DSP技术典型应用实例学习教案

1、会计学1DSP技术技术(jsh)典型应用实例典型应用实例第一页，共45页。2022年6月24日 JTAG仿真口连接(linji)需要和仿真器上给出的端子一致。8.1.2 JTAG仿真仿真(fn zhn)口的连接口的连接 如果DSP和仿真器之间的连接电缆超过6in，采用如图所示接法，在数据传输端加一驱动。在大多数情况下，只要板子(bn zi)和仿真器之间的连接电缆不超过6in，数据传输端可不加驱动。DSP的EMU0和EMU1端需要用电阻上拉，推荐阻值为4.7k或10k。 第1页/共45页第二页，共45页。2022年6月24日 在TI公司的DSP系列中，C2xx系列、C54x采用单一5V电源供电；

2、而C54xx采用3.3V和1.8V电源供电，其中I/O采用3.3V电源供电，芯片内核电压采用1.8V电源供电。而实际常用的只有5V电源，所以必须采用电源转换芯片。 TPS73xx系列是TI公司为了配合DSP而设计的电源转换芯片，下面着重介绍TPS7301的应用，其硬件(yn jin)接线如图所示。8.1.3 电源转换电源转换(zhunhun)芯片芯片第2页/共45页第三页，共45页。2022年6月24日图8.4 晶振的接线图8.1.4 时钟时钟(shzhng)信号的接入信号的接入 C54xx系列时钟端子为X1和X2/CLKIN，如果(rgu)采用无源晶振，用这两个端子就可以了，接法如图8.4(

3、a)所示。如果(rgu)采用有源晶振，直接连接X2端子，接法如图8.4(b)所示。第3页/共45页第四页，共45页。2022年6月24日第4页/共45页第五页，共45页。2022年6月24日第5页/共45页第六页，共45页。2022年6月24日第6页/共45页第七页，共45页。2022年6月24日8.2.2 正弦波的正弦波的DSP实现实现第7页/共45页第八页，共45页。2022年6月24日第8页/共45页第九页，共45页。2022年6月24日第9页/共45页第十页，共45页。2022年6月24日第10页/共45页第十一页，共45页。2022年6月24日第11页/共45页第十二页，共45页。2

4、022年6月24日数据存储器数据存储器d_xc xd_squr_xc x2 2d_temp_c d_cosx cosxc_1_c 7FFFH7FFFHd_coef_c c1=0249Hc1=0249Hc2=0444Hc2=0444Hc3=0AABHc3=0AABHc4=4000hHc4=4000hH程序存储器程序存储器table_cc1=1/(7 8) c2=1/(5 6) c3=1/(3 4) c4=1/2 第12页/共45页第十三页，共45页。2022年6月24日第13页/共45页第十四页，共45页。2022年6月24日第14页/共45页第十五页，共45页。2022年6月24日第15页/共

5、45页第十六页，共45页。2022年6月24日第16页/共45页第十七页，共45页。2022年6月24日第17页/共45页第十八页，共45页。2022年6月24日第18页/共45页第十九页，共45页。2022年6月24日第19页/共45页第二十页，共45页。2022年6月24日第20页/共45页第二十一页，共45页。2022年6月24日8.3.1 语音接口芯片语音接口芯片TLC320AD50C简介简介 TLC320AD50C是是TI公司生产的音频接口芯片，集成公司生产的音频接口芯片，集成16位位A/D和和D/A转换器，可工作在主、从两种方式，由上电时转换器，可工作在主、从两种方式，由上电时M/

6、S管脚的电平决定。当管脚的电平决定。当M/S为高电平时，为高电平时，TLC320AD50C工作在主设备方式；当工作在主设备方式；当M/S为低电平时，为低电平时，TLC320AD50C工作在从设备方式。在与工作在从设备方式。在与DSP的的McBSP连接时，一般连接时，一般TLC320AD50C配置为主方式，而配置为主方式，而McBSP为从方式。为从方式。 支持主通信和辅助通信两种通信模式，主通信用于正常的支持主通信和辅助通信两种通信模式，主通信用于正常的ADC或或DAC的数据传输，辅助通信用于控制寄存器的读写。辅助通信模式可由硬件的数据传输，辅助通信用于控制寄存器的读写。辅助通信模式可由硬件(y

7、n jin)和软件两种方式触发。和软件两种方式触发。8.3 语音语音(yyn)信号采集信号采集第21页/共45页第二十二页，共45页。2022年6月24日8.3.2 TLC320AD50C与与DSP的连接的连接 在实际应用中，一般将在实际应用中，一般将TLC320AD50C接至接至DSP的同步的同步(tngb)串行口，并将串行口，并将TLC320AD50C设置在主动工作方式，即由设置在主动工作方式，即由TLC320AD50C提供帧同步提供帧同步(tngb)信号和移位时钟。信号和移位时钟。 图8.8 TLC320AD50C与TMS320C54x系列(xli)DSP的连接第22页/共45页第二十三

8、页，共45页。2022年6月24日8.3.3 语音采集和回放语音采集和回放(hu fn)程序程序 实现初始化实现初始化DSP后，打开后，打开McBSP串口串口; 初始化初始化AD50C，然后使串口在，然后使串口在AD50C 的控制下接受数据。的控制下接受数据。 主函数用主函数用C语言编写，语言编写， 其中其中InitC5402(void)是初始化是初始化DSP， OpenMcBSP(void)是初始化串口和初始化是初始化串口和初始化AD50C， READAD50(void)用来读取数据。用来读取数据。程序(chngx)如下：extern void InitC5402(void)；extern

9、void OpenMcBSP(void)；extern void CloseMcBSP(void)extern void READAD50(void)；extern void WRITEAD50(void)；VOid main(VOid)InitC5402()；OpenMcBSP()；while(1)READAD50()； 第23页/共45页第二十四页，共45页。2022年6月24日以下为McBSP串口利用TLC320AD50C实现语音采集和回放的汇编(hubin)实现程序：第24页/共45页第二十五页，共45页。2022年6月24日第25页/共45页第二十六页，共45页。2022年6月24日

10、第26页/共45页第二十七页，共45页。2022年6月24日第27页/共45页第二十八页，共45页。2022年6月24日8.4 步进电动机的步进电动机的DSP控制控制(kngzh) 1. 控制换相顺序 步进电动机的通电换相顺序是严格按照步进电动机的工作(gngzu)方式进行的。通常把通电换相这一过程称为“脉冲分配”。例如，三相步进电动机的单三拍工作(gngzu)方式，其各相通电的顺序为ABC，通电控制脉冲必须严格地按照这一顺序分别控制A、B、C相的通电和断电。8.4.1 步进电动机的基本步进电动机的基本(jbn)控制控制 2. 控制步进电动机的转向 如果按给定的工作方式正序通电换相的话，步进电

11、动机就正转；如果按反序通电换相，则电动机就反转。例如四相步进电动机工作在单四拍方式，通电换相的正序是ABCD，电动机就正转；如果按反序ADCB，电动机就反转。第28页/共45页第二十九页，共45页。2022年6月24日 3. 控制步进电动机的速度 如果给步进电动机发一个控制脉冲，它就转一个步距角，再发一个脉冲，它会再转一个步距角。两个脉冲的间隔时间越短，步进电动机就转得越快。因此，脉冲的频率决定(judng)了步进电动机的转速 。 步进电动机的转速可由下式计算： =N f (7) 当步进电动机的工作方式确定之后，调整脉冲(michng)的频率，就可以对步进电动机进行调速。第29页/共45页第三

12、十页，共45页。2022年6月24日 实现脉冲分配的方法有两种：软件(run jin)法和硬件法。8.4.2 步进电动机的脉冲步进电动机的脉冲(michng)分配分配 1. 通过软件实现脉冲分配 软件法是完全用软件的方式，按照给定的通电换相顺序，通过DSP的PWM输出(shch)口向驱动电路发出控制脉冲。 下图是用这种方法控制五相步进电动机的硬件接口例子。 第30页/共45页第三十一页，共45页。2022年6月24日 2. 通过硬件实现脉冲通过硬件实现脉冲(michng)分配分配 硬件法实际上是使用脉冲硬件法实际上是使用脉冲(michng)分配器芯片来进行通电换相控制。分配器芯片来进行通电换相

13、控制。 8713脉冲(michng)分配器与DSP的接口如图8.10所示，选用单时钟输入方式。8713的3脚为步进脉冲(michng)输入端，4脚为转向控制端，这两个引脚的输入由DSP的PWMl和PWM2提供和控制。选用对四相步进电动机进行八拍方式控制，所以5、6、7脚均接高电平。 图8.10 8713脉冲(michng)分配器与DSP的接口第31页/共45页第三十二页，共45页。2022年6月24日 步进电动机的速度控制是通过控制DSP发出的步进脉冲频率(pnl)来实现的。周期值越大，步进脉冲的频率(pnl)就越低，步进电动机的速度越慢。 对于(duy)软脉冲分配方式，DSP定时器的周期值决

14、定了周期中断的时刻，因此也决定了执行换相的时刻。控制中只要改变定时器的周期值就可以改变电动机的速度。8.4.3 步进电动机的速度(sd)控制 对于硬脉冲分配方式，由于要在PWM口发出等宽步进脉冲方波，所以还要对比较寄存器的比较值进行设置，比较值应该等于1/2周期值，即占空比为50。因此，在电动机调速时，除了要改变DSP定时器的周期值外，还要改变相应的比较寄存器的比较值，以保证输出等宽步进脉冲方波。第32页/共45页第三十三页，共45页。2022年6月24日 步进电动机的位置控制指的是控制步进电动机带动执行机构从一个位置精确地运行到另一个位置。位置控制是步进电动机的一大优点，它可以用不着借助位置

15、传感器而只需简单(jindn)的开环控制就能达到足够的位置精度，因此应用很广。 8.4.4 步进电动机的位置步进电动机的位置(wi zhi)控制控制 对步进电动机位置控制的一般作法是：步进电动机每走一步，步数减1，如果没有失步存在，当执行机构到达目标位置时，步数正好减到0。因此用步数等于(dngy)0来判断是否移动到目标位，作为步进电动机停止运行的信号。 下面给出一个例子。其硬件连接如图8.10所示。每次定时器周期中断都表示步进电动机已经走了一步，因此，需要对相对位置进行减1操作，根据转向对绝对位置进行加1或减1操作，并且还要判断绝对位置是否越界，相对位置是否为0。位置控制子程序在每次定时器周

16、期中断调用一次。 位置控制子程序框图见图8.12。 第33页/共45页第三十四页，共45页。2022年6月24日图图8.12 位置位置(wi zhi)控制子程序框图控制子程序框图第34页/共45页第三十五页，共45页。2022年6月24日 第35页/共45页第三十六页，共45页。2022年6月24日 常用的数字滤波器一般属于选频滤波器，假设滤波器的传输函数H(ej)用下式表示： H(ej)=H(ej)ejQ() (8.8) 式中H(ej)和Q()分别为幅频特性和相频特性。幅频特性表示滤波器对信号各频率成分的衰减情况，决定滤波器的选频指标。相频特性反映各频率成分通过滤波器后在时间上的延时情况。

17、第36页/共45页第三十七页，共45页。2022年6月24日第37页/共45页第三十八页，共45页。2022年6月24日 在MATLAB编辑(binj)窗口，建立iir_butterworth.m文件，内容为：第38页/共45页第三十九页，共45页。2022年6月24日第39页/共45页第四十页，共45页。2022年6月24日执行(zhxng)iir-butterworth.m文件，得如图所示的频率特性。第40页/共45页第四十一页，共45页。2022年6月24日第41页/共45页第四十二页，共45页。2022年6月24日 执行fft.m得到图8.15的分析结果。输出数字序列的第0点对应直流分

18、量；第1点为基波分量；其后为谐波(xi b)分量。FFT算法的输出以点数N的一半对称，即频谱分布以N/2对称(除直流分量以外)。 图8.15 FFT进行(jnxng)谱分析第42页/共45页第四十三页，共45页。2022年6月24日本章本章(bn zhn)小结小结 通过本章的学习，要学会应用程序的设计，掌握数字(shz)信号处理中常用算法的DSP实现方法。 本章讨论了DSP应用程序的设计。首先阐述了DSP最小系统电路设计，接着详细分析了用DSP实现(shxin)正弦信号发生器、语音信号采集、步进电动机的控制等典型实例。最后以IIR滤波器设计和信号的谱分析为例，介绍了Matlab语言在DSP设计中的应用。第43页/共45页第四十四页，共45页。2022年6月24日习习 题题 8.1 参照8.2节正弦波信号发生器程序，编写实现余弦信号的程序。 8.2 在第1题的基础上，新建一个(y )工程文件，使用TMS320vC5402的 定时器1产生余弦信号，同时使用定时器0产生正弦信号。 8.3 请编写一个(y )128点的实数FFT程