiàn)將需要濾波信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用的是TLV 5608，實(shí)現(xiàn)濾波后的信號(hào)從數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為所需要的模擬信號(hào)。JTGA口供DSP芯片下載程序調(diào)試。PMST=FFA0H, ST1=2300H,。SWWSR=0, OVM=1，F(xiàn)RCT=1，SXM=1STM X，AR1STM Y，AR2 STM d,AR3。RPT A,5。初始化d(n),d(n1),d(n2)=0 STL A，*AR3+ STM 2，AR0 ；初始化Arn是地址偏移量為常數(shù) INLOOP：STM d+5,AR3。STM table,AR4。IIR的系數(shù)A2，A1，B2，B1，B0 PORTR 100H，*AR1 ；從端口讀入數(shù)據(jù)LD *AR1，7，ASTM N1，BRC ；計(jì)算IIR的節(jié)數(shù)N RPT ELOOP LOOP：MAC *AR4+，*AR3，A ；input+d(n2)*A2 MAC*AR4,*AR3,A。input+d(n2)*A2+d(n1)*A1 MAC*AR4+,*AR3,A STH A,*AR3+0。d(n)=input+d(n2)*A2+d(n1)*A1 MPY *AR4+，*AR3，A ；d(n2)*B2 MAC*AR4+,*AR3,A。d(n2)*B2+d(n1)*B1 DELAY*AR3。d(n2)=d(n1)MAC*AR4+,*AR3,A。d(n2)*B2+d(n1)*B1+d(n)*B0 DELAY*AR3。d(n1)=d(n)ELOOP:STHA,*AR2。output=d(n2)*B2+d(n1)*B1+d(n)*B0 PORTW *AR2,200h ；將結(jié)果寫(xiě)入文件中BINLOOPEND五、仿真分析及結(jié)果 CCS仿真細(xì)節(jié)CCS是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，可以通過(guò)設(shè)置不同的驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)不同環(huán)境的支持。CCS setup 配置程序就是用來(lái)定義DSP芯片和目標(biāo)板類(lèi)型的。在第一次使用CCS之前必須首先運(yùn)行CCS setup 配置程序。在以后的使用中，若想改變CCS應(yīng)用平臺(tái)的類(lèi)型，可以再次運(yùn)行該配置程序來(lái)改變?cè)O(shè)置。CCS軟件集成了TI公司的Simulator和Emulatord 的驅(qū)動(dòng)程序，用戶可以直接用TI的仿真器進(jìn)行開(kāi)發(fā)測(cè)試。 IIR數(shù)字濾波的軟件調(diào)試在效果圖中，上面波形為DSP實(shí)驗(yàn)箱產(chǎn)生的濾波前的效果圖，下面波形為進(jìn)行IIR濾波后的效果圖。從兩圖的比較可以看出，所設(shè)計(jì)的IIR濾波器收到了較好的效果，完成了設(shè)計(jì)要求。在編寫(xiě)及調(diào)試的過(guò)程中主要遇到以下問(wèn)題：（1）在編寫(xiě)程序的過(guò)程中要對(duì)所涉及的存儲(chǔ)單元進(jìn)行初始化，這樣在數(shù)據(jù)或是代碼段進(jìn)行匯編時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。（2）編寫(xiě)程序需要對(duì)數(shù)據(jù)段、代碼段、堆棧段進(jìn)行設(shè)置。（鏈接命令文件）文檔對(duì)其進(jìn)行合理化的分配空間。（3）在編寫(xiě)程序時(shí)一定要編寫(xiě)相應(yīng)的中斷向量表文件，這樣在匯編時(shí)才不會(huì)出錯(cuò)。 芯片選擇此設(shè)計(jì)中采用的是C5502 Device Simulator芯片，IIR輸入信號(hào)入口地址data_in，輸出地址為out。圖4 芯片選擇圖5 創(chuàng)建項(xiàng)目圖6 加載程序 （1） _iir,_init,_outdata _iirbset frctsub 1,t0mov t0,mmap(csr)add t0,ar0 mov xar2,xdp mov ar2,cdp mov 0,ac0 rpt csr macmz *ar0,*cdp+,ac0 add t0,ar1 mov xar3,xdp mov ar3,cdp rpt csr macmz *ar1,*cdp+,ac0 mar *ar1+ mov hi(ac0),*ar1 mov hi(ac0),t0 bclr frct ret _initsub 1,t0 mov t0,mmap(csr)mov 0,ac0 rpt csr mov ac0,*ar0+ rpt csr mov ac0,*ar1+ ret _outdatamov t1,ac0 sub 2,ac0 mov ac0,mmap(csr)add ac0,ar0 rpt csr delay *ar0mar *ar0+ mov t0,*ar0 ret圖7 匯編源程序（2） include “” define signal_1_f 500 define signal_2_f 10000 define signal_sample_f 25000 define pi define IIRNUMBER_L 2 define bufer_L 256 int N_L=IIRNUMBER_L。int data_in[bufer_L]。int out[bufer_L]。int x[IIRNUMBER_L+1]。int y[IIRNUMBER_L+1]。int k=0。int bufer=bufer_L。int fBn[IIRNUMBER_L]={0,0x634a}。int fAn[IIRNUMBER_L]={0xe5c,0xe5c}。extern int iir(int *x,int *y,int *fAn,int *fBn,int N_L)。extern int init(int *,int *,int)。extern int outdata(int *,int,int)。void inputwave()。void main(){ int iirout。inputwave()。init(x,y,N_L)。while(1){ x[0]=data_in[k]。iirout=iir(x,y,fAn,fBn,N_L)。outdata(out,iirout,bufer)。k++。if(k=bufer_L){ k=0。} } } void inputwave(){ float wt1。float wt2。int i。for(i=0。i圖8 c程序（3） 0x0500sysstack 0x0500heap 0x1000cu _Resetl MEMORY { PAGE 0:RAM(RWIX): origin=0x000100，length=0x01ff00ROM(RIX): origin=0x020100，length=0x01ff00VECS(RIX): origin=0xffff00，length=0x000200 PAGE 2:IOPORT(RWI):origin=0x000000, length=0x020000 } SECTIONS {.text ROM PAGE 0.data ROM PAGE 0.bss RAM PAGE 0.const RAM PAGE 0.sysmem RAM PAGE 0.stack RAM PAGE 0.cioRAM PAGE 0.sysstack RAM PAGE 0.switch RAM PAGE 0.cinit RAM PAGE 0.pinit RAM PAGE 0.vectors VECS PAGE 0.ioport IOPORT PAGE 2}圖9 命令程序 圖10 運(yùn)行結(jié)果圖11 更改參數(shù)過(guò)程 圖12波形圖圖13 濾波前時(shí)域波形圖14濾波前頻域波形圖15 濾波后時(shí)域波形圖16 濾波后頻域波形六、心得體會(huì)參考文獻(xiàn)【1】汪春梅，孫洪波TMS320C55x 【2】 、原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2001,8.【3】 [M].東南大學(xué)出版社,.【4】[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,1.【5】[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005,1.