课程设计
课 题：正弦信号发生器的设计
班 级：通信0802
姓 名：
学 号：2008001322
课题 正弦信号发生器
一、设计目的
学会用ccs集成开发软件，在开发环境下完成工程项目创建，程序编辑，编译，链接，调试和数据分析。
二、设计内容
用ccs软件编写程序产生正弦波
三、设计实现
正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：
取泰勒级数的前5项，得近似计算式：
递推公式：
sin(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-sin[(n-2)x]
cos(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-cos[(n-2)x]
由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时,需要已知cos(x)、sin(n-1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。
计算一个角度x的正弦值，可利用泰勒级数的展开式，采用子程序的调用方式来实现。在调用前先在数据存储器d_xs单元中存放x的弧度值，计算结果存放在d_sinx单元中
四、设计步骤
1、CCS软件的操作:
(1)建立工程：点击菜单project-new，在弹出的窗口中输入工程名，后缀是.pjt；
(2)建立文件：点击菜单file-new-source file，建立汇编语言文件和链接命令文件；
(3)将文件加入工程：点击菜单project-add files to project，选择要加入的文件添加到工程；
(4)工程的汇编链接：点击菜单project-rebuild all，若汇编链接成功会生成.out文件；
(5)装载可执行程序：点击菜单file-lode program，装载.out文件；
(6)执行程序：点击菜单debug-run；
(7)观察结果。
2、注意事项:
(1)标号区分大小写，标号从第一列开始；
(2)星号(*)从第一列开始；
(3)指令助记符不能从第一列开始；
(4) MEMORY和SECTIONS要大写；
(5)在链接命令文件中解释说明用符号/* */；
(6)PAGE与0或与1之间要有空格。
五、设计源程序
1、正弦波形的汇编程序
.title "sinx.asm"
.mmregs
.def _c_int00
.ref d_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx
sin_x: .usect "sin_x",360
STACK: .usect "STACK",10
k_theta .set 286
PA0 .set 0
_c_int00: .text
STM #STACK+10,SP
STM #0,AR1
STM k_theta,AR0
STM #sin_x,AR7
STM #90,BRC
RPTB loop1-1
LDM AR1,A
LD #d_xs,DP
STL A,@d_xs
STL A,@d_xc
CALL sin_start
CALL cos_start
LD #d_sinx,DP
LD @d_sinx,16,A
MPYA @d_cosx
STH B,1,*AR7+
MAR *AR1+0
loop1: STM #sin_x+,AR6
STM #88,BRC
RPTB loop2-1
LD *AR6-,A
STL A,*AR7+
loop2: STM #179,BRC
STM #sin_x,AR6
RPTB loop3-1
LD *AR6+,A
NEG A
STL A,*AR7+
loop3: NOP
end: B end
sin_start:
.def sin_start
d_coef_s .usect "coef_s",4
.data
table_s: .word 01C7H
.word 030BH
.word 0666H
.word 1556H
d_xs .usect "sin_vars",1
d_squr_xs .usect "sin_vars",1
d_temp_s .usect "sin_vars",1
d_sinx .usect "sin_vars",1
c_1_s .usect "sin_vars",1
.text
SSBX FRCT
STM #d_coef_s,AR4
RPT #3
MVPD #table_s,*AR4+
STM #d_coef_s,AR2
STM #d_xs,AR3
STM #c_1_s,AR5
ST #7FFFH,c_1_s
SQUR *AR3+,A
ST A,*AR3
||LD *AR5,B
MASR *AR3+,*AR2+,B,A
MPYA A
STH A,*AR3
MASR *AR3-,*AR2+,B,A
MPYA *AR3+
ST B,*AR3
||LD *AR5,B
MASR *AR3-,*AR2+,B,A
MPYA *AR3+
ST B,*AR3+
||LD *AR5,B
MASR *AR3-,*AR2+,B,A
MPYA d_xs
STH B,d_sinx
RET
cos_start:
.def cos_start
d_coef_c .usect "coef_c",4
.data
table_c: .word 0249H
.word 0444H
.word 0AABH
.word 4000H
d_xc .usect "cos_vars",1
d_squr_xc .usect "cos_vars",1
d_temp_c .usect "cos_vars",1
d_cosx .usect "cos_vars",1
c_1_c .usect "cos_vars",1
.text
SSBX FRCT
STM #d_coef_c,AR4
RPT #3
MVPD #table_c,*AR4+
STM #d_coef_c,AR2
STM #d_xc,AR3
STM #c_1_c,AR5
ST #7FFFH,c_1_c
SQUR *AR3+,A
ST A,*AR3
||LD *AR5,B
MASR *AR3+,*AR2+,B,A
MPYA A
STH A,*AR3
MASR *AR3-,*AR2+,B,A
MPYA *AR3+
ST B,*AR3
||LD *AR5,B
MASR *AR3-,*AR2+,B,A
SFTA A,-1,A
NEG A
MPYA *AR3+
MAR *AR3+
RETD
ADD *AR5,16,B
STH B,*AR3
RET
.end
2、正弦波形的链接程序
MEMORY
{
PAGE 0:
EPROM: org=0E000H,len=1000H
VECS: org=0FF80H,len=0080H
PAGE 1:
SPRAM: org=0060H,len=0020H
DARAM1: org=0080H,len=0010H
DARAM2: org=0090H,len=0010H
DARAM3: org=0200H,len=0200H
}
SECTIONS
{ .text :> EPROM PAGE 0
.data :> EPROM PAGE 0
STACK :> SPRAM PAGE 1
sin_vars :> DARAM1 PAGE 1
coef_s :> DARAM1 PAGE 1
cos_vars :> DARAM1 PAGE 1
coef_c :> DARAM2 PAGE 1
sin_x : align(512){}> DARAM3 PAGE 1
.vetors :> VECS PAGE 0
}
3、复位向量文件
.title "vectors.asm"
.ref _c_int00
.sect ".vectors"
B _c_int00
.end
实验结果：
六、设计结果分析
利用sin_start和cos_start子程序，计算0~45°（间隔为0.5°）的正弦和余弦值；再利用sin(2x)=2sin(x)cos(x)公式，计算0°~90°的正弦值（间隔为1°）；通过复制，获得0°~359°的正弦值；将0°~359°的正弦值重复从PA口输出，便可得到正弦波。
在实际应用中，正弦波是通过D/A输出口输出的。选择每个正弦周期中的样点数、改变每个样点之间的延迟，就能够产生不同频率的波形，也可以利用软件改变波形的幅度以及起始相位。
七、设计总结
本次课设中遇到了很多的问题：
其一是ccs集成操作环境比较生疏，又是全英文版的，有点难以下手，一边用ccs一边用google翻译，忙得不可开交，却也不亦乐乎。
二就是初次接触编程，出了错误也不知道在哪里改动，最终还是结合网上的资料及同学之间的相互讨论把结果做了出来。通过这次设计，我们学会了使用ccs集成开发环境做一些简单的设计，例如正弦信号的发生等。在过程中进一步提高了自己的创新能力，和对课程的对DSP芯片的进一步认知，对以后的工作生活或许会有很大的帮助。
