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编写一个以C 语言为基础的DSP程序

2019-07-13 09:43发布

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一．实验目的
1．学习用标准C语言编制程序；了解常用的C语言程序设计方法和组成部分。
2．学习编制连接命令文件，并用来控制代码的连接。
3．学会建立和改变map文件，以及利用它观 察DSP内存使用情况的方法。
4．熟悉使用软件仿真方式调试程序。
二．实验原理
1． 标准C语言程序
CCS支持使用标准 C语言开发DSP应用程序。当使用标准C语言编制的程序时，其源
程序文件名的后缀应为.c(如：volume.c)。
CCS在编译标准C 语言程序时，首先将其编译成相应汇编语言程序，再进一步编译成目
标DSP的可执行代码。最后生成的是coff格式的可下载到DSP中运行的文件， 其文件名后
缀为.out。
由于使用C语言编制程序，其中调用的标准C的库函数由专门的库提供，在编译连接时
编译系统还负责构建C运行环境。所以用户工程中需要注明使用C的支持库。
2． 命令文件的作用
命令文件(文件名后缀为cmd)为链接程序提供程序和数据在具体 DSP硬件中的位置分配
信息。通过编制命令文件，我们可以将某些特定的数据或程序按照我们的意图放置在DSP
所管理的内存中。命令文件也为链接程序提供了DSP外扩存储器的描述。在程序中使用CMD
文件描述硬件存储区，可以只说明使用部分，但只要是说明的，必须和硬件匹配，也就是 只
要说明的存储区必须是存在的和可用的。
3． 内存映射(map)文件的作用
一般地，我们设计、开发的DSP程序在调试好后，要 固化到系统的ROM中。为了更
精确地使用ROM空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序的map文件
可以了解DSP代码 的确切信息。当需要更改程序和数据的大小和位置时，就要适当修改cmd
文件和源程序，再重新生成map文件来观察结果。另外，通过观察map文件，可以掌握DSP
存储器的使用和利用情况，以便进行存储器方面的优化工作。
4．程序设计要求
程序框图（图2-1）：
三． 实验设备
PC兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为
Windows2000)， 安装Code Composer Studio 2.0软件。
四．实验内容与步骤
1．实验准备
设置软件仿真模式，参看：本书第一 部分、四、1。 2．建立新的工程文件
(1)双击桌面上图标，
启动Code Composer Studio 2.21。
(2)进行以下设置(如图2-2)：
3．编辑输入源程序
(1)C语言程序
-先新建源程序窗口：
- 输入源程序：
int x,y,z;
main()
{
x=1; y=2;
while ( 1 )
{
z=x+y;
} } 图2-3 新建源文件
-保存源程序为CProgram.c：
(2)连接命令文件
- 如同第(1)步操作，建立空的源程序窗口。
-输入连接命令文件内容：
-l rts2800.lib
-stack 400h
-heap 100
MEMORY
{
PAGE 0 : PROG(R) : origin = 0x3E8000, length = 0x10000
PAGE 0 : BOOT(R) : origin = 0x3FF000, length = 0xFC0
PAGE 0 : RESET(R) : origin = 0x3FFFC0, length = 0x2
PAGE 0 : VECTORS(R) : origin = 0x3FFFC2, length = 0x3E
PAGE 1 : M0RAM(RW) : origin = 0x000000, length = 0x400 PAGE 1 : M1RAM(RW) : origin = 0x000400, length = 0x400
PAGE 1 : L0L1RAM(RW) : origin = 0x008000, length = 0x2000 图2-4 保存为c文件
PAGE 1 : H0RAM(RW) : origin = 0x3F8000, length = 0x2000
}
SECTIONS
{
/* 22-bit program sections */
.reset : > RESET, PAGE = 0
vectors : > VECTORS, PAGE = 0
.pinit : > PROG, PAGE = 0
.cinit : > PROG, PAGE = 0
.text : > PROG, PAGE = 0
/* 16-Bit data sections */
.const : > L0L1RAM, PAGE = 1
.bss : > L0L1RAM, PAGE = 1
.stack : > M1RAM, PAGE = 1
.sysmem : > M0RAM, PAGE = 1
/* 32-bit data sections */
.ebss : > H0RAM, PAGE = 1
.econst : > H0RAM, PAGE = 1 .esysmem : > H0RAM, PAGE = 1
}-l rts2800.lib
-如同第(1)步操作，将文件存为：
C:/ICETEK-F2812-A-EDUlab/DSP281x_examples/Lab0102-CProgram /CProgram.cmd
(3) 将上述编译的源程序加入工程CProgram.pjt。
5．编译源文件、下载可执行程序
(1) 单击菜单“Project”、“Rebuild All”。
(2) 执行FileàLoad Program ，在随后打开的对话框中选择刚刚建立的
C:/ICETEK-F2812-EDULab/Lab0102-CProgram/debug/CProgram.out 文件。完成后，系
统自动打开一个反汇编窗口“Disassembly”，并在其中指示程序的入口地址为
“_c_int00”。
6． 打开观察窗口
开启CPU寄存器观察窗口：单击菜单View->Registers->Core。
7．观察程序运行结果
这 时，在“Disassembly”代表程序运行位置的绿 {MOD}箭头指向程序的入口地址，程序将从
此开始执行。
(1) 选择菜单中Debug->Go Main，CCS自动打开CProgram.c，程序会停在用户主程序入
口main上，这从反汇编窗口和 CProgram.c窗口中的指示箭头位置可以看出。
(2) 在内存观察窗口中观察变量的值：
选择“View”菜单中“Memory…” 项，在“Memroy Window Options”窗口中的“Adress”
项中输入&x，单击“OK”完成设置；“Memory” 窗口中x 的当前取值显示在第1个地
址的后。
(3) 将变量x、y、z分别加入观察窗口：
在源程序中双击变量名，再单击鼠标右 键，选择“Add to Watch Window”。这时，这3
个变量还未作初始化。
(4) 单步运行2次，在观察窗中观察到变量x、y被赋值。变化的值被显示成红 {MOD}。同时
在“Memory”窗口中也能观察到x和y值的改变。
(5) 再单步运行，可观察到z 的值被计算出来。双击观察窗口中变量x、y在“Value”栏
中的取值并修改成其他取值，单步运行后观察结果。
(6) 双击观察窗口中变量x、y在“Value”栏中的取值，并修改成0；选择菜单
Debug->Restart，返回程序起点。
(7) 重新单步运行程序
8．内存映像文件
(1) 选择菜单Project->Build Options…，启动“Build Options”工程设置对话框。
(2) 单击“Linker”属性页，在“Map Filename”项中观察生成的map文件名和路径。
(3) 单击“取消”退出。
9．对照观察map文件和cmd文件的内容
(1) 选择菜单File->Open…，将找到
C:/ICETEK-F2812-A-EDUlab/DSP281x_examples/Lab0102-CProgram /Debug目录，将文
件类型改为“Memory Map Files”，选择CProgram.map文件、打开。
(2) 打开CProgram.cmd 文件。 (3) 程序的入口地址：map文件中“ENTRY POINT SYMBOL”中说明了程序入口地址
(_c_int00)。
(4) 内存使用情况：
-map文件中“MEMORY CONFIGURATION”标明了程序占用RAM 的使用情况，共占
用aaH 个存储单元。
-观察map文件中的“SECTION ALLOCATION MAP”段，可以看出CProgram.obj的入
口地址为 0x3e801e，这也是main函数的入口地址。
-用户堆栈段从400H 开始，程序运行到main函数中后，变量x、y、z 均开设在栈中。
- 还能看出程序运行都需要调用rts2800.lib 中的哪些模块。
10．改变内存分配
修改cmd文件中的
PAGE 0 : PROG(R) : origin = 0x3E8000, length = 0x10000
改为
PAGE 0 : PROG(R) : origin = 0x3E9000, length = 0x10000
重新编译工程，观察map文件中有何变化。
11．退出CCS
五． 预习要求
1．熟悉C语言，了解常用的C语言程序设计方法。
2．了解DSP内存的分配情况。
六．注意事项
在重新单步运行程 序，注意观察在CPU寄存器窗口中，各寄存器使用情况，观察哪个
寄存器参与了运算。
七．思考题
修改程序完成计算 sin(2.3π)+cos(1.7π)的值。
八． 实验报告要求
1．通过实验可以发现，修改cmd文件可以安排程序和数据在DSP内存资源中的分配和位置；
map文件中描述了程序和数据所占用的实际尺寸和地址。
2．C语言编制的程序，在经过编译器编译后，需要连接若干C 标准程序辅助运行。以下是
运行流程：
(1)程序入口为_c_int00，执行标准C库中的程序，负责初始化C环境、申请堆栈、初始化
有 初始值的变量等。
(2)程序最终转到用户编制的主函数运行。
(3)程序在主函数中的无限循环中持续运行。

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