的函数发生器的设计

1、广东石油化工学院DSP综合实验报告 课程名称： DSP系统开发与设计 实验题目： 函数信号发生器 学 号： 姓 名： 班 级： 指导老师： 实验日期：2012-6-11至2012-6-15基于TMS320C54x DSP的函数发生器的设计一、 设计目的：1、 了解数字波形产生的原理；2、 学习用DSP产生各种波形的基本方法和步骤；3、 掌握DSP与D/A转换器接口的使用。二、 设计设备计算机、DSP仿真器、ZYE1801B实验箱、20M示波器三、 设计原理波形产生是DSP的重要应用之一。而正弦信号发生器的设计则是波形产生应用的一个重要方面，它在通信领域有着广泛的应用。通常有两种方法可以产生正弦

2、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-

3、1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。为了减少使用的存储器，可以采用正弦信号的对称性，复制90180度的正弦值和180360度的正弦值。余弦信号的产生同样可以采用多种方法产生。一是采用公式计算得到，二是采用正弦信号变换得到。方波信号产生可以通过轮流输出两个不同大小的数值通过A/D转换得到。四、 设计内容本设计题目以TMS320C54x DSP为目标器件，设计并实现基于迭代法的“正弦序列生成”算法及其DSP程序。设计步骤：1、 熟悉正弦信号发生器的算法以及在DSP系统的实现2、 熟悉A/D转换的原理及实验箱的链接3、 掌握A/D转换的程序的编写4、 编写DSP的正弦信号发生器的程序5、

4、 编写定时程序产生100HZ、1KHZ、10KHZ的正弦、余弦以及100K、1M的方波信号，每种类型的波形单周期360个点。6、 编写按键程序，控制输出。用三个拨码开关对DSP进行输入，输入的07对应的8种不同的波形。7、 用示波器观察各个波形8、 分析波形失真的原因。五、 实验步骤1. 熟悉本实验原理。2. 阅读本实验样例程序。3. 依次连接主板上的PC10、PC11、TP32到PC15、PC16、GND；依次连接主板上的PC13、PC14、M58到插板上的DJ0、DJ1、S12。4. 将计算机与ZYE1801C实验箱通过并口P1相连。5. 运行CCS软件客户软件DSP程序test19，通过

5、插板上的JP1，JP2，JP3来选择不同的波形。6. 用示波器观察DA0的输出波形。六、设计的硬件结构框图3位数字量输入 12位数字量输出 模拟量输出DSP芯片D/A转换器七、 实验代码先计算045（间隔为0.5）的sin和cos值，在利用sin2a=2sina*cosa求出sin值（间隔为1）。然后，通过复制，获得0359的正弦值。重复向PA口输出，便可得到正弦波。 .titlebxfsq.asm .mmregs .global main .def start .ref d_xs,d_sinx,d_xc,d_cosx,sinx,cosx sin_x: .usectsin_x,360 cos_

6、x: .usect cos_x,360 fangbo: .usectfangbo,360 STACK: .usect STACK,10H k_theta: .set 286 TIM0 .set 0024H PRD0 .set 0025H TCR0 .set 0026H PA .set 0100H .text start:;产生正弦波数据 STMk_theta,AR0 STM #0,AR1 STM #sin_x,AR6 STM #90,BRC RPTB loop1-1 LDM AR1,A LD #d_xs,DP STL A,d_xs STL A,d_xc CALL sinx CALL cosx

7、LD #d_sinx,DP LD d_sinx,16,A MPYA d_cosx STH B,1,*AR6+ MAR *AR1+0 loop1: STM #sin_x+89,AR7 STM #88,BRC RPTB loop2-1 LD *AR7-,A STL A,*AR6+ loop2: STM #179,BRC STM #sin_x,AR7 RPTB loop3-1 LD *AR7+,A NEG A STL A,*AR6+ loop3: STM #sin_x+89,AR6 STM #cos_x,AR7 STM #269,BRC RPTB lcos-1 LD *AR6+,A STL A,*A

8、R7+ lcos: STM #sin_x,AR6 STM #89,BRC RPTB loop4-1 LD *AR6+,A STL A,*AR7+ ;产生方波数据 loop4: STM #fangbo,AR6 STM #179,BRC RPTB lfangbo-1 LD #7FFFH,A STL A,*AR6+ lfangbo: STM #179,BRC RPTB main-1 LD #0H,A STL A,*AR6+ main: STM #0,SWWSR STM #STACK+10H,SP STM #3FA0H,PMST STM #0010H,TCR0 STM #0260H,TCR0 STM

9、#0008H,IFR STM #0008H,IMR RSBX INTM PORTR PA,*AR2 LD *AR2,A AND #01B,A BC fangbo_1m,ANEQ LD *AR2,A AND #010B,A BC fangbo_100k,ANEQ LD *AR2,A AND #0100B,A BC sin_10k,ANEQ LD *AR2,A AND #01000B,A BC sin_1k,ANEQ LD *AR2,A AND #010000B,A BC sin_100,ANEQ LD *AR2,A AND #0100000B,A BC cos_10k,ANEQ LD *AR2,

10、A AND #01000000B,A BC cos_1k,ANEQ LD *AR2,A AND #10000000B,A BC cos_100,ANEQ end: B end fangbo_1m: STM #10,TIM0 STM #10,PRD0 STM #fangbo,AR3 B main fangbo_100k: STM #110,TIM0 STM #110,PRD0 STM #fangbo,AR3 B main sin_10k: STM #2,TIM0 STM #2,PRD0 STM #sin_x,AR3 B main sin_1k: STM #30,TIM0 STM #30,PRD0

11、 STM #sin_x,AR3 B main sin_100: STM #306,TIM0 STM #306,PRD0 STM #sin_x,AR3 B main cos_10k: STM #2,TIM0 STM #2,PRD0 STM #sin_x,AR3 B main cos_1k: STM #30,TIM0 STM #30,PRD0 STM #sin_x,AR3 B main cos_100: STM #306,TIM0 STM #306,PRD0 STM #sin_x,AR3 B main ;定时器中断输出 TINT_T0: STM #1,AR0 STM #360,BK loop: P

12、ORTW *AR3+0%,PA B loop RETE sinx: .def d_xs,d_sinx .data table_s: .word 01c7h ;c1=1/(8*9) .word 030bh ;c2=1/(6*7) .word 0666h ;c3=1/(4*5) .word 1556h ;c4=1/(2*3) coef_s: .usect coef_s,4 d_xs: .usect sin_vars,1 squr_xs: .usect sin_vars,1 temp_s: .usect sin_vars,1 d_sinx: .usect sin_vars,1 l_s: .usect

13、 sin_vars,1 .text SSBX FRCT STM #coef_s,AR5 RPT #3 MVPD #table_s,*AR5+ STM #coef_s,AR3 STM #d_xs,AR2 STM #l_s,AR4 ST #7FFFH,l_s SQUR *AR2+,A ST A,*AR2 |LD *AR4,B MASR *AR2+,*AR3+,B,A MPYA A STH A,*AR2 MASR *AR2-,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 |LD *AR4,B MASR *AR2-,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 |LD

14、*AR4,B MASR *AR2-,*AR3+,B,A MPYA d_xs STH B,d_sinx RET cosx: .def d_xc,d_cosx .data table_c .word 0249h ;c1=1/(8*7) .word 0444h ;c2=1/(6*5) .word 0aabh ;c3=1/(4*3) .word 4000h ;c4=1/(2*1) coef_c .usect coef_c,4 d_xc .usect cos_vars,1 squr_xc .usect cos_vars,1 temp_c .usect cos_vars,1 d_cosx .usect c

15、os_vars,1 l_c .usect cos_vars,1 .text SSBX FRCT STM #coef_c,AR5 RPT #3 MVPD #table_c,*AR5+ STM #coef_c,ar3 STM #d_xc,AR2 STM #l_c,AR4 ST #7FFFH,l_c SQUR *AR2+,A ST A,*AR2 |LD *AR4,B MASR *AR2+,*AR3+,B,A MPYA A STH A,*AR2 MASR *AR2-,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 |LD *AR4,B MASR *AR2-,*AR3+,B,A SFTA

16、A,-1,A NEG A MPYA *AR2+ MAR *AR2+ RETD ADD *AR4,16,B STH B,*AR2 RET .sect .vectors .align 0x80 RESET: BD main STM #200,SP nmi: RETE NOP NOP NOP sint17 .space 4*16 sint18 .space 4*16 sint19 .space 4*16 sint20 .space 4*16 sint21 .space 4*16 sint22 .space 4*16 sint23 .space 4*16 sint24 .space 4*16 sint

17、25 .space 4*16 sint26 .space 4*16 sint27 .space 4*16 sint28 .space 4*16 sint29 .space 4*16 sint30 .space 4*16 int0: RETE NOP NOP NOP int1: RETE NOP NOP NOP int2: RETE NOP NOP NOP tint: B TINT_T0 NOP NOP NOP rint0: RETE NOP NOP NOP xint0: RETE NOP NOP NOP rint1: RETE NOP NOP NOP xint1: RETE NOP NOP N

18、OP int3: RETE NOP NOP NOP .end2、cmd文件代码如下：说明系统中有哪些可用存储器、程序段、堆栈及复位向量和中断向量等安排在什么地方。其中MEMORY段就是用来规定目标存储器的模型，通过这条指令，可以定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占据的地址范围；SECTIONS段说明如何将输入段组合成输出段以及在可执行文件中定义输出段、规定输出段在存储器中的位置等。bxfsq.obj -o bxfsq.out -m bxfsq.map -e start MEMORY PAGE 0: EPROM :origin=0E000h,length=1000h VECS :origin=0FF80h,length=0080h PAGE 1: SPRAM :origin=0060h,length=0020h DARAM1 :origin=0080h,length=0010h DARAM2 :origin=0090h,length=0010h DARAM3 :origin=0200h,length=0600h SECTIONS .text : EPROM PAGE 0 .data : E