文档介绍：摘要
数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。数字信号处理器(DSP)是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。DSP 芯片以其独特的结构和快速实现各种数字信号处理算法的突出优点,发展十分迅速。本文中提出的基于DSP技术设计的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。
在本文中简要的概括了一种基于TMS320C5402实现正弦信号发生器的设计原理与方法,介绍了所设计的正弦信号发生器硬件电路结构和软件程序流程图。结合DSP硬件特性,通过使用泰勒级数展开法得到设定参数的正弦波形输出,达到设计目的。该信号发生器弥补了通常信号发生器模式固定,波形不可编程的缺点,其具有实时性强,波形精度高,可方便调节频率和幅度、稳定性好等优点。
关键字:DSP;TMS320C5402;信号发生器;正弦信号;
目录
1 设计目的及要求 1
设计目的 1
设计内容及要求 1
2设计方案及原理 2
2
2
3系统硬件设计 3
3
TMS320C5402简介 4
D/A转换部分设计 5
4系统软件设计及调试 6
6
6
8
14
15
5 设计心得 19
参考文献 20
附录设计程序 21
1 设计目的及要求
设计目的
DSP课程设计是对《数字信号处理》、《DSP原理及应用》等课程的较全面练习和训练,是实践教学中的一个重要环节。
通过本次课程设计,综合运用数字信号处理、DSP技术课程以及其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题,并使所学知识得到进一步巩固、深化和发展。初步培养学生对工程设计的独立工作能力,掌握电子系统设计的一般方法。通过课程设计完成基本技能的训练,如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等,提高学生分析问题、解决问题的能力。
主要是:
掌握DSP程序设计的方法以及软件的调试等;
S软件的使用;
S仿真模拟DSP芯片,S软件平台上应用C54X汇编语言来实现正弦信号发生装置;
掌握控制TLC320AIC23的输出信号,使该信号通过滤波放大后输出,并在点阵液晶中大致显示出幅频图的基本方法和步骤。
设计内容及要求
本题目DSP通过计算法或者查表的方法,得到正弦信号,然后将数据传递给TLC320AIC23,控制TLC320AIC23的输出信号,该信号通过滤波放大后输出,并在点阵液晶中大致显示出幅频图。
DSP与TLC320AIC23接口电路的原理图绘制;
DSP控制TLC320AIC23的程序编写与调试;
TLC320AIC23进行D/A的转换,实现信号的输出;
控制点阵液晶,实现绘图功能,将幅频图显示出来;
按要求编写课程设计报告书,正确、完整的阐述设计和实验结果。
在报告中绘制程序的流程图,并文字说明。
2设计方案及原理
总体思想是:
(1)基于DSP的特点,本设计采用TMS320C5402这款DSP芯片作为正弦信号发生器的核心控制芯片。
(2)用泰勒级数展开法实现正弦波信号。
(3)利用点阵的绘图功能将正弦波的波形显示出来。
泰勒级数展开法是一种有效的方法,与查表法和查表结合插值法相比,该方法需要的存储单元很少,而且精度更高。
我们知道一个角度为x的正弦和余弦函数,都可以展开为泰勒级数,且其前五项可以看为:
(1)
(2)
程序的设计思想是这样的,正弦波的波形可以看为由无数点组成,这些点与轴的每一个角度值相对应,那么我们可以利用DSP处理器处理大量重复计算的优势来计算,轴每一点对应的y轴的值(在x轴取360个点来进行逼近),由于程序的编制采用小数形式,其弧度大于1的正弦值得不到,这就对正弦波的产生造成了障碍。可由于正弦波的特殊的对称形式给程序的编制找到了出口。<1,即之间的任意正弦、余弦值可以利用汇编程序得到N又可以利用公式:得到之间的正弦值。而之间的正弦曲线与之间的正弦曲线通过这条轴左右对称,那么就可以得到的正弦值,而的正弦曲线的相反数通过这条轴与
左右对称。这样的正弦值也得到了。一个周期内完整的正弦波就得到了。正弦波产生的流程图如下:
得到正弦值