Đang tải... (xem toàn văn)
Thí nghiệm xử lý số tín hiệu trên KIT TMS320C6414
THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU TRÊN KIT TMS320C6414 (CCS verion 3.x ) Course Manual Nguyễn Thế Hoàng 9/2012 Mục lục DSP Development System 1.1 1.2 Cài đặt 2.1 TMS320C6713 TMS320C6416 Cài đặt Code Composer V3.x .6 Các thí nghiệm 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Lab1 - Làm quen với Code Composer Studio Lab2 - Tạo sóng sin 12 Lab3 – Giao tiếp AIC23, biến đổi DAC 15 Lab4 - Xử lý tín hiệu âm 17 Lab5 - Thiết kế lọc FIR 18 Lab6 - Thiết kế Bộ lọc IIR 22 Lab7 - FFT (Fast Forrier Transform) 25 Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 1 DSP Development System Phần mô tả cho cách cài đặt mội trường phát triển (IDE) thí nghiệm xử lý số tín hiệu TMS320C6416 TMS320C6713 Yêu cầu : CPU Tối thiểu Pentum 1.8Ghz trở lên Window XP (Chưa hỗ trợ Win Vista) CCS phiên 3.1 3.3 kèm theo kit Cài đặt Matlab phiên 2006 trở lên Kit TMS320C6416 TMS320C6713 Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 1.1 TMS320C6713 Thông số : • A Texas Instruments TMS320C6713 DSP operating at 225 MHz • An AIC23 stereo codec • 16 Mbytes of synchronous DRAM Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page • 512 Kbytes of non-volatile Flash memory (256 Kbytes usable in default configuration) • user accessible LEDs and DIP switches • Software board configuration through registers implemented in CPLD • Configurable boot options • Standard expansion connectors for daughter card use • JTAG emulation through on-board JTAG emulator with USB host interface or external emulator • Single voltage power supply (+5V) 1.2 TMS320C6416 Thông số board C6416 DSK : • A Texas Instruments TMS320C6416T DSP operating at Gigahertz • An AIC23 stereo codec • 16 Mbytes of synchronous DRAM • 512 Kbytes of non-volatile Flash memory • user accessible LEDs and DIP switches • Software board configuration through registers implemented in CPLD • Configured boot options and clock input selection • Standard expansion connectors for daughter card use • JTAG emulation through on-board JTAG emulator with USB host interface or external emulator • Single voltage power supply (+5V) Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page Cài đặt Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 2.1 Cài đặt Code Composer V3.x Cài đặt driver (có đĩa CD-ROM) file dsk6416.inf file sdusb2em.sys Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page Các thí nghiệm 3.1 Lab1 - Làm quen với Code Composer Studio Tạo project lab1 Tạo prject thư mục C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab1\ cách chọn Project -> new sau chọn thơng số hình sau : Tạo file CDB (Configuration Database) cách chọn file->new>DSP/BIOS Configuration… Khi hộp thoại xuất chọn dsk6416.cdb Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page Lưu file cdb cách chọn file->save as C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab1\lab1.cdb Sau đóng tab cấu hình CDB Thêm file vào project cách chọn project->add files to project Add file sau vào project : block_sine.c lab1.c Lab1cfg.cmd Lab1.cdb Kiểm tra xem project có đầy đủ file chưa Sau hồn tất, cấu trúc project trơng sau : Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page Sau load chương trình,ta thực thi chương trình cách nhấn F5, chọn debug -> run Khi chương trình thực thi xuất dòng sau : Hiệu chỉnh source code để thực nhiệm vụ sau : o Điều khiển led đơn 0,1,2,3 nhấp nháy sau giây o Đọc Dip SW hiển thị trạng thái lên led đơn o Xuất dòng chữ DSP Basic Lab giao diện console Thao tác với menu, công cụ… Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 11 3.2 Lab2 - Tạo sóng sin Chúng ta thực hàm tạo sóng sin cách sử dụng thuật tốn tạo sóng sin, sau vẽ lên đồ thị để quan sát Hàm tạo sóng sin dựa vòng lặp sử dụng lọc IIR đơn ổn Bài thí nghiệm tạo sóng sin tần số 500hz, lấy mẫu 48Khz Các phép toán thực số thực dấu chấm động, sau chuyển thành số decimal cách nhân cho 32000 Mở lab2 cách chọn Project->open Sau chọn đường dẫn C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab2\lab2.pjt Sau biên dịch, nạp chương trình chạy, để quan sát kết quả,ta vẽ liệu tạo lên đồ thị,chọn view->graph->time/frequency chọn thông số bảng sau : Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 12 Kết đồ thị hình sin tạo sau : Click phải vào đồ thị, chon property,chuyển display type thành FFT Magnitude chọn OK, ta quan sát phổ tần số tín hiệu sin Bộ mơn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 13 Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 14 3.3 Lab3 – Giao tiếp AIC23, biến đổi DAC Bài thí nghiệm giúp xuất tín hiệu âm tần ngồi thơng qua chip audio codec tích hợp board Chúng ta dụng tín hiệu sóng sin tạo thí dụ trước để xuất loa Trong thí nghiệm này, học : o Cách cấu hình chip âm AIC23 o Cách thực biến đổi DAC (thông qua chip AIC23) o Cách sử dụng ngắt phần cứng chip DSP Mở lab3 cách chọn Project->open Sau chọn đường dẫn C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab3\lab3.pjt Kết nối phần cứng hình vẽ Bộ mơn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 15 Sau kết nối phần cứng,tiến hành dịch, nạp chạy ứng dụng Ta nghe thấy tiếng âm phát loa Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 16 3.4 Lab4 - Xử lý tín hiệu âm Sau hồn thành thí nghiệm xuất tín hiệu âm ngồi thơng qua chip Chúng ta thực việc việc xử lý âm cách lấy mẫu tín hiệu âm đầu vào, sau tiến hành xử lý trước xuất tín hiệu loa Trong thí nghiệm đươc học cách : o Tạo hàm phần mềm thực thi theo chu kỳ o Thực ngắt phần cứng DSP o Thực ngắt phần mềm DSP o Cách thực task thực theo ngắt phần mềm o Thực semaphore multitasking o Thực biến đổi ADC DAC thông qua chip AIC23 Mở lab4 cách chọn Project->open Sau chọn đường dẫn C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab4\lab4.pjt Cấu hình phần cứng hình vẽ Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 17 Trong trường hợp xử lý tín hiệu vào cách đơn giản cách cộng tín hiệu vào từ codec với sóng sin tần số 1khz Chú ý nghe tiếng nhạc phát loa, ta nghe tiếng âm 1khz phát 3.5 Lab5 - Thiết kế lọc FIR Bộ lọc FIR thường dụng hệ thống DSP tính dễ thực hiện, ln ổn định, có số tính chất phù hợp với nhiều ứng dụng Bộ lọc FIR thường có dạng Trong y output,x input H(m) hệ số lọc Trong thí nghiệm đươc học cách : o Thực loc FIR thông thấp o Thực loc FIR thông cao o Thực loc FIR thông dải o Xem xét ảnh hưởng chúng lên tín hiệu Tín hiệu âm lấy mẫu hai kênh stereo, sau liệu kênh áp dụng lọc FIR, kênh lại giữ nguyên để tiện cho việc so sánh Đoạn mã xử lý liệu hai kênh : Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 18 Mở lab5 cách chọn Project->open Sau chọn đường dẫn C:\hlabvn.com\hDSP Basic Lab\lab5\lab5.pjt Kết nối phần cứng hình vẽ, quan sát âm hai kênh để thấy tác động lọc lên chúng : Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 19 Lần lượt thay hệ số lọc file sau để quan sát đáp ứng chúng o lp3000.cof : hệ số lọc thông thấp tần số 3khz o bp1750.cof: hệ số lọc thông dải tần số 1750hz o hp2200.cof: hệ số lọc thông cao tần số 2200hz Sử dụng view->graph->time/frequency chọn thông số sau để quan sát đáp ứng tần số cua lọc Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 20 Mạch lọc dải thấp 3000Khz Mạch lọc thông dải 1750hz Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 21 Mạch lọc thông cao 2k2 3.6 Lab6 - Thiết kế Bộ lọc IIR Bài thí nghiệm thực lọc IIR bậc 10 thực cách cách ghép nối cascade khâu bậc (second-order stages (SOS) in cascade hay second-order sections in cascade) Phương trình lọc tính theo cơng thức sau : u(n) = x(n) - b1u(n-1) - b2u(n-2) y(n) = a0u(n) + a1u(n-1) + a2u(n-2) Đầu tiên, tín hiệu lấy ADC kênh Audio stereo, Sau kênh áp dụng lọc, kênh giữ nguyên để tiện cho việc so sánh, sau tín hiệu xử lý biến đổi DAC đưa loa Đoạn mã xử lý liệu hai kênh audio có áp dụng lọc IIR sau : Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 22 Ta thay hệ số cho kiểu lọc IIR : o loc IIR thông thấp o loc IIR thông cao o loc IIR thông dải o Sau Xem xét ảnh hưởng chúng lên tín hiệu Mở lab6 cách chọn Project->open Sau chọn đường dẫn C:\hlab.com.vn\hDSP Basic Lab\lab6\lab6.pjt Kết nối phần cứng hình vẽ Bộ mơn Viễn Thơng – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 23 Sau cùng, biện dịch chương trình, chạy Quan sát âm tranh hai loa để thấy khác biệt sử dụng lọc Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 24 3.7 Lab7 - FFT (Fast Forrier Transform) (bổ sung sau) Bộ môn Viễn Thông – Khoa Công Nghệ Điện Tử - ĐHCN TP HCM Page 25 ... Lab4 - Xử lý tín hiệu âm Sau hồn thành thí nghiệm xuất tín hiệu âm ngồi thông qua chip Chúng ta thực việc việc xử lý âm cách lấy mẫu tín hiệu âm đầu vào, sau tiến hành xử lý trước xuất tín hiệu. .. biến đổi DAC Bài thí nghiệm giúp xuất tín hiệu âm tần ngồi thơng qua chip audio codec tích hợp board Chúng ta dụng tín hiệu sóng sin tạo thí dụ trước để xuất loa Trong thí nghiệm này, học :... triển (IDE) thí nghiệm xử lý số tín hiệu TMS320C6416 TMS320C6713 Yêu cầu : CPU Tối thiểu Pentum 1.8Ghz trở lên Window XP (Chưa hỗ trợ Win Vista) CCS phiên 3.1 3.3 kèm theo kit Cài đặt