DSP课程设计报告材料

1、数据采集处理和控制系统设计一课程设计要求1.根本DSP硬件系统设计要求 根本DSP硬件系统以TMS320C54X系列为核心处理器，包括最小系统、存储器扩展、显示器、键盘、AD、DA等电路模块； 硬件设计画出主要芯片与电路模块之间的连接即可，重点考查电路模块方案设计与系统地址分配； 设计方案以电路示意图为主，辅以必要的文字说明。 看懂所给例程，画出例程输出波形示意图； 修改例程程序，使之输出其它波形，如方波、三角波、锯齿波等均可； 设计方案以程序实现为主，辅以必要的文字说明。 硬件系统设计：设计思路、设计系统功能、主要芯片选型与使用方法、设计方案说明、电路示意图 软件系统设计：示例程序功能解读与

2、输出波形示意图、设计软件功能、设计思路、实现源码带程序注释报告总结二系统分析利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个频率的信号的叠加。在DSP中采集信号，并且对信号进展频谱分析，滤波等。通过键盘或者申口命令选择算法的功能，将计算的信号频率或者滤波后信号的频率在LCD上显示。主要功能如下：(1) 对外部输入的模拟信号采集到DSP内存，会用CCS软件显示采集的数据波形。(2) 对采集的数据进展如下算法分析： 频谱分析：使用fft算法计算信号的频率。 对信号进展IIR滤波或FIR滤波，并且计算滤波前后信号的频率。 外部键盘或者从计算机来的申口命令选择算法功能，并且将结果在LCD上

3、显示。绘制出DSP系统的功能框图、使用ADAltiumDesigner:绘制出系统的原理图和PCB版图。在DSP中采集信号，用CCS软件显示采集的数据波形，以与对采集的数据进展算法分析。三硬件设计3.1硬件总体结构CLKSD15.0十-、16A19.020Power(73HD3XX)CONTROL/>11>WEOE1MX16BITFLASH复位电路RESETTMS32054XCE16XDS510JTAG3.2DSP模块设计端1川航户04ISTrnawwmTffriWf3.3电源模块设计h'3.4时钟模块设计3.5存储器模块设计DSP上只有一个读写控制信号引脚，而FLASHt

4、两个引脚，将读、写分开,故在OE上接一个非门电路，实现高时读，低时写与DSP上的地址线、数据线相连3.6JATG模块设计FLASH!的地址线和数据线<mswT?18V'9DO1TOOED棠WJgGNDTMS320VC5416最小系统PCB版图板上包括了支持TMS320VC541袖立运行的时钟电路、复位电路、Flash模块、JTAG仿真接口电路以与电源模块等。为节省空间和材料，局部器件放在了反面。四软件设计所给例程输出波形为正弦波，波形如如下图所示:4S00400035003000250020001500100050004.2三角波方波信号发生器*三角波信号发生程序括号内为方波*.

5、mmregs.defstartk1.usect"k",1outdatal.set0800h(0800h)outdata2.set09ffh(0fffh)outdata3.set0affh(0fffh)outdata4.set0bffh(0fffh)outdata5.set0cffh(0fffh)outdata6.set0dffh(0fffh)outdata7.set0effh(0fffh)outdata8.set0fffh(0fffh)outdata9.set1000h(0fffh)outdata10.set0fffh(0fffh)outdata11.set0effh(0f

6、ffh)outdata12.set0dffh(0fffh)outdata13.set0cffh(0fffh)outdata14.set0bffh(0fffh)outdata15.set0affh(0fffh)outdata16.set09ffh(0fffh)outdata17.set08ffh(0800h)outdata18.set07ffh(0000h)outdata19.set06ffh(0000h)outdata20.set05ffh(0000h)outdata21.set04ffh(0000h)outdata22.set03ffh(0000h)outdata23.set02ffh(00

7、00h)outdata24.set01ffh(0000h)outdata25.set00ffh(0000h)outdata26.set01ffh(0000h)outdata27.set02ffh(0000h)outdata28.set03ffh(0000h)outdata29.set04ffh(0000h)outdata30.set05ffh(0000h)outdata31.set06ffh(0000h)outdata32.set07ffh(0000h)/定义输出数据.textstart:stm2000h,sp/置堆栈指针stm#k1,ar2/将操作数#k1装入ar2st#outdata1,*

8、ar2/将数据送到*ar2nopnopbegin:st#outdata1,*ar2portw*ar2,0bfffh/将*ar2内容从D/A转换器输出rpt#7fffh/等待一段时间nopst#outdata2,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata3,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata4,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata5,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata6,*ar2portw*ar2,0bfff

9、hrpt#7fffhnopst#outdata7,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata8,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata9,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata10,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata11,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata12,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata13,*ar2por

10、tw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata14,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata15,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata16,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata17,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata18,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata19,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#ou

11、tdata20,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata21,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata22,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata23,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata24,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata25,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata26,*ar2portw*ar2,0bfffhrp

12、t#7fffhnopst#outdata27,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata28,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata29,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata30,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata31,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopst#outdata32,*ar2portw*ar2,0bfffhrpt#7fffhnopbbegin/循环输出32个数据.end

13、/代码段完毕4.3本系统软件总体流程系统各模块初始化调用FIR滤波器设计函数设计系统函数SZ采集数据并调用FF桥口卷计算法对信号进行处理7计算输入信号的频率和滤波后的信号频率每采集256点计算频率参数返回第三步4.4核心模块与实现代码piLength,intn,intk,doubleFFT算法程序：voidkfft(doubleprLength,doublefrLength,doublefiLength,intl,intil)intit,m,is,i,j,nv,l0;doublep,q,s,vr,vi,poddr,poddi;for(it=0;it<=n-1;it+)m=it;is=0;

14、for(i=0;i<=k-1;i+)j=m/2;is=2*is+(m-2*j);m=j;frit=pris;fiit=piis;pr0=1.0;pi0=0.0;p=6.283185306/(1.0*n);pr1=cos(p);pi1=-sin(p);if(l!=0)pi1=-pi1;for(i=2;i<=n-1;i+)(p=pri-1*pr1;q=pii-1*pi1;s=(pri-1+pii-1)*(pr1+pi1);pri=p-q；pii=s-p-q;for(it=0;it<=n-2;it=it+2)(vr=frit;vi=fiit;frit=vr+frit+1;fiit=

15、vi+fiit+1;frit+1=vr-frit+1;fiit+1=vi-fiit+1;m=n/2;nv=2;for(l0=k-2;l0>=0;l0-)(m=m/2;nv=2*nv;for(it=0;it<=(m-1)*nv;it=it+nv)for(j=0;j<=(nv/2)-1;j+)(p=prm*j*frit+j+nv/2;q=pim*j*fiit+j+nv/2;s=prm*j+pim*j;s=s*(frit+j+nv/2+fiit+j+nv/2);poddr=p-q;poddi=s-p-q;frit+j+nv/2=frit+j-poddr;fiit+j+nv/2=fi

16、it+j-poddi;frit+j=frit+j+poddr;fiit+j=fiit+j+poddi;if(l!=0)for(i=0;i<=n-1;i+)(fri=fri/(1.0*n);fii=fii/(1.0*n);if(il!=0)for(i=0;i<=n-1;i+)(pri=sqrt(fri*fri+fii*fii);if(fabs(fri)<0.000001*fabs(fii)(if(fii*fri)>0)pii=90.0;elsepii=-90.0;elsepii=atan(fii/fri)*360.0/6.283185306;卷积程序：voidConvol

17、veok(/卷积函数double*x,/原始输入数据double*h,/冲击响应double*y,/卷积输出结果UINT16Leng,/序列长度UINT16h_Len)UINT16m,p,j;doubler,rm;doublexmean=0.0;doublexmid100;for(m=0;m<h_Len;m+)xmidm=0.0;for(m=0;m<Leng;m+)xmean=xm+xmean;xmean=1.0*xmean/Length;for(m=0;m<Leng;m+)xm=xm-xmean;for(m=0;m<Leng;m+)for(p=0;p<h_Len

18、;p+)xmidh_Len-p-1=xmidh_Len-p-2;一一xmid0=xm;r=0.0;rm=0.0;for(j=0;j<h_Len;j+)r=xmidj*hj;rm=rm+r;ym=rm;求最大值和次大值函数：voidmax()intk1,k2;/k1最大值，k2次最大值intr;for(r=0;r<16;r+)(if(prk1<prr)(k1=r;for(r=20;r<64;r+)(if(prk2<prr)(k2=r;f0=250000.0/256*k1;f1=250000.0/256*k2;fc=(f0+f1)/2;归一化函数：voidavg()(

19、intj;sum=0.0;for(j=0;j<256;j+)(sum+=(data_buffj/256.0);for(j=0;j<256;j+)(prj=data_buffj-sum;pij=0.0;FIR滤波器设计函数：voidfirdes(doublenpass)/求h(n)(intt;for(t=0;t<FLen;t+)(ht=sin(t-(FLen-1)/2.0)*npass*3.1415926)/(3.1415926*(t-(FLen-1)/2.0)；if(t=(FLen-1)/2)ht=npass;外部中断2服务函数：voidinterruptExtInt2(vo

20、id)inti1,j;*(unsignedint*)IFR=0xFFFF;/去除所有中断标志data_buffi1=port8002&0x00ff;i1+;if(i1=256)avg();kfft(pr,pi,256,8,fr,fi,0,1);max();npass=fc/250000.0;firdes(npass);Convolveok(data_buff,h,y,256,51);for(j=0;j<256;j+)yrj=yj;yij=0.0;kfft(yr,yi,256,8,Yr,Yi,0,1);flag=1;i1=0;4.5程序运行效果采集的数据与其FFT计算结果51阶滤波

21、器H(n)波形0J»?：0.053uow0CIK7-UXlAJ-庄DJM)&-D.ijCS：-D£E&7-DjMXlb_._i_i_._w_i"，uii7，L«iaifs'L"'ifi'ir"'Hi'"a'j"'aii"J"3s4i'.7J，'as''sabICHlell_.llAftIlu.Imio由滤波前后上下频分量的相对大小证明低通滤波器对高频分量的衰减作用比拟强，但没有完全滤出去采集数据波形与滤波后波形比拟由图可见滤波后信号中的高频分量得到了较大的衰减，滤波后波形变得平滑O五课程设计总结DSP片有更适合丁数字信号处理的软件和硬件资源，非常适合丁通用数字信号处理的