江苏大学dsp课程设计

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江苏大学京江学院2015-2016学年第二学期教学安排(校本部

江苏大学京江学院2015-2016学年第二学期教学安排(校本部

江苏大学京江学院2015-2016学年第二学期教学安排(校本部)(征求稿)

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江苏大学京江学院2015-2016学年第二学期教学安排(校本部)(征求稿)

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DSP课程设计——信号发生器(方波)

DSP课程设计——信号发生器(方波)

成绩评定表

课程设计任务书

目录

1 绪论 (1)

1.1 设计背景 (1)

1.2 设计目的 (2)

1.3 设计任务 (2)

2 设计过程 (3)

2.1 设计原理 (3)

2.2 XF引脚周期性变化 (3)

2.3 子程序的调用 (4)

3 程序代码 (5)

3.1 源程序 (5)

3.2SDRAM初始化程序 (7)

3.3 方波程序连接命令文件 (9)

4 调试仿真运行结果分析 (10)

4.1 寄存器仿真结果 (10)

4.2 模拟输出仿真 (12)

5.设计总结 (13)

参考文献 (13)

信号发生器(方波)

1 绪论

1.1 设计背景

数字信号处理是20世纪60年代,随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。其主要标志是两项重大进展,即快速傅里叶变换(FFT)算法的提出和数字滤波器设计方法的完善。数字信号处理是把信号用数字或符号表示成序列,通过计算机或通用(专用)信号处理设备,用数值计算方法进行各种处理,达到提取有用信息便于应用的目的。例如:滤波、检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)等。数字信号处理的研究方向应该更加广泛、更加深入.特别是对于谱分析的本质研究,对于非平稳和非高斯随机信号的研究,对于多维信号处理的研究等,都具有广阔前景。

江苏大学 dsp课程设计

江苏大学 dsp课程设计

JIANGSU UNIVERSITY

本科生课程设计DSP课程设计实验报告

基于ICETEK5509实验箱和基2FFT

算法的频谱分析

学院名称:计算机科学与通信工程学院

专业班级:通信工程

学生姓名:

指导教师姓名:

指导教师职称:

年月

一、设计目的与意义

1、本课程设计与理论课、实验课一起构成《DSP芯片原理与应用》完整课程

体系;

2、针对理论课、实验课中无时间和不方便提及内容和需强调重点进行补充与

完善;

3、以原理算法的实现与验证体会DSP技术的系统性,并加深基本原理的体会。

二、设计要求

1、系统设计要求:

⑴.设计一个以ICETEK5509为硬件主体,FFT为核心算法的频谱分析系统

方案;

⑵.用C语言编写系统软件的核心部分,熟悉CCS调试环境的使用方法,

在CCS IDE中仿真实现方案功能;

⑶.在实验箱上由硬件实现频谱分析。

2、具体要求:

⑴.FFT算法C语言实现与验证

1) 参考教材14.3节FFT核心算法在CCS软件仿真环境中建立FFT工

程:添加main()函数,更改教材中个别语法错误,添加相应的库文

件,建立正确的FFT工程;

2) 设计检测信号,验证FFT算法的正确性及FFT的部分性质;

3) 运用FFT完成IFFT的计算。

⑵.单路、多路数模转换(A/D)

1) 回顾CCS的基本操作流程,尤其是开发环境的使用;

2) 参考实验指导和示例工程掌握5509芯片A/D的C语言基本控制流

程;

3) 仔细阅读工程的源程序,做好注释,为后期开发做好系统采集前端

设计的准备。

⑶.系统集成,实现硬件频谱分析

1) 整合前两个工程,实现连续信号的频谱分析工程的构建;

DSP原理与应用课程设计

DSP原理与应用课程设计

DSP原理与应用课程设计

1. 课程设计的目的

本次课程设计旨在巩固学生对于DSP原理的理解,同时让学生能够将所学的知

识应用到实际问题中。通过对信号处理算法的实现,帮助学生加深对DSP原理的理解,在动手实现中强化对DSP原理的应用。同时,学生能够在实现中掌握代码编写与调试的技巧。

2. 课程设计内容

本次课程设计主要涉及以下内容:

2.1 信号处理基础

为了完成信号处理算法的实现,学生需要掌握信号处理的基本方法,包括数字

信号与模拟信号的区别、滤波器的设计与应用等。

2.2 数字滤波器

学生需要掌握数字滤波器的基本原理,包括滤波器的类型、滤波器的设计方法、不同类型滤波器的应用等,并且需要掌握使用DSP芯片实现数字滤波器的方法。

2.3 基于DSP芯片的信号处理应用

学生需要掌握DSP芯片的基本工作原理与使用方法,并且要能够实现算法在DSP芯片上的快速、高效运行,如多普勒雷达信号处理、语音信号处理等。

1

江苏大学现代驱动技术论文

江苏大学现代驱动技术论文

江苏大学试题

(2014—2015 学年第 1 学期)

课程名称 现代驱动技术与智能化 开课学院

电气

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 现代驱动技术与智能化论文

课题:多电平逆变器的工作原理和控制、仿真

学院:电气信息工程学院

班级:

学号:

姓名:

引言

多电平逆变器由于其在中、高压电力传动和电力系统中广阔的应用前景,近年来得到人们广泛的关注。但是,随着电平数的增加,控制的复杂性也随之增加,并且会带来电压不平衡等问题,它对多电平逆变器的电压输出波形质量、有源和无源器件的应力、系统损耗、效率等都有直接的影响,所以对多电平逆变器的调制和控制策略的研究与对多电平逆变器拓扑研究一样,近年来发展很快。本文将着重对多电平逆变器的调制和控制策略进行系统的分析。多电平逆变器的调制和控制策略可以根据开关频率分为两大类:高开关频率PWM 调制方式和基波开关频率方式(图1 )。高频P W M 开关工作的各种方式具有的公共特点是:在多电平逆变器输出电压基波的一个周期内,功率半导体器件要换流很多次。由于多电平逆变器允许使用多个高频载波和调制波,而每一个载波和调制波又可能有多个控制自由度,例如,载波有频率、相位、幅值等多个控制自由度;调制波有频率,幅值,零序分量和形状等多个控制自由度,这些控制自由度的不同组合,将可能产生许多不同的PWM 控制方法。在当前工业应用中,非常普遍应用的是经典的正弦脉宽调制(SPWM)方式,并应用移相技术来减少负载电压中的谐波。另外一种方法是已成功地用于三电平逆变器的空间矢量调制(S V M )策略。

DSP课程设计

DSP课程设计

摘要

DSP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。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。本次设计是基于DSP原理设计交通灯控制系统软硬件系统,利用发光二级管亮灭模拟交通信号,数码管显示倒计时时间,利用TMS320VC5402 DSP片上定时器定时产生时钟计数,设计模拟实际生活中十字路口交通灯。该文设计的dsp最小系统可应用于简单的工程研究和应用开发。文中所设计的DSP最小系统由TI公司的定点DSP芯片TMS320VC5402及其相关电源和时钟电路、片外扩展存储器、标准JTRA接口构成。本文的原理图制作用的是protel软件。系统框图用Visio软件绘制。

关键词:DSP TMS320LF407 交通灯控制发光二极管最小系统

目录

1 引言 (1)

2 系统方案设计 (2)

2.1 课题设计内容 (2)

2.2 课程设计要求 (2)

2.3 课程设计目的 (3)

3 TMS320VC5402最小系统设计 (3)

3.1 系统硬件组成 (3)

3.2 各功能模块设计 (3)

3.2.1 DSP核心电路 (3)

3.2.2 TMS320C5402的电源设计 (4)

3.2.3 15V电源电路 (5)

江苏大学课程设计报告(模板)

江苏大学课程设计报告(模板)

微机原理课程设计报告

课程设计题目

学院名称:理学院

专业班级:应用物理1001

学生姓名:胡欣智

学生学号:3100111015

指导教师:谢铭

2013年07 月

课程设计题目

1 概述

1.1 设计目的

1.2 设计要求

1.3 设计思路

2 硬件设计(所用芯片简介、分哪几个硬件模块及其功能,硬件连线图)2.1

2.2

2.3

3 软件设计(程序分哪些模块(子程序),每个模块的流程图)

3.1

3.2

4 设计结果(执行结果如何,是否达到预期,若没有说明原因)

5 总结与体会

附件:源程序(要有注释)

参考文献:

[1]××××××××××××××××××××××××××××××

[2]××××××××××××××××××××××××××××××

[3]××××××××××××××××××××××××××××××

DSP课程设计参考题目

DSP课程设计参考题目

DSP课程设计任务书

钱满义高海林编

北京交通大学电工电子教学基地

2006年1月

目录

一、综合设计性实验题目 (2)

二、《DSP应用课程设计》教学大纲 (16)

三、实验报告格式 (19)

四、评分标准格式 (21)

一、综合设计参考题目1.DSP系统定时及其应用

2.DSP系统的自举设计

3.任意信号发生器的设计

4.DTMF信号的产生及检测

5.信号的调制与解调

6.语音压缩、存储与回放

7.语音噪声滤波

8.语音识别

9.利用DSP实现信号滤波

10.利用DSP实现自适应滤波

11.实时信号的谱分析

12.DCT离散余弦变换的DSP实现

1. D SP系统定时及其应用

定时器是DSP处理器最基本的片上外设,使用定时器可以构建系统程序基本的定时单元,为周期性执行某些程序提供时间基准,或者为片外有时钟要求的电路,如A/D和D/A电路提供定时时钟。本设计要求采用DSP的片内定时器实现应用程序的周期性运行。

1.设计要求及目标

基本部分:

(1)对定时器进行初始化

(2)编写定时服务程序实现3个LED指示灯分别以1秒、2秒、4秒的周期进行闪烁

(3)编写定时服务程序实现3个LED指示灯以流水灯的形式进行闪烁,流水周期在0.6秒~6秒之间进行循环改变

发挥部分:

使用定时器在Tout输出引脚产生频率为10K~100KHz连续可调的方波信号,实现方波信号发生器的功能。

2.设计思路

首先使用DSP的定时器实现最基本的定时功能,例如当DSP的系统时钟为100MHZ时,基本定时时间可确定为10ms。然后可使用查询方式或中断方式编写定时器的定时服务程序,在服务程序中设置定时变量进一步计算时间。根据设计要求编写定时服务程序。

DSP课程设计报告

DSP课程设计报告

DSP课程设计报告

摘要

本次课程设计介绍了数字信号处理的最小系统的整个设计过程,该最小系统的硬件由主控芯片TWS320VC5402、电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG 接口、外部存储器构成。

DSP 芯片是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件,其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式,而且具有可编程性。所以本次课程设计的过程是ADC0809完成数据的采样及A/D转换后,数字信号通过TMS320VC5402处理后,由DAC0832完成D/A转换并输出;外部存储器采用通用EPROM, TMS320VC5402采用8位并行EPROM引导方式;并加入了标准的14针JTAG 接口,便于系统的调试与仿真。

Abstract

The course design introduces the smallest system of DSP and its design process. The smallest system consists of main control chip that is TMS320VC5402, power circuit, clock circuit, reset circuit, JTAG interface circuit and external memory constitute.

The chip of DSP is a unique microprocessor which is mainly dealing with digital signal, so it transforms analog signal to digital signal including 0 and 1. And then chip modifies, deletes and strengths digital signal that it can be transformed into analog signal through other chips. The chip of DSP can be programmed. Next, the process is following. The chip deals with digital signal after ADC0809 chip finishes data collection and transformation, and DAC0832 transforms digital signal to analog signal and outputs the analog signal. The external memory adopts EPROM. In order to debug and simulate , it adds the standard JTAG interface of 14 pins.

江苏大学物联网工程专业培养方案

江苏大学物联网工程专业培养方案

物联网工程

本专业是国家教育部首批战略性新兴产业专业,是国家教学质量工程专业综合改革试点项目重点建设专业和江苏省重点专业群核心专业。建有江苏大学-富士通物联网联合实验室。

物联网工程专业属于计算机、通信和电子等领域的交叉学科,培养从事物联网系统设计、开发和应用的高级工程技术人才。通过学习物联网工程概论、多传感器数据融合、RFID系统、传感网操作系统、无线单片机与Zigbee协议开发、物联网安全与隐私技术、DSP技术与芯片开发、计算机网络、计算机组成原理、通信原理概论、数字逻辑、模拟电路、C++语言程序设计等课程,学生能具有全面扎实的计算机知识基础,掌握信息感知、传输和处理的物联网基础理论和基本技能,具有物联网软件系统分析、设计和开发的能力,具有物联网硬件系统应用、开发和维护的能力,具有物联网系统操作与维护的能力。

本专业培养“懂网知物,精通联技”的物联网专业人才,学生理解计算机网络、无线网络等网络(网)基础理论,结合我校在汽车交通、食品安全及环境检测与控制方面的行业特色,了解至少一个物联网应用的行业背景(物),注重培养学生掌握“以网联物”实际动手能力与工程创新能力。除了学习主要课程外,分行业开设物联网选修课、安排物联网综合实验与实践训练。

我院设有计算机应用博士点、模式识别与智能系统博士点;有计算机科学与技术学科三个硕士点、通信工程学科2个硕士点和电子科学与技术学科4个硕士点;此外,物联网工程专业学生“一技多用”,可报考智能交通、智能农业、供应链与物流等物联网应用领域相关专业研究生。

物联网属于新兴产业,是继互联网后全球信息行业的第二个万亿元级产业,我国、美国、欧盟、日本、韩国等均有物联网产业振兴规划。本专业主要结合我校特色,面向江苏省及长三角地区的特色行业物联网人才需求,就业单位包括企事业单位、政府部门、科研部门和高等院校等,从事工作包含物联网软、硬件方面的应用、开发、研究和教学等工作,也可报考计算机学科的研究生继续深造。

DSP课程设计

DSP课程设计


a
2阶跃响应不变法
1/ s ILT 抽样 变换 z 1/ z a a
H ( s) G (s) g (t ) g(n) G( z ) H ( z )

3 双线性变换
预畸变 2 tan( w ) T 2
H ( z ) H ( s) |
a
s
2 1 z 1 T 1 z 1
滤波器的具体设计方法
1 根据加噪后的频谱图选择合适的技术指标 f f R A k f f ( f 为采样频率) N 2 选择所需的滤波器类型(巴特沃兹,切比雪夫)
P S P
k s s
S
3 根据通阻带衰减,计算所需的滤波器阶数
10 N lg( 10
0.1 As
0.1 R p
1 ) [2 lg( )] 1
Spectrum of filtered speech signal
1500
1500
1500
1000
1000
1000
500
500
500
0
0
0.5
1
1.5 x 10
2
5
0
0
0.5
1
1.5 x 10
2
5
0
0
0.5
1
1.5 x 10
2
5

江苏大学单片机课程设计

江苏大学单片机课程设计

单片机课程实验报告

班级J计算机1302 学号4131110037 姓名杨岚

指导老师余景华

2016.07.09

一、多功能数字钟的设计要求:

1.能在LED显示器上实现正常的时分秒计时

2.能通过键盘输入当前时间,并从该时间开始计时

3.有校时、校分功能

4.有报时功能,通过指示灯表示

5.有闹时功能,闹时时间可以设定,通过指示灯表示

二、课程设计电路图:

图1 设计电路图

•HD7279A的片选引脚CS连在P5.7;

·通过C8051F020的P1.6、P1.7连接7279A的CLK和DATA实现串行数据编程;

•KEY连在比拟器1的同相输入端CP1P

三、设计思路:

根据课程设计要求,我们要设计一个多功能数字电子时钟,随着人类科技文明的开展,高精度、多功能、小体积、低功耗,是现代时钟开展的趋势。在这种趋势下,时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。本实验正是基于这种设计方向,以单片机〔C8051F020〕为控制核心,设计制作一个多功能的数字时钟。在这些当中,必须要求

要有时钟功能、校时校分功能、整点报时和闹钟功能等。

1.1首先要实现数码管的正常时分秒计时必须初始化系统时钟,初始化I/O端口以及定时器和使能比拟器等,为系统的运行做必要的准备。

1.2其次通过键盘输入当前时间并从当前时间开始计时,这个过程中搞清楚,通过键盘输入的数据送到了哪里,是通过什么样的方式送进去的,同时对时间的计时有一个严密的算法来控制。

1.3在时间通过键盘输入并正常显示后,可以通过按键来进行校时、校分的功能。并显示出校正后的时间

江苏大学随机信号课程设计

江苏大学随机信号课程设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y EDA课程设计报告

学院名称:计算机学院

专业班级:

学生姓名:

学生学号:

指导老师:

2013年7月3日

一、摘要 (2)

二、概述 (3)

1、课程设计目的 (3)

2、课程设计内容 (3)

3、前期准备工作 (3)

三、总结与展望 (10)

SystemView是美国ELANIX公司推出的,基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具,它使用功能模块(Token)去描述程序,无需与复杂的程序语言打交道,不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真,快速地建立和修改系统、访问与调整参数,方便地加入注释。

利用System View,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统,各种多速率系统,因此,它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时,只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置,完成图标间的连线,然后运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

SystemView的库资源十分丰富,包括含若干图标的基本库(Main Library)及专业库(Optional Library),基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器,各种函数运算器等;专业库有通讯(Communication)、逻辑(Logic)、数字信号处理(DSP)、射频/模拟(RF/Analog)等;它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证,尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统;并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析。

DSP课程设计——FFT的DSP实现

DSP课程设计——FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

简介:快速傅里叶变换是一种高效实现离散傅里叶变换的的快速算法,是数字信号处理中最为重要的工具之一,它在声学、语音、电信和信号处理等领域有着广泛的应用。

一.设计目的:

1.加深对DFT算法原理和基本性质的理解;

2。熟悉FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用;

3.学习用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法;

4.学习DSP中FFT的设计和编程思想;

5.学习使用CCS的波形观察窗口观察信号波形和频谱情况.

二.设计内容:

用DSP汇编语言及C语言进行编程,实现FFT运算,对输入信号进行频谱分析。

三.设计原理:

1.离散傅里叶变换DFT:

对于长度为N的有限长序列x(n),它的离散傅里叶变换(DFT)为

1

X(k)= ∑∞

=0

*) (

n

W

n

x N—nk ,k=0,1,2……N-1 (1)

式中,W N=e-j*2π/N,称为旋转因子或蝶形因子.

从DFT的定义可以看出,在x(n)为复数序列的情况下,对某个k值,直接按(1)式计算X(k) 只需要N次复数乘法和(N—1)次复数加法。因此,对所有N个k值,共需要N2次复数乘法和N(N-1)次复数加法。对于一些相当大有N值(如1024点)来说,直接计算它的DFT所需要的计算量是很大的,因此DFT运算的应用受到了很大的限制.

2.快速傅里叶变换FFT

旋转因子W N有如下的特性.

对称性: W N k+N/2=—W N k

周期性:W N n(N—k)=W N k(N-n)=W N—nk

利用这些特性,既可以使DFT中有些项合并,减少了乘法积项,又可以将长序列的DFT分解成几个短序列的DFT。FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的.

DSP课程设计IIR滤波器分析与设计课程设计报告 淮阴工学院

DSP课程设计IIR滤波器分析与设计课程设计报告 淮阴工学院

目录

1 课题综述 (1)

1.1 课题来源 (1)

1.2预期目标 (1)

1.3 面对的问题 (1)

1.4 需要解决的关键技术 (1)

2 系统分析 (2)

2.1 涉及的基础知识 (2)

2.2 解决的基本思路 (2)

2.3 总体方案 (2)

2.4 功能模块框图 (2)

3 详细设计 (3)

3.1 巴特沃斯低通滤波特性(MATLAB) (3)

3.2 巴特沃斯高通滤波特性(MATLAB) (4)

3.3 切比雪夫低通滤波特性(MATLAB) (4)

3.4 切比雪夫高通滤波特性(MATLAB) (4)

4 程序调试 (5)

4.1 巴特沃斯低通滤波特性 (5)

4.2 巴特沃斯高通滤波特性 (6)

4.3 切比雪夫低通滤波特性 (8)

4.4 切比雪夫高通滤波特性 (9)

5 运行与测试 (10)

5.1 选择音频文件(WAV) (10)

5.2 滤波后音频特点 (10)

6 全文代码设计 (10)

总结 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

1 课题综述

1.1 课题来源

随着数字集成电路,设备和系统技术的快速进步,通过数字方法进行信号处理已变得越来越有吸引力。大规模一般用途的计算机和特殊用途硬盘的高效性,已使得实时滤波既实用又经济。目前主要有两类滤波器,模拟滤波器和数字滤波器,它们在物理组成和工作方式上完全不同,而模拟滤波器的技术发展已相当成熟,所以研究的重点基本上放在了数字滤波器上。滤波器的功能是用来移除信号中不需要的部分,比如随机噪声;或取出信号中的有用部分,如位于某段频率范围内的成分。目前随着计算机技术和数字信号处理器芯片的发展,使我们更为便利地识别和提取各种各样的信号。因此研究不同数字滤波器的设计原理和稳定性分析对于满足军事、航空、民营等等各个领域的信号处理要求具有十分重要的意义。

DSP调制解调系统设计

DSP调制解调系统设计

D S P调制解调系统设计 Prepared on 24 November 2020

DSP系统课程设计

---------调制解调器系统设计

目录

调制 - 4 -

引言

FSK(Frequency-shift keying):频移键控

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统,即2FSK系统。二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0,用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

技术上的FSK有两个分类,非相干和相干的FSK。在非相干的FSK,瞬时频率之间的转移是两个分立的频率。在另一方面,在相干频移键控或二进制的FSK ,是没有间断期在输出信号。

在数字化时代,电脑通信在数据线路(电话线、网络电缆、光纤或者无线媒介)上进行传输,就是用FSK调制信号进行的,即把二进制数据转换成FSK信号传输,反过来又将接收到的FSK信号解调成二进制数据,并将其转换为用高,低电平所表示的二进制语言,这是计算机能够直接识别的语言。

随着现代通信技术的发展,软件化的通信思想趋于成熟。用DSP芯片或者通用CPU芯片作为无线通信的硬件平台,而尽可能多的用软件来实现通信功能,是现代通信领域广泛使用的方法。随着DSP芯片性价比的提高,其在通信、自动控制、仪器仪表等许多领域的应用也越来越广泛。一、设计目的和任务

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本科生课程设计DSP课程设计实验报告

基于ICETEK5509实验箱和基2FFT算法的频谱分析

学院名称:计算机科学与通信工程学院

专业班级:通信工程

学生姓名:

指导教师姓名:

指导教师职称:

年月

一、设计目的与意义

1、本课程设计与理论课、实验课一起构成《DSP芯片原理与应用》完整课程

体系;

2、针对理论课、实验课中无时间和不方便提及内容和需强调重点进行补充与

完善;

3、以原理算法的实现与验证体会DSP技术的系统性,并加深基本原理的体会。

二、设计要求

1、系统设计要求:

⑴.设计一个以ICETEK5509为硬件主体,FFT为核心算法的频谱分析系统

方案;

⑵.用C语言编写系统软件的核心部分,熟悉CCS调试环境的使

用方法,

在CCS IDE中仿真实现方案功能;

⑶.在实验箱上由硬件实现频谱分析。

2、具体要求:

⑴.FFT算法C语言实现与验证

1) 参考教材节FFT核心算法在CCS软件仿真环境中建立FFT工

程:添加main()函数,更改教材中个别语法错误,添加相应的库文

件,建立正确的FFT工程;

2) 设计检测信号,验证FFT算法的正确性及FFT的部分性质;

3) 运用FFT完成IFFT的计算。

⑵.单路、多路数模转换(A/D)

1) 回顾CCS的基本操作流程,尤其是开发环境的使用;

2) 参考实验指导和示例工程掌握5509芯片A/D的C语言基本控制流

程;

3) 仔细阅读工程的源程序,做好注释,为后期开发做好系统采集前端

设计的准备。

⑶.系统集成,实现硬件频谱分析

1) 整合前两个工程,实现连续信号的频谱分析工程的构建;

2) 参考A/D转换示例和DSP系统功能自检示例完成硬件连

接,并测试

开发系统运行效果;

3) 基于现有系统,对于实时频谱分析给出进一步开发设计

和系统改良

方案。

三、课程设计原理

1、DSP应用系统构成:

注:一般的输入信号首先进行带限滤波和抽样,然后进行模数(A/D)转换,将信号变成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理,对低通信号模拟,为保持信号的不丢失,抽样频率必须至少是输入带限信号的最高频率的2倍,工程上为带限信号最高频率的3-5倍。

2、快速离散傅里叶变换(FFT)的基本原理:

频谱分析系统

FFT是一种快速有效地计算离散傅里叶变换(DFT)的方法。它是根据离散傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅里叶变换的算法进行改进获得的。

因为需要N 次复数乘法和N-1次复数加法,所以计算全部

X(k)01k N ≤≤-(),共需要2N 次复数乘法和N(N-1)次复数加法。实现一次复数乘法需要四次实数乘法和两次实数加法,一次复数加法需要两次实数加法,因此直接计算全部X(k)共需要42N 次实数乘法和2N(2N-1)次实数加法。为减少运算量,提高运算速度,就必须改进算法。

FFT 算法就是不断地把长序列的DFT 分解成几个短序列的DFT ,并利用m

N W 的

周期性和对称性来减少DFT 的运算次数。

nk

N

W 具有以下固有特性: (1)nk

N W 的周期性:()(N nk n N k n k N N N W W W ++==) (2)nk

N W 的对称性:()nk nk n n N k N N N W W W --=

=() (3)nk N W 的可约性:/,n n

N N n N Nn W W W W == 另外,/2(/2)1,N k N k

N N N W W W +=-=-。

利用nk

N W 的上述特性,将x(n)或X(k)序列按一定规律分解成短序列进行运

算,这样可以避免大量的重复运算,提高计算DFT 的运算速度。算法形式有很多种,但基本上可以分为两大类,即按时间抽取(Decimation In Time ,DIT)FFT 算法和按频率抽取(Decimation In Frequency ,DIF)FFT 算法。

N=8的按时间抽取FFT

N=8的按频率抽取FFT

实数序列的FFT : 反FFT 运算可以表示为:

1

1

x(n)=

(),0,1,2,,1N nk N

k X k W

n N N

--==⋅⋅⋅-∑ .2.8(4)

式中,X()k 是时域信号x()n 的傅里叶变换。比较.1.2(4)和.2.8(4)

可以看出,通过下列修改,我们可以用FFT 算法来实现反FFT:

⑴增加一个归一化因子1/N ;

⑵将nk N W 用其复共轭-nk

N W 代替。

由于第二点需要修改符号,因此FFT 程序还不能不加修改的来计算反FFT 。 因为

10

1x(n)=[()]N nk N k X k W N -**

=∑

1

=

{[()]}FFT X k N

** .2.9(4) 可见,求X()k 的反FFT 可以分为以下三个步骤: ⑴取X()k 的共轭,得X ()k *; ⑵求X ()k *的FFT,得Nx ()n *;

的共轭,并除以N,即得x()n。

⑶取x()n

采用这种方法可以完全不用修改FFT程序就可以计算反FFT。

3、单路、多路模数转换实验原理(AD)

⑴ TMS320VC5509A模数转换模块特性:

—带内置采样和保持的10位模数转换模块ADC,最小转换时间为500ns, 最大采样率为。

—2个模拟输入通道(AIN0-AIN1)。

—采样和保持获取时间窗口有单独的预定标控制。

⑵模数转换工作过程:

—模数转换模块接到启动转换模块后,开始转换第一通道的数据。

—经过一个采样时间的延迟后,将采样结果放入转换结果寄存器保存。

—转换结束,设置标志。

—等待下一个启动信号。

⑶模数转换的程序控制:

模数转换相对于计算机来说是一个较为缓慢的过程。一般采用中断方式启动转换或保存结果,这样在CPU忙于其它工作时可以少占用处理时间。设计转换程序应首先考虑处理过程如何与模数转换的时间相匹配,根据实际需要选择适当的触发转换手段,也要能及时地保存结果。

由于TMS320VC5509A DSP芯片内的A/D转换精度是10位,转换结果的低10位为所需数值,所以在保留时应注意将结果的高6位去除,取出低10位有效数字。

⑷实验程序流程图:

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