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时间:2021-03-17 来源:乌哈旅游
数字信号处理EXPIV型教学实验系统 1

第一章 实验系统介绍

一、系统概述

EL-DSP-EXPIV教学实验系统是我公司在总结多年开发经验的基础上推出的一款全新DSP教学实验系统。该系统 采用模块化分离式结构,便于用户使用、扩展和二次开发。适合信号处理、电子信息、计算机、自动化、测控等相关专业的教学实验及科研研发。同时本产品也是大学生电子设计竞赛的理想开发平台。

该系统采用双CPU设计,实现了DSP多处理器的协调工作,支持54X系列和2X系列的CPU板。客户可根据自己的需求选用不同类型的CPU板,我公司所有CPU板是完全兼容的。用户在不需要改变任何配置情况下,更换CPU板即可做不同类型的DSP试验。通过“E_lab”和“Techv”扩展总线,可以扩展机、电、声、光等不同领域的扩展模块,完成数据采集、图象处理、通讯、网络、控制等扩展实验。除此之外,在实验箱上有丰富的外围扩展资源,可以完成DSP基础实验、算法实验、编解码试验、双CPU综合实验、扩展实验。

该实箱的系统组成框图如下所示:

图1-1、EL-DSP-EXPIV教学实验系统组成功能框图

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 2

二、硬件组成

该实验系统的硬件资源主要包括:                     

CPU板接口 两组E_lab接口 一组Techv接口 一组电机控制接口 语音处理单元 AD转换单元 DA转换单元 数字量输出单元 开关量输入输出单元 IO单元 CPLD逻辑单元 直流电源单元 模拟信号源 音频信号源 液晶显示单元 键盘单元 单脉冲单元 RS232串口单元 CAN总线单元 以太网单元 USB单元

下面分别介绍各个单元:

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1、CPU板接口

该实验系统采用底板加CPU板的结构方式,CPU板通过双排针扩展插槽扩展。用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU板。不同类型的CPU板在硬件上是完全兼容的。 支持不同种类的CPU板混合使用。下表给出了支持的CPU板和控制的资源:

表1-1

类型 控制的资源 备注 语音单元、以太网单元、RS232、CAN、IO单元2: CPU1 5402、5409、5410、5416 2407 USB单元、E_lab1、 E_ lab 2、Techv、RS232、CAN、数字量输出单元、IO单元2、IO单元3 AD、DA、LCD、键盘、 CPU2 5402、5409、5410、5416 开关量输入输出单元、 2407 RS232、CAN、IO单元1 电机控制接口 RS232、CAN、 电机控制接口: 配置2407 CPU板有效 配置2407 CPU板有效 语音单元: 配置54X CPU板有效 注:我公司将陆续推出VC5509、F2812、ARM系列CPU板,最新产品信息请向总公司或各地分公司咨询。

CPU板主要由以下几个模块组成:

 CPU模块;  时钟模块;  复位模块;  存储器模块;  CPLD模块;  扩展接口模块;  电源模块;

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54X CPU板:

3 2 1 4 11 10 9 5 6 7 8

图1-2、外观和接口示意图

表1-2 接口说明

序号 含义 1 DSP JTAG接口 J1 2 3 4 扩展接口 P1 5 FLASH 写保护跳线 J3 电源插口 P4 复位按钮 S1

序号 含义 6 7 CPLD 下载口 J4

8 扩展接口 P3 9 10 11 拨码开关 SW2 扩展接口 P2 HPI设置 拨码开关 SW1 J2 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 5

J1:DSP JTAG接口,符合IEEE Standard 1149.1(JTAG)标准,引脚分配如下图所示:(空脚是第六脚,方形焊盘是第一脚)

P4:电源插口,CPU板单独使用时,从此接口给CPU板供电,+5V,内正外负。

CPU板插在实验箱底板上时,不需要从P4电源插口供电。

S1:复位按钮,按下系统复位

J3:FLASH写保护跳线,选配置;1、2短路,不允许擦除FLASH;2、3短路, 允许擦除FLASH(在配置AM29LV320 FLASH芯片时有效)

J4:CPLD下载口,引脚分配如下图所示:(方形焊盘是第一脚)

J2:HPI设置 ,54X的HPI16的设置;1、2短接,HPI 8位模式;2、3短接,

HPI 16位模式;(VC5409、VC5410 CPU板有效) SW1:拨码开关,设置CPU的工作状态

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表1-3、 SW1开关的设置

位号 1 ON HPIENA=0 不选择HPI模块功能 OFF HPIENA=1 选择HPI模块功能 5402\\5409\\5416 缺省 OFF 2 CLKMD3=0 CLKMD3=1 ON 5410 OFF 5402\\5409\\5416 3 CLKMD2=0 CLKMD2=1 OFF 5410 ON 4 5 CLKMD1=0 MP/MC=0 DSP工作微计算机方式 CLKMD1=1 MP/MC=1 DSP工作微处理器方式 CPUCS=1 CPU板为2X系列 OFF OFF 6 CPUCS=0 CPU板为54X系列 ON SW2:拨码开关,设置CPLD的工作状态

表1-4、 SW2开关的设置 1位 ON 2位 ON 3位 ON FLASH的工作状态 数据空间 0~FFFF 64KX16 OFF ON ON 程序空间 0~FFFFF 1MX16 X 4位 ON OFF

X X 不使能 LED灯D5的工作状态 灭 亮 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 7

P1:CPU数据地址总线扩展接口

表1-5 P1管脚定义

P1管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 GND D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 GND A17 A16 A19 A18 A1 A0 A3 A2 A5 对应54X管脚 备注 地 数据线0 数据线1 数据线2 数据线3 数据线4 数据线5 数据线6 数据线7 数据线8 数据线9 数据线10 数据线11 数据线12 数据线13 数据线14 数据线15 地 地址线17 地址线16 地址线19 地址线18 地址线1 地址线0 地址线3 地址线2 地址线5

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 A4 A7 A6 A9 A8 A11 A10 A13 A12 A15 A14 +5V +5V 地址线4 地址线7 地址线6 地址线9 地址线8 地址线11 地址线10 地址线13 地址线12 地址线15 地址线14 电源 电源 8

P2:CPU外设总线扩展接口

表1-6 P2管脚定义

P2管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 GND GND READY PS DS IS R/W MSTRB IOSTRB MSC XF HOLDA IAQ HOLD 对应54X管脚 备注 地 地 准备好信号 程序空间片选信号 数据空间片选信号 IO空间片选信号 读写信号 存储器空间选择信号 IO空间选择信号 微状态完成信号 IO输出信号 总线保持响应信号 指令地址采集信号 总线保持信号

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 BIO GND CLKRO CLKR1 FSR0 FSR1 DR0 DR1 CLKXO CLKX1 FSX0 FSX1 DX0 DX1 NMI IACK INT1 INT0 INT3 INT2 CLKOUT TOUT0 NC RESET GND GND IO输入信号 地 MCBSP0输入位时钟 MCBSP1输入位时钟 MCBSP0输入侦时钟 MCBSP1输入侦时钟 MCBSP0输入数据 MCBSP1输入数据 MCBSP0输出位时钟 MCBSP1输出位时钟 MCBSP0输出侦时钟 MCBSP1输出侦时钟 MCBSP0输出数据 MCBSP1输出数据 不可屏蔽中断信号 中断响应信号 外部中断1 外部中断0 外部中断3 外部中断2 CPU时钟输出 定时器0输出 空脚 复位信号 地 地 9

P3:HPI总线扩展接口

表1-7 P3管脚定义 P3管脚 1 HD0 对应54X管脚 备注 HPI数据线0

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 GND HD1 GND HD2 A21 HD3 A22 HD4 A20 HD5 NC HD6 NC HD7 CPUCS NC NC HPIENA NC HDS2 DR2 HDS1 FSR2 HBIL CLKR2 HAS CLKX2 HCS FSX2 HR/W 地 HPI数据线1 地 HPI数据线2 地址线21 HPI数据线3 地址线22 HPI数据线4 地址线20 HPI数据线5 空脚 HPI数据线6 空脚 HPI数据线7 CPU种类指示信号 空脚 空脚 HPI使能信号 空脚 HPI数据选通信号2 MCBSP2输入数据 HPI数据选通信号1 MCBSP2输入侦时钟 HPI字节指示信号 MCBSP2输入位时钟 HPI地址选通信号 MCBSP2输出位时钟 HPI片选信号 MCBSP2输出侦时钟 HPI读写信号 10

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

32 33 34 35 36 37 38 39 40 DX2 HCNTL0 GND HCNTL1 GND HINT +3.3V HRDY +3.3V MCBSP2输出数据 HPI控制信号0 地 HPI控制信号1 地 HPI中断信号 电源 HPI准备好信号 电源 11

LED指示灯:

D1:+5V 、D2:+3.3V 、D3:DSP核电压、 D4:复位 信号、 D5:CPLD测试 由于DSP采用3.3V和1.8V供电,而且其输入输出接口电平为3.3V,对于数字量输出而言完全可以和5V TTL电平兼容。但对于数字量输入而言,由于其内部是3.3V,因此不能将中央处理器的输出口直接和外围扩展的5V器件相连。通过LVTH16245和LVTH16244进行电平转换和驱动。

CPU板标准配置扩展FLASH 1M X 16BIT,用户可以选配扩展FLASH 2M X 16BIT或不扩展FLASH的CPU板。

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2407 CPU板:

3 2 1 4 9 6 7 5 10 11 8

图1-3、外观和接口示意图

表1-9接口说明

序号 含义 序号 含义 6 LED 指示灯 D1、2、3 7 CPLD 下载口 J3 8 扩展接口 P2 9 10 跳线 JUMP1、2、3 11 1 DSP JTAG接口 J1 2 3 4 扩展接口 P1 5 拨码开关 S2 电源插口 J2 复位按钮 S1 扩展接口 P3 扩展接口 P4 J1:DSP JTAG接口,符合IEEE Standard 1149.1(JTAG)标准,引脚分配如下图所示:(空脚是第六脚,方形焊盘是第一脚)

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J2:电源插口,CPU板单独使用时,从此接口给CPU板供电,+5V,内正外负。

CPU板插在实验箱底板上时,不需要从P4电源插口供电。

S1:复位按钮,按下系统复位

JUMP1 :2407片内FLASH写保护跳线,选配置;1、2短接允许擦除FLASH;

2、3短接不允许擦除FLASH。

JUMP2:1、2短接 片上AD参考高电平为VCCA,2、3短接 AD参考高电平

由外部引脚提供。

JUMP3:1、2短接 AD参考低电平为AGND,2、3短接 AD参考低电平由外

部引脚提供。

J3:CPLD下载口,引脚分配如下图所示:(方形焊盘是第一脚)

S2:拨码开关,设置CPU的工作状态

表1-10、 SW1开关的设置

位号 1 没定义(接入CPLD) 没定义(接入CPLD) OFF ON OFF 缺省

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14

2 CPU_CS=0 CPU_CS=1 OFF 3 MP/NMC=0 MP/NMC=1 OFF 4 BOOT_EN=0 BOOT_EN=1 OFF P1:CPU数据地址总线扩展接口

表1-11 P1管脚定义

P1管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 GND D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 GND A17 A16 对应2407管脚 备注 地 数据线0 数据线1 数据线2 数据线3 数据线4 数据线5 数据线6 数据线7 数据线8 数据线9 数据线10 数据线11 数据线12 数据线13 数据线14 数据线15 地 空 空

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 A19 A18 A1 A0 A3 A2 A5 A4 A7 A6 A9 A8 A11 A10 A13 A12 A15 A14 +5V +5V 空 空 地址线1 地址线0 地址线3 地址线2 地址线5 地址线4 地址线7 地址线6 地址线9 地址线8 地址线11 地址线10 地址线13 地址线12 地址线15 地址线14 电源 电源 15

P3:CPU外设总线扩展接口

表1-12 P3管脚定义

P3管脚 1 2 3 4 5 6 7 GND GND READY PS DS IS R/W 对应2407管脚 备注 地 地 准备好信号 程序空间片选信号 数据空间片选信号 IO空间片选信号 读写信号

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 MSTRB IOSTRB - BOOTEN/XF - - - BIO GND SPICLK - SPISTE - SPISOMI - SPICLK - SPISTE - SPISIMO - - - PDPINTA XINT1 PDPINTB XINT2 CLKOUT - IOPF6 存储器空间选择信号 IO空间选择信号 空 BOOT选择以及IO输出信号 空 空 空 IO输入信号 地 SPI引脚 空 SPI引脚 空 SPI引脚 空 SPI引脚 空 SPI引脚 空 SPI引脚 空 空 空 功率驱动保护A 外部中断1 功率驱动保护B 外部中断2 CPU时钟输出 空 IO引脚 16

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38 39 40 RESET GND GND 复位信号 地 地 17

P2:CPU外设总线扩展接口

表1-13 P2管脚定义

P3管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 CAP5 GND CAP6 GND PWM11 - PWM12 - T3PWM - T4PWM CANRX TDIRB CANTX TCLKINB CPUCS W/NR SCITX - SCIRX - - - - 对应2407管脚 备注 捕获5引脚 地 捕获6引脚 地 PWM引脚 空 PWM引脚 空 PWM引脚 空 PWM引脚 CAN总线引脚 PWM引脚 CAN总线引脚 PWM引脚 CPU种类指示信号 读写控制信号 RS232串口法数据端口 空 RS232 串口收数据端口 空 空 空 空

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 - - - - - - - - - GND - GND - +3.3V - +3.3V 空 空 空 空 空 空 空 空 空 地 空 地 空 电源 空 电源 18

P4:电机控制扩展接口

表1-14 P4管脚定义

P3管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CAP1 CAP4 CAP2 CAP5 CAP3 CAP6 PWM1 PWM7 PWM2 PWM8- PWM3 对应2407管脚 备注 捕获引脚 捕获引脚 捕获引脚 捕获引脚 捕获引脚 捕获引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 PWM9 PWM4 PWM10 PWM5 PWM11 PWM6 PWM12 T1PWM T3PWM T2PWM T4PWM TDIRA TDIRB TCLKINA TCLKINB ADIN0 ADIN1 ADIN2 ADIN3 ADIN4 ADIN5 ADIN6 ADIN7 ADIN8 ADIN9 ADIN10 ADIN11 ADIN12 ADIN13 ADIN14 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 PWM引脚 AD输入0 AD输入1 AD输入2 AD输入3 AD输入4 AD输入5 AD输入6 AD输入7 AD输入8 AD输入9 AD输入10 AD输入11 AD输入12 AD输入13 AD输入14 19

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

42 43 44 45 46 47 50 ADIN15 VREFHI VREFLO WE RD GND VCC5 AD输入15 AD输入高电平参考 AD输入低电平参考 写使能信号 读使能信号 地 电源 20

LED指示灯:

D1:+3.3V 、D2:+5V 、D3:复位 信号

2、E_lab总线接口

通过E_lab接口,可扩展我公司的E_lab扩展模块,信号定义如下图:

E_LAB接口1

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 21

E_LAB接口2

E_lab2扩展板在底板上和Techv扩展板共用一个物理空间,同时只能扩展一种扩展板,或者是E_lab,或者是Techv。

E_lab信号中A代表地址线,D代表数据线,MCURD/MCUWR代表读写信号,MCUCS 代表片选信号。E_lab扩展到CPU1的IO空间。

接口的外形如下图:

E_LAB接口外形

E_LAB接口1的资源分配如下:

mcucs0分配空间为IO空间的:a000h-afffh 共4k mcucs1分配空间为IO空间的:b000h-bfffh 共4k

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 22

mcucs2分配空间为IO空间的:c000h-cfffh 共4k mcucs3分配空间为IO空间的:c000h-cfffh 共 4k

E_LAB接口2的资源分配如下:

mcucs5分配空间为IO空间的:d000h-dfffh 共4k mcucs6分配空间为IO空间的:e000h-efffh 共4k mcucs7分配空间为IO空间的:f000h-ffffh 共4k mcucs8分配空间为IO空间的:f000h-ffffh 共4k

现有模块清单如下:

定时器及并行I/O扩展 8251/8255扩展 8259/8279扩展 RS232模块 RS485M模块 8入8出增益可调模块 点阵LED 点阵式LCD 12入12出光耦隔离模块 继电器模块 8个LED7段数码管及4×4键盘 LED/电平输入输出 V/F、F/V转换模块 三相步进电机模块 GPS模块 GSM/GPRS模块 微型打印机模块 4位半斜率积分A/D 7279键盘控制模块 7279及串行I/O扩展 8路并行A/D、D/A PWM模块 USB模块 两相步进电机模块 温度控制模块 以太网模块 直流调压调速电机模块

数字信号处理EXPIV型教学实验系统

非接触式IC卡及驱动 接触式IC卡 CAN模块 无线收发模块 CPLD模块 MODEM模块 12位并行A/D、D/A 12位串行A/D、D/A 热敏电阻、温度开关、数字温度传感器模块 红外传感模块 可燃气体、霍尔电流传感器模块 热敏电阻、温度开关、数字温度传感器模块 热电偶、半导体传感器模块 23

模块的种类还在不断的开发,用户也可以定制。

3、Tech_v总线接口

TECH_V总线接口是和TI 公司DSK兼容的信号扩展接口,可连接我公司的图像处理、高速AD、DA、USB、以太网等扩展板,也可以连接TI公司的标准DSK扩展信号板,扩展到CPU1的IO空间和数据空间。接口信号定义如下图:

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 24

接口外形如下:

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 25

Tech_v接口的资源分配如下:

bcs0分配空间为IO空间的:0000h-1fffh 共8k bcs1分配空间为IO空间的:2000h-3fffh 共8k bcs2分配空间为IO空间的:4000h-7fffh 共16k bcs3分配空间为DATA空间的:8000h-ffffh 共32k 接口信号含义如下:

J79定义说明 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 +5V +5V A19|XA21 A18|XA20 A17|XA19 A16|XA18 A15|XA17 A14|XA16 A13|XA15 A12|XA14 GND GND A11|XA13 A10|XA12 A09|XA11 A08|XA10 A07|XA09 A06|XA08 A05|XA07 A04|XA06 代号 含义 +5V电源 +5V电源 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地 地 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 IO O O O O O O O O O O O O O O O O 备注

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 26

序号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 +5V +5V 代号 含义 +5V电源 +5V电源 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地址线 地 地 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 +3.3V电源 +3.3V电源 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 IO O O O O O O O O IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO 备注 A03|XA05 A02|XA04 A01|XA03 A00|XA02 A21|BE3 A20|BE2 NC|BE1 NC|BE0 GND GND D31 D30 D29 D28 D27 D26 D25 D24 +3.3V +3.3V D23 D22 D21 D20 D19

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序号 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 D18 D17 D16 代号 含义 数据线 数据线 数据线 地 地 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 地 地 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 地 地 读信号 写信号 IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO O O 备注 GND GND D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 GND GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GND GND RD WE 2X、6X、ARM:=RD,5X:=NOT R/W\\ 2X、6X、ARM:=WE,5X:= R/W\\

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 28

序号 75 76 77 78 79 80 OE 代号 含义 使能信号 准备好信号 IO O I 备注 6X、ARM:=OE,2X:=RD,5X:=NOT R/W\\ 外部输入的READY信号,连接到CPU的READY引脚 RDY MSTRB CS0 GND GND 存储器选通信号 O 片选信号0 地 地 O 2X:=STRB,5X:=MSTRB,6X:=NC 2X、5X:IO 0X000~0X1FFF 6X: CE2 0XA0000000~0XA0001FFF J76定义说明 序代号 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 +12V -12V GND GND +5V +5V GND GND +5V +5V CPU1 HOLD CPU2 HOLDA CPU3 BUSREQ CPU4 +12V电源 -12V电源 地 地 +5V电源 +5V电源 地 地 +5V电源 +5V电源 CPU种类指示信号 外部总线保持信号 CPU种类指示信号 总线保持响应信号 CPU种类指示信号 外部总线请求信号 CPU种类指示信号 含义 IO O I O O O O O 备注

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 29

序号 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 代号 CPU5 +3.3V +3.3V CLKX0 CLKS0 FSX0 DX0 GND GND CLKR0 NC FSR0 DR0 GND GND CLKX1 CLKS1 FSX1 DX1 GND GND CLKR1 NC FSR1 DR1 GND GND TOUT0 TINP0 含义 CPU种类指示信号 IO O 备注 +3.3V电源 +3.3V电源 McBSP0输出位时钟 IO McBSP0外部输入时钟 I O McBSP0输出侦时钟 IO McBSP0输出数据 地 地 McBSP0输入位时钟 IO 空脚 McBSP0输入侦时钟 IO McBSP0输入数据 I 地 地 McBSP1输出位时钟 IO McBSP1外部输入时钟 I O McBSP1输出侦时钟 IO McBSP1输出数据 地 地 McBSP1输入位时钟 IO 空脚 McBSP1输入侦时钟 IO McBSP1输入数据 I O I

地 地 定时器输出0 定时器输入0 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 30

序号 47 48 NMI 代号 含义 不可屏蔽中断 中断 IO I I 备注 INT1/EINT5 外部输入的中断信号,连接到CPU的中断:5X-INT1;6X:EINT5;2X:INT2 49 50 51 52 53 XF/TOUT1 BIO/TINP1 GND GND INT0/EINT4 O/定时器1输出 O 2X、5X:=XF, 6X:= TOUT1 2X、5X:BIO,6X:TINP1 外部输入的中断信号,连接到CPU的中断:5X-INT0;6X:EINT4;2X:INT1 IN/定时器1输入 I 地 地 中断 I 54 55 56 IACK NC CS2 中断响应信号 空脚 片选信号2 O O 2X、5X: IO空间 0X4000~0X7FFF、6X:CE3 0XB0000000~0XB0003FFF 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 MSC IAQ RESET DBINT/PD GND GND CNTL1 CNTL0 STAT1 STAT0 INT2/EINT6 状态完成信号 地址采集信号 复位信号 子板中断/电源指示 O O O O O I I I CPU板发送给子板的控制信号1 CPU板发送给子板的控制信号0 子板发送给的CPU板状态信号1 子板发送给的CPU板状态信号0 外部输入的中断信号,连接到CPU的中断:5X:INT2;6X:EINT6;2X:PDPINTA 地 地 子板控制信号1 子板控制信号0 子板状态信号1 子板状态信号0 中断 68 INT3/EINT7 中断 I 外部输入的中断信号,连接到CPU的中断:5X:INT2;6X:EINT7;2X:PDPINTB

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序号 69 CS3 代号 含义 片选信号3 IO O 备注 2X、5X: 数据空间 0X8000~0XFFFF、6X:CE3 0XB0004000~0XB000BFFF 70 CS1 片选信号1 O 2X、5X: IO空间 0X2000~0X3FFF、6X:CE2 0XA0002000~0XA0003FFF 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 DMAC3 DMAC2 DMAC1 DMAC0 DB_DET GND GND CLKOUT GND GND DMA状态信号 DMA状态信号 DMA状态信号 DMA状态信号 子板检测信号 地 地 时钟 地 地 O O O O I O 子板输入给CPU板的信号,低有效。该信号用来检测是否有子板插在CPU板上 CPU的时钟输出信号 注意:只有当子板检测信号引脚75“DB_DET”为低电平时上述分配才起作用,否则上述分配无效。安装Techv扩展板时,要注意安装的方向。

扩展板举例介绍如下:

SVEDIO静态图象模板概述

该视频板是用于视频信号静态采集、显示、处理。 

前端解码芯片:SAA7111

 四个模拟信号输入端,可以输入NTSC/PAL制式视频信号;  两个模拟信号处理通道和两个模拟滤波器  两个16位模/数转换器(ADC)

 输出16位数字格式的YUV(4:2:2和4:1:1)信号  内建YUV总线的亮度、对比度、饱和度的控制器/调节器  自动探测50Hz或60Hz的场频;

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 32

 外接24.578MHz的晶振即可用于处理各种不同标准输入信号; 

后端编码芯片:AL250

 将隔行TV信号(NTSC/PAL制)转换为逐行VGA格式的R、G、B信号;  自动检测NTSC/PAL制的输入信号;

 输出VGA信号分辨率为640×480(NTSC制)或768×576(PAL制);  高集成度设计,内建DAC(数/模转换器)、SRAM(静态存储器)、OSD(在

屏显示)和LUT(查找表,提供GAMMA校正等功能);

 

在线可编程CPLD:XC95144XL-TQ144实现前端数据采集和逻辑时序控制; 2片512K×8BIT的SRAM,用于存放采集到的图像数据。 Techv 扩展总线

4、电机控制接口

当使用2000系列的CPU板时,可以利用CPU的事件管理器(EVM)模块和AD模块,通过电机接口,控制各种类型的电机。当使用5000系列的CPU板时,此接口不能使用。

接口的信号定义如下:

5、 语音单元

语音Codec采用扩展板的形式通过语音接口与主板相连,以便开发不同接口Codec

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 33

的语音板。

标配的语音扩展板Codec芯片采用TLV320AIC23(以下简称AIC23),AIC23是TI推出的一款高性能的立体声音频Codec芯片,内置耳机输出放大器,支持MIC和LINE IN两种输入方式(二选一),且对输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23的模数转换(ADCs)和数模转换(DACs)部件高度集成在芯片内部,采用了先进的Sigma-delta过采样技术,可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样,ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。与此同时,AIC23还具有很低的能耗,回放模式下功率仅为23mW,省电模式下更是小于15uW。

语音处理单元由语音输接口、输出功率模块组成。语音输入接口提供线性和麦克风输入,输入信号由 AIC23进行AD变换,由DSP采集、处理AD变换后的数据,然后将处理后的数据送AIC23进行DA变换。DA变换后的信号经过功率放大送板载扬声器或耳机接口。

在实验箱底板的左中部(音频信号源的上面)有两个电位器和四个2号孔,其中“左声道输入、右声道输入”两个2号孔与“语音单元”的线性输入接口相连,提供外部到“语音单元”的输入通道。“左声道输出、右声道输出”两个2号孔是板上功放单元的输

? ? ? ?McBSP0? ? ? ?? ? ? ?CPU1语音处理单元原理框图

AIC23 McBSP1 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 34

入接口,这样用户可以从“语音单元”或者“左声道输出、右声道输出”两个2号孔输入信号到功放单元。两个电位器“左声道调节、右声道调节”可以调节输入功放的信号的大小从而调节功放的输出。原理框图如下:

语音接口的信号定义如下:

J64定义说明 序代号 号 1 2 3 +3.3V +3.3VA Audioin1 +3.3V电源 +3.3V电源 线性输入1 含义 IO I 备注 数字+3.3V电源 模拟+3.3V电源

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 35

序号 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 代号 Audioin2 Audioin3 AGND BCKR0 BFSR0 BDR0 BCKX0 BFSX0 BDX0 BCKR1 BFSR1 BDR1 BCKX1 BFSX1 BDX1 LHPOUT PHPOUT LOUT ROUT AGND GND +5VA +5V 含义 线性输入2 麦克风输入 模拟地 MCBSP0读位时钟 MCBSP0读侦时钟 MCBSP0读位数据 MCBSP0写位时钟 MCBSP0写侦时钟 MCBSP0写位数据 MCBSP1读位时钟 MCBSP1读侦时钟 MCBSP1读位数据 MCBSP1写位时钟 MCBSP1写侦时钟 MCBSP1写位数据 耳机左声道输出 耳机右声道输出 线性左声道输出 线性右声道输出 模拟地 数字地 +5V电源 +5V电源 IO I I O O I O O O O O I O O O O O O O 模拟+5V电源 数字+5V电源 备注 JP4定义说明 序号 1 +5V +5V电源

代号 含义 IO 数字+5V电源 备注 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 36

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

BOE R/W A0 D0 A1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A14 A15 BCS0 BCS1 GND NC NC BBIO NC BINT0 XF GND BINT1 读信号 写信号 地址线0 数据线0 地址线1 数据线1 数据线2 数据线3 数据线4 数据线5 数据线6 数据线7 地址线14 地址线15 片选0 片选1 数字地 空脚 空脚 IO输入 空脚 中断0 IO输出 数字地 中断1 O O I IO IO IO IO IO IO IO IO O O O O I I O I

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 37

语音单元设置说明: 拨码开关S6:

状态 1 2 语音调节旋扭:

旋扭 右声道调节 左声道调节 备 注 顺时针旋转:声音变小;逆时针旋转:声音变大 顺时针旋转:声音变小;逆时针旋转:声音变大 备 注 ON,右声道开;OFF右声道关;缺省设置 ON,左声道开;OFF左声道关;缺省设置 语音2号孔接口:(最大允许输入电压范围0~+3.3V,超出此范围,易引起器件损坏)

2号孔接口名称 右声道输出 左声道输出 左声道输入 右声道输入 语音扩展板拨码开关的设置: SW1拨码开关:

状态 1 2 3 4 SW2拨码开关:

状态 1 2 3 4 备 注 ON ON ON 空脚,OFF 备 注 ON,MODE=1 SPI模式、用SPI模式配置AIC23 OFF ON ON 备 注 右声道信号输出端子 左声道信号输出端子 左声道信号输入端子 右声道信号输入端子 注:当不使用语音扩展板,MCBSP0、MCBSP1信号扩展到Techv总线时,除SW1

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 38

的1位外,SW1、SW2 的所有位都置为OFF。

在“语音单元”中,有四个音频接口,两个输入,两个输出。

“线性输入”可以接入由电脑声卡产生的语音信号。 “麦克输入”可以通过MIC输入音频信号。 “耳机输出”可以通过耳机听取声音。 “扬声器输出”可以与音箱相接。

6、仿真器接口

板载仿真器接口符合IEEE Standard 1149.1(JTAG)标准,通过总线开关来选择仿真的CPU板。引脚分配如图9所示:(空脚是第六脚,靠近缺口一排最左边是第一脚)

DSP JTAG接口定义 JTAG3 引脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 JTAG功能组 TMS TRST TDI GND 电源 NC TDO GND TCLK

相关说明 JTAG模式控制 JTAG复位 JTAG数据输入 地 +5V 空脚 JTAG数据输出 地 JTAG时钟 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 39

10 11 12 13 14 GND TCLK GND EMU0 EMU1 地 JTAG时钟 地 仿真中断0 仿真中断1 K9:开关,用于切换仿真器与CPU的连接。 状态 1-2 2-3 备 注 JTAG3连接到JTAG1(仿真器连接到实验箱左边的CPU1上) JTAG3连接到JTAG2(仿真器连接到实验箱右边的CPU2上) 7、DA转换单元

DA转换芯片采用Analog Devices公司的AD7303。该芯片是单极性、双通道、串行、8位DA转换器,操作串行时钟最快可达30M,DA转换时间1.2μs。采用SPI串行接口和DSP连接。DA输出通过放大电路,可以得到0~5V的输出范围。两个2号孔“输出1、输出2”分别对应AD7303的“OUTB、OUTA”。警告:(不允许把这两个二号孔直接和“地”相连,否则引起器件损坏)

电位器R86、R85是调节DA输出的电压放大倍数的,出厂时已设置好,用户不需调节。(R86调节OUTA、2号孔“输出2”,R85调节OUTB、2号孔“输出1”)。

8、AD转换单元

模数转换芯片选用AD7822,单极性输入,采样分辨率8BIT,并行输出;內含取样保持电路,以及可选择使用內部或外部参考电压源,具有转换后自动Power-Down的模式,电流消耗可降低至5μA以下。转换时间最大为420ns, SNR可达48dB,INL及DNL都在±0.75 LSB以內。可应用在数据采样、DSP系统及移动通信等场合。在本实验系统中,参考电压源+2.5V,偏置电压输入引脚Vmid=+2.5V。模拟输入信号经过运放处理后输入AD7822,输入电压范围-12V~+12V。

Vin Vref/2 Vref Vref+Verf/2 AD7822编码图

D7~D0 00000000 10000000 11111111 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 40

A/D转换单元的资源分配如下:

A/D转换器分配空间为CPU2 IO空间的:8002h(只能进行读操作),占用CPU2的中断2。和54X CPU配套使用时,采样时钟由CPLD提供,中断方式采集数据;和2X CPU配套使用时,采样时钟由DSP提供,查询方式采集数据。

下面是AD 采样时钟的控制,通过拨码开关SW2的控制 : 1-ON、2-ON、3-ON、4-ON:ADCLK=250KHZ 1-OFF、2-ON、3-ON、4-ON: ADCLK=1MHZ 1-OFF、2-OFF、3-ON、4-ON: ADCLK=1MHZ HCPUCS=“1” 2X CPU板 ADCLK=IOPF6

AD采样时钟由CPLD分频2MHZ晶振分频得到或通过2X DSP的IOPF6通用IO引脚模拟。

JP3拨码开关: 码位 1 备注 ON:“模拟信号源”单元的“信号源1”的输出连接到AD7822输入;OFF:未连接信号源1,缺省位置; 2 ON:“模拟信号源”单元的“信号源2”的输出连接到AD7822输入;OFF:未连接信号源2,缺省位置; 3 ON:该单元的2号孔“输入2”,连接到AD7822输入; OFF:未连接2号孔“输入2”,缺省位置; 4 ON:“模拟信号源”单元的“信号源1”的输出连接到2X 的AIN4输入 注:只对2X CPU有效 OFF:未连接 “AIN4”,缺省位置; 5 ON:“模拟信号源”单元的“信号源1”的输出连接到2X 的AIN5输入 注:只对2X CPU有效 OFF:未连接 “AIN5”,缺省位置 6 ON:该单元的2号孔“输入1”,连接到2X 的AIN5输入 注:只对2X CPU有效 OFF:未连接2号孔“输入1”,缺省位置 2号孔“输入1”用于将外界的信号输入2X CPU的AIN5 2号孔“输入2”用于将外界的信号输入AD7822。 2号孔“输入3”用于外界的信号输入2X CPU的AIN4。

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 41

注:输入电压范围 –5V~+5V,超出此范围,易损坏器件

电位器R33、R34是调节AD输入的电压增益倍数的,出厂时已设置好,用户不需调节。(R33调节AIN4输入,R34调节AIN5输入)。

电位器R32是调节AD的参考电压的,出厂时已设置好,用户不需调节。 9、开关量输入输出单元

8位的数字量输入(由八拨码开关产生)当拨码开关打到靠近LED时为低,相反为高。8位的数字量输出(通过八个LED灯显示)输出为低时对应LED点亮时;输出为高时,LED熄灭。八个八段LED数码管,通过HD7279控制。。

数字量输入输出单元的资源分配如下:

数字量输入分配空间为CPU2 IO空间的:8000h (只读) 数字量输出分配空间为CPU2 IO空间的:8001h (只写)

10、USB单元

USB接口芯片采用CYPRESS公司的SL811HS。该芯片是主从控制芯片,可以做主设备也可以做从设备。符合USB1.1规范,支持全速(12M)和低速(1.5M)两种传输速率。

USB单元的资源分配如下:

SL811HS 地址寄存器分配空间为CPU1 IO空间的:800Ch SL811HS 数据寄存器分配空间为CPU1 IO空间的:800Bh CPU1的中断0(54X=INT0、2X=INT1) 写CPU1 IO 800AH,复位SL811HS 读CPU1 IO 800AH, SL811HS退出复位 SL811HS主从控制通过SW2:

1-OFF,2-OFF,3-ON,4-ON 选择为主模式; SW2为其余状态时SL811HS为从模式。

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USB单元的拨码开关设置:

SW3:USB主/从接线选择 1 ON OFF 2 ON OFF 3 OFF ON 4 OFF ON 主/从选择 主模式 从模式 缺省模式 非法状态 SW3:全速/低速选择 5 ON OFF 其它 6 OFF ON 速度选择 全速(12 Mbps)缺省模式 低速(1.5 Mbps) 非法状态 其它

11、CPLD逻辑单元

该单元主要完成资源分配、译码工作。芯片采用XILINX公司的XC95144XL。开发环境webpack5.1。CPLD编程接口定义如下:(靠近缺口一排最右边是第一脚)

该单元的拨码开关SW2,输出2号孔,LED指示灯D1,D2,D3的功能都可以由用户重新编程设定。

预设功能如下:

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拨码开关:SW2 SW2 1 2 3 4 备 注 码位 以太网RTL8019产生的中断给CPU1的中断INT0 USB从模式 ON ON ON ON AD7822产生的中断给CPU2的中断INT2,ADCLK=250KHZ LCD 串口模式, IO地址8006,8007 USB产生的中断给CPU1的中断INT0,USB从模式 OFF ON ON ON AD7822产生的中断给CPU2的中断INT2,ADCLK=1MHZ LCD 8位并口模式,IO地址8004,8005 OFF OFF ON ON USB产生的中断给CPU1的中断INT0,USB主模式 AD7822产生的中断给CPU2的中断INT2,ADCLK=1MHZ LCD 8位并口模式,IO地址8004,8005 ON OFF ON ON ON ON 单脉冲产生的中断给CPU1的中断INT0 单脉冲产生的中断给CPU2的中断INT2 其余状态保留 OFF ON X X X X LED指示灯:

LED-D1: CPU2 的XF的状态,XF=1,”灭“,XF=0,”亮“ LED-D2: USB不复位“亮”, USB复位”灭“ LED-D3: NET不复位“亮”, NET复位”灭“ 2号孔:

复位: 高电平复位脉冲信号

时钟1: CLKOUT/4时钟,从CPU2的CLKOUT分频得到 时钟2: CLKOUT/4时钟,从CPU1的CLKOUT分频得到 时钟3: 1MHZ时钟,从Y1 2MHZ分频得到 时钟4: 2MHZ时钟,从Y1 输出

12、电源单元

该单元提供板上所需的±12V,+5V,+3.3V直流电,此外还提供了2号孔和一个四针插座J71,方便用户为板卡以及其它扩展外设供电。输入电源为交流220V市电输入。

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保险规格3A/250V。

13、模拟信号源

此单元可产生频率、幅值可调的双路三角波、方波和正弦波。产生电路采用两片8038信号发生器,输出频率范围100~120KHz,幅值范围-5V~+5V。输出波形、频率范围可通过波段开关来选择。频率、幅值可独立调节。两路输出信号可以经过加法器进行混叠,作为信号滤波处理的混叠信号源。混叠后的信号从“信号源1”输出。

ICL8038原理框图

频率调节混叠频率调节波形选择信号源2信号源1波形选择幅值调节幅值调节模拟信号源原理框图

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 45

模拟信号源单元波段开关说明:

波形选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的波形(正弦、三角、方波),频率选择波段开关拨到底板丝印的相应位置选择对应的频率范围。 信号源单元电位器说明:

“频率调节”

左旋 右旋 “幅值调节”

左旋 右旋 S23:拨码开关 码位 1或2 2号孔:

“信号源1”:信号源1输出,频率范围100~120KHZ,幅值-5V~+5V “信号源2”:信号源2输出,频率范围100~120KHZ,幅值-5V~+5V “模拟地”:模拟地

备注 ON:混频开;全OFF,混频关,缺省位置; 变大 变小 变小 变大 14、音频信号源

此单元采用Winbond公司的ISD系列单片语音录放集成ISD25120。这是一种永久记忆型语音录放电路,录音时间为120秒,可重复录放10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术,每个采样值可直接存储在片内单个EEPROM单元中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,从而避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。该器件的采样频率为4.0KHz,内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的EEPROM。ISD25120还具备微控制器所需的控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务,以实现复杂的信息处理功能,如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息管理等。ISD25120可不分段,也可按最小段长为单位来任意组合分段。本实验箱ISD25120工作在按钮模式。

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录音操作流程:

将麦克风或音频源插入“E_lab模块1”附近的“录音接口”端(注意:不是语音单元

的“麦克输入”),将“音频信号源”的“S25”拨码开关拨到“运行”位置,“S4”拨到“录

音”位置,然后按下“S3”录音开始。录音过程中可以按下“S3”暂停录音,再次按下时又接着录音。这样就能实现分段录音。录音长度最大为120秒。

播放操作流程:

将“音频信号源“的“S25”拨码开关拨到“运行”位置,“S4”拨到“播放”位置,然后按下“S3”播放开始。播放过程中可以按下“S3”暂停播放,再次按下时又接着播放。播放时输出的音频信号通过“J43”2号孔输出,用户可以将此信号输入到功放单元的输入2号孔“左路输出”或“右路输出”通过板载扬声器监听。

“S25”拨码开关拨到“复位”位置时,芯片处于复位状态,不能录放。

S1:拨码开关 码位 1或2 备注 ON:音频信号源输出的声音输出给语音单元的麦克风输入; 全OFF:断开音频信号源输出的声音 15、液晶显示单元

本实验系统选用中文液晶显示模块LCM12864ZK,其字型ROM 内含8192个16*16 点中文字型和128个16*8半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提供一个64*256点的绘图区域GDRAM;而且内含CGRAM 提供4 组软件可编程的16*16 点阵造字功能。电源操作范围宽(2.7V to 5.5V);低功耗设计可满足产品的省电要求。同时,与CPU等微控器的接口界面灵活(三种模式并行8 位/4 位串行3 线/2 线);LCD数据接口基本上分为串行接口和并行接口两种形式,本实验采用并行8位或串行2 线接口方式,用户根据需要改变跳线J65改变接口方式。

J65

1 注:连接1、2 并行方式 2 连接2、3 串行方式 3

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 47

液晶模块拨码开关说明:

S2:拨码开关 码位 1 2 备注 ON:液晶电源开,缺省位置;OFF,液晶电源关; ON:液晶模块背光电源开;OFF, 液晶模块背光电源关,缺省设置; 电位器:R38 调节液晶的对比度,出厂时已调整好,用户勿需调节。 液晶显示单元的资源分配如下:

LCD,设置在并行8BIT方式:扩展到CPU2 IO空间: 8004~8005 LCD,设置在串行8BIT方式:扩展到CPU2 IO空间: 8006~8007

16、单脉冲单元

该单元由555定时器组成单稳态触发电路 ,由“单脉冲输出”按键(在液晶显示单元的右下脚)控制,每按一次,产生一个高电平有效的单脉冲,此脉冲经过CPLD整形反相,送给CPU板的中断输入管脚。

17、RS232串口单元

该单元只有使用’2000系列的CPU板时使用,’2000系列DSP的标准RS232串行口经过电压转换芯片MAX3232与外部RS232串行口联接。J66、J67 是 DB9针接口,和PC机或实验箱间进行通讯,用双头是孔的交叉串口电缆。串行接口J66和J67引脚定义如下:

发送状态指示灯D37、D39,接收状态指示灯D36、D38在数据传输时闪烁,空闲状

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 48

态“灭“。

18、CAN总线单元

该单元只有使用’2000系列的CPU板时使用,’2000系列DSP的CAN总线接口经过CAN总线接口芯片UC5350与外部接口相连。接口引脚定义如下:

注意:如果将此单元的跳线短接,那么将接入200欧姆的终端电阻。

19、以太网单元

接口芯片选用RTL8019AS。RTL8019AS是realtek公司生产的以太网控制器,支持IEEE802.3协议;支持8位或16位数据总线;内置16KB SRAM,用于收发缓冲;全双工,收发同时达到10Mbps;支持10Base5、10Base2、10BaseT,并能自动检测所连接的介质,在网卡中占有相当比例。通过以太网接口,实验箱可以在局域网内与其他PC机进行通讯。

RTL8019AS设置成JUMPER模式,扩展到CPU1的IO空间,地址9000H~9FFFH,实际对8091AS有效的地址为:9300~931F,占用中断0。

拨码开关SW1设置RTL8019AS数据总线的宽度: 码位状态 1-ON 2-OFF 1-OFF 2-ON 其余状态 非法 16位,缺省设置 备注 8位 以太网单元的3个LED预设为D40:错误指示(发生错误时亮)、D41:接收指示(常亮,接收数据时闪烁)、D42:发送指示(常亮,发送数据时闪烁)。以太网与外部接口采用标准RJ45接头。

RTL8019AS上电,自动复位,也可以通过访问下面的IO地址复位RTL8019AS: 写IO 800DH: 复位8019AS

读 IO 800DH : 8019AS 退出复位状态

数字信号处理EXPIV型教学实验系统 49

20、IO单元

此单元包括三部分:I/O单元1,I/O单元2,I/O单元3。

警告:此单元接口允许输入电压范围0~+5V,超出此范围将损坏器件。

I/O单元1:CPU2 扩展

CPU2扩展54X CPU时,把54X 的HPI口配置成GPIO引脚,要把CPU板SW1的1位“HPIENA” 置 “ ON”, 不使能HPI口。(5410 CPU板不支持)对应关系如下:

序号 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 I/O8 54X CPU引脚 HD6 HD4 HD2 HD0 HD7 HD5 HD3 HD1 CPU2扩展2X CPU时,对应关系如下:(把以下管脚配置成GPIO) 序号 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 I/O8 2X CPU引脚 TDIRB T3PWM PWM11 CAP5 TCLKINB T4PWM PWM12 CAP6 I/O单元2:CPU1扩展,只有CPU1是2X系列CPU时有效。 序号 I/O1 I/O2 I/O3

2X CPU引脚 TDIB T3PWM PWM11 数字信号处理EXPIV型教学实验系统 50

I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 I/O8 CAP5 TCLKINB T4PWM PWM12 CAP6 I/O单元3:CPU1数据总线通过CPLD扩展,对54X、2X系列均有效。 序号 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 CPU的数据线 D0 D1 D2 D3 21、键盘接口单元

键盘接口是由芯片HD7279控制的,HD7279是一片具有串行接口的,可同时驱动8位共阴式数码管或(64只独立LED)的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器,可直接接受BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式。此外,还具有多种控制指令,如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。在该实验系统中,仅使用了16个键。

22、数字量输出单元

8位的数字量输出(通过八个LED灯显示)当对应LED点亮时说明输出为低,熄灭时为高。用户可以通过对数字量输出单元编程,来显示CPU1的各种工作状态。

数字量输出分配空间为CPU1 IO空间的:8008h (只写)

22、其它接口

CPU1、CPU2的中断、BIO、XF、READY、RESET(复位)、RD(读)、WE(写)(只对2X CPU板有效)通过2号孔引出,方便用户使用。CPU1引出的信号“CPU1信号扩展单元”在模拟信号源的左侧。 CPU2引出的信号在CPU2 CPU板的正下方。中断、BIO、READY允许输入电压范围0~+5V,XF、RESET(复位)、RD(读)、WE(写)输入电压范围0~+3.3V。

综上所述,本章介绍了该系统的硬件资源,看完本章内容,应该对实验系统有一个基本的了解,在余下的几章中将会结合实验详细介绍每个单元在实验中的具体应用。

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第二章 调试软件安装说明

一、CCS的安装

利用CCS集成开发环境,用户可以在一个开发环境下完成工程定义、程序编辑、编译链接、调试和数据分析等工作环节。下图为典型CCS集成开发环境窗口示例。整个窗口由主菜单、工具条、工程窗口、编辑窗口、图形显示窗口、内存单元显示窗口和寄存器显示窗口等构成。

以安装CCS5000(2.0)为例: 1、 CCS软件安装系统要求

要使用Code Composer Studio操作平台必须满足以下的要求: ● IBM PC(或兼容机)

● Microsoft Window95/98/ NT 4.0/2000/XP

● 至少32M 内存,100M 硬盘空间,奔腾处理器,SVGA(800*600) 2、 Code Composer Studio的安装

(1) 安装CCS到系统中。将CCS安装光盘放入到光盘驱动器中,运行CCS安装程序

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setup.exe。出现以下画面。如果在WindowsNT下安装,用户必须要具有系统管理员的权限。

选择NEXT,按系统提示安装,默认安装路径是“C:\i”。

(2) 安装完成后,在桌面上会有“CCS 2(‘C5000 )”和“Setup CCS 2(‘C5000 )”两个快捷方式图标。分别对应CCS应用程序和CCS配置程序。

(3)如果用户的操作系统为Windows 95,则可能需要增加环境变量空间。方法是

将语句“shell=c:\windows\command.com/e:4096/p\"添加到C盘根目录下的

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CONFIG.SYS文件中,然后重新启动计算机。这条语句将环境变量空间设置为4096字节。

二、CCS的设置(以并口仿真器设置为例)

安装CCS软件与普通的程序安装类似,没有特殊要求。下面介绍安装完成后如何设 置CCS软件。如果CCS是在硬件目标板上运行,则先要安装目标板驱动程序,然后运行“CCS Setup”配置驱动程序,最后才能执行CCS。除非用户改变CCS应用平台类型,否则只需运行一次CCS配置程序。运行Code Composer Studio Setup软件(即桌面上的Setup CCS2(C5000)图标。

点击Install a Device Driver,选择相应驱动程序. 例如:

5X系列: PCI开发器为xdspci54x.dvr;

2X系列: PCI开发器为xdspci2xx.dvr

ISA开发器为wtxds2xxisa.dvr EPP开发器为sdgo2xx32.dll

ISA开发器为wtxds54xisa.dvr EPP开发器为sdgo5xx32.dll

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3X系列: PCI开发器为xds3xPCI.dvr

ISA开发器为wtxds3xisa.dvr EPP开发器为Sdgo3x32.dll

此时,Available Board/Simulator Type一栏中会出现相应的驱动图标;

把该图标拖动到最左边的System Configuration一栏中.出现Board Properties对话框.

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点击NEXT,进入下一页,会显示板卡的I/O口值,修改为0x378(ISA、PCI、USB仿真器不用修改),再点击NEXT,

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在Processor Configuration窗中, 在Available Processor中选择TMS320C54XX然后,点击Add Single;对话框右边出现CPU_1图标.

点击NEXT,进入下一页,提示选择一个初始化的.GEL文件,对于5000系列的DSP芯片,可选择5402、5409、5410等。

最后,点击finish.关闭CCS程序,选择保存。至此CCS安装设置完成。

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第三章 硬件安装说明

硬件仿真器是进行系统开发的必备工具,它是采用边界扫描技术和CPU芯片通过JTAG口相连接。实现了主机对CPU芯片的完全检测和控制。可以通过JTAG和相应的软件调试环境实现系统的硬件调试和软件的在线调试开发工作。

一、DSP硬件仿真器的安装

第一步、取出开发系统,检查是否齐全 ● EPP开发系统

A. 关闭PC机电源,将专用并口电缆一端插入PC机并口中,另一端插入仿真

器的并口,注意插接要稳固。

B. 用+5V稳压电源通过电源插口给仿真器供电。 C .启动PC机,安装新硬件,驱动程序eppdrive.zip ● USB开发系统

A.关闭PC机电源,将专用电缆插入一端插入PC机USB口中,另一端插入仿真

器的USB口,注意插接要稳固。

B.启动PC机,安装新硬件,驱动程序usbdrive.zip ● PCI开发系统

A.关闭PC机电源,取下机箱盒,将PCI卡插入PCI插槽中,注意插接要稳固。 B.启动PC机,安装新硬件,驱动程序为pcitfsetup.zip

C.安装好PCI卡后,用37针专用连线,连接PCI卡与连接仿真盒,再将仿真

盒另一端,连好JTAG接线。

第二步、将以安装好的仿真器JTAG线,插入底板上的JTAG3“DSP仿真器“接口。 至此,硬件仿真器安装完成。

二、DSP硬件仿真器的使用

硬件仿真器的用法比较简单,只要将JTAG口连接正确,DSP芯片能够正常工作并且软件调试环境配置正确即可以应用。下面给出JTAG的定义:

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注意第六脚是空脚。

接通电源,把实验箱后方的电源开关打到“ON”位置,实验箱通电,实验箱电源单元 的电源指示灯LED9、10、11、12指示灯点亮。

双击桌面上的CCS2(‘C5000)图标,进入CCS软件界面,可以开始进行程序的开发和调试。

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