【半导体芯片设计】基于DSP芯片设计的一种波形发生器
基于DSP的正弦信号发生器的设计
软件设计
正弦波子程序流程图 ：
软件设计
调幅和调相流程图： 调幅和调相流程图：
汇报内容
• • • • • • 背景 正弦波信号发生器的几种实现方法比较 正弦波信号发生器的数字实现 硬件设计 软件设计 结论
结论
文中分析了正弦波的产生原理，并给出了硬 件电路和软件编写流程；设计了一个更好的 实现人机对话的正弦波信号发生器，给出了 显示和键盘的接口电路。该设计改进了传统 的需要用软件界面来输入幅值和频率值的方 法，更方便的实现调节输出波形的幅值和频 率值。
正弦波信号发生的数字实现 产生正弦波的方法有两种：
查表法。 优点：处理速度快；调频调相容易。 不足：要得到较高的精度，存储空间足够大以存放 查找表。 适用：对精度要求不高的场合。 泰勒级数展开法。 优点：需要的存储单元很少；精度高；展开的级数 越多,失真度就越小；调频调相易。 不足：处理速度慢。
正弦波信号发生的数字实现
硬件设计
DSP与LCD显示和键盘连接电路： DSP与LCD显示和键盘连接电路： 显示和键盘连接电路
硬件设计
键盘电路：
汇报内容
• • • • • • 背景 正弦波信号发生器的几种实现方法比较 正弦波信号发生器的数字实现 硬件设计 软件设计 结论
软件设计
主程序流程图： 主程序流程图：
设计采用采用模块化思路来编写，包括主程序、 设计采用采用模块化思路来编写，包括主程序、正 采用模块化思路来编写 弦波产生程序、调幅和调相子程序等功能子程序。 弦波产生程序、调幅和调相子程序等功能子程序。
性差，波形精度不够高且用较多硬件等。
正弦波信号发生器的几种实现方法比较
基于DSP的正弦波信号发生器：
组成：DSP处理芯片、 D/A转换器等。 优点：可程控调幅、调频，调节精度高，实
基于DSP的任意波形发生器的设计
作 者 简 介 ： 大 明 （９ １ ）男 ， 士 研 究 生 ， 陈 １ ８一 ， 硕 研究 方 向 为 图像 处 理 ； 晋 华 （９ ８ ）男 ， 教 授 ， 究 方 向为 图像 处 理 。 许 １５ 一 ， 副 研
囝
ＡｍｏＩｕｔ ｏ ｕａ ＆ｓｅｉ２（ ｔｔ ｎｍａ ｏ们 ｏｉ ｔｎｏ ８ ｎ ｒ ｔ １ ｎ
ｗａ ｅｏ ｍ ｉ ｒ ａ ｏ ｔ ｆ ｗａ ｅｏ ｍ ｓｏ ａ ｅ ａｃ ｂ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｅ ｉｅ ｖ ｆｒ ｓ ｅ ｄ ｕ ｏ ｖ ｆ ｒ ｔｒ ｇ ｅ ｈ ｙ ａ ｈ， ｎｄ ｈ ｄ ｓｒｄ ｗａ ｆ ｒ ｖｅｏ ｍ ｉ ｏ ｔ ｕ ｂ Ｄ／ ｓ ｕｐ ｔ ｙ Ａ ｃ ｎｖ ￣ ａ ｏ ｅ ｎｄ ｌｗ— ｓ ｆｌｅ ．Ｔｈ ｒ ｑ ｎｃ ｏ ｕｐｕ ｗａ ｅｏ ｃ ｎ ｂｅ ｈ ｎｇ ｄ ｏ ｐａ ｓ ｉ ｔｒ ｅ ｆｅ ｕｅ ｙ ｆ ｏ ｔ ｔ ｖ ｆｒｍ ａ ｃ ａ ｅ ｂｙ ｌｅ ｎ ｈ ｒ ｑ ｎｃ ｏ ｅｅ ｅ ｅ ｌｃ ｏ ｈ ａｔｒ ｇ ｔ ｅ ｆｅ ｕｅ ｙ ｆ ｒｆ ｒｎｃ ｃ ｏ ｋ ｒ ｔ ｅ ｉ ｓｅ ｏ ｏ ｎ ｅ ． ｔｐ ｆ ｃ ｕ ｔ ｒ
的相位 值通 过相 位 幅度转 换得 到与 相位 值对 应 的幅
度 序列 ，幅度 序列通 过数 模转 换得 到模 拟形 式量 化
的正 弦波输 出口］ －。 ２
出它 的优 越性 。 它具有 频率 分辨 率 高 、 率切 换速 度 频
快、 频率 切换 时相 位 连续 、 出相位 噪声 低 和可 以产 输
生任 意 波形 等优 点 。 由于上 述 特 点 ． Ｄ Ｄ Ｓ技 术 可 被 用于 雷达 、 通信 、 电子对 抗 和仪器 仪 表等领 域
１ 直 接 数 字 合 成 原 理
基于DSP的波形发生器的课程设计分析
通过 ４周 的课 程 设 计 ， 好 地 将 所 学 的 理 论 知 识 更 与实 践 相 结 合 ， 高 实 践 能 力 ， 到 综 合 设 计 教 学 提 达
的 要 求 。
机 将 所接 收 的参 数 发送 给 液 晶屏 显 示 ， 时发 送 给 同 ＤＳ 在 ＤＳ Ｐ； Ｐ接 收 到 参 数 之 后 合 成 所 需 要 波形 ， 最 后通过 Ｄ ＡＣ进行 数 模 转换 输 出模 拟 信 号 。显 示 部
第 ３ ３卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ６月
电气 电子 教 学 学 报
Ｖｏ ． ３ ＮＯ ３ １３ ．
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＥＥ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．Ｏ１
基 于 ＤＳ 的 波 形 发 生 器 的 课 程 设 计 分 析 Ｐ
李正周 ， 郑 微 ， 田 蕾 ， 扬 帆 黄
分 采 用 ＩＣＤ１ ０ ６ ２显 示 屏 。 该 显 示 屏 采 用 ５ 电 压 Ｖ
ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｆ ｍ ｓ ａ ｄ ｔ ｎ ｇｅ ｅ ａ ｅ ｈｅ ｃ ｒ ｓ ０ｎ ｎ ａ ｅ ｏｒ ， ｎｄ ｆｎ ｌ ｔ ｔ ｎ ｌ ｓｇ １ ａａ ｔ ｒ ｏｒ ｈｏ ｔ ｎ ｈｅ ｎ ｒ ｔ ｓ ｔ ｏｒ ｅ ｐ ｄｉ ｇ ｗ ｖ ｆ ｍ ａ ｉ ａｌｙ ｏｕ ｐｕ ｓ ａ ａ ｏｇ ｉ ｎａ
ＤＳ 、 源 、 据 存 储 器 Ｓ Ｐ 电 数 ＲＡＭ、程 序 存 储 器
ＦＩＡＳＨ、 ＣＢ Ｐ扩 展 接 口 、 Ｍ Ｓ ＤＡＣ 芯 片 和 键 盘 和 液
晶 显 示 屏 组 成 ， 图 １所 示 。 系 统 的 流 程 为 ： 先 通 如 首 过 键 盘 输 入 波 形 种 类 、 度 、 率 等 参 数 ； 后 单 片 幅 频 然
ｔ ｏｕ ｈｅ ｉ ｉａ— ｎａ ｏ ｏｎｖ ｒ ｅ ｈ ｐ． Ｔｈｅ ｙ ｔ ｍ ｏ ｂ ｎｅ ｕ ｒｃ ｌ ｈｒ ｇｈ ｔ ｄ ｇ ｔ ｌａ ｌ ｇ ｃ ｅ ｔｒ ｃ ｉ ｓ ｓ ｅ ｃ ｍ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｕ ｕｍ ｔ ｅ ｒ ｎｄ ｒ ｃ ｉｅ， ａ Ｏ ｈ ｏ ｙ ａ ｐ ａ ｔｃ ｎｄ Ｓ
基于DSP的正弦波信号发生器(汇编语言)
正弦波信号发生器一、实验目的1.了解用泰勒级数展开法计算角度正弦值和余弦值；2.了解产生正弦信号的方法；3.熟悉使用汇编语言编写较复杂的程序；4.熟悉在CCS 环境下计算角度正弦值和余弦值及产生正弦波的方法；二、实验原理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。
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：递推公式： sin()2cos()sin[(1)]sin[(2)]cos()2cos()sin[(1)]cos[(2)]nx x n x n x nx x n x n 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 -1)x 、sin(n -2)x 和cos(n -2)x 。
用这种方法求少数点还可以，如产生连续正弦波、余弦波，则积累误差太大，不可取。
下面主要用泰勒级数展开法求正弦和余弦值，以及产生正弦波的方法。
三、实验内容与步骤１.用泰勒级数展开法计算sin(x)的值；（1）在 CCS 中新建项目：sinx.pjt ，建立文件sinx.asm 、vectors.asm 和sinx.cmd 。
并将此三个文件加入到项目中。
******************************************************* 用泰勒级数开展开式计算一个角度的正弦值 **sin(x)=x(1-x*x/2*3(1-x*x/4*5(1-x*x/6*7(1-x*x/8*9))))*******************************************************.title "sinx.asm".mmregs .def startSTACK: .usect "STACK",10start: STM #STACK+10,SPLD #d_x,DPST #6487H,d_x ;x-->d_x CALLsin_start end:B end sin_start:35792222sin()3!5!7!9! 111123456789(((())))x x x x x x x x x x x =-+-+=----⨯⨯⨯⨯24682222cos()12!4!6!8! 11112345678((()))x x x x x x x x x =-+-+=----⨯⨯⨯.def sin_startd_coeff .usect "coeff",4.datatable: .word 01C7H ;c1=1/(8*9).word 030BH ;c2=1/(6*7).word 0666H ;c3=1/(4*5).word 1556H ;c4=1/(2*3)d_x .usect "sin_vars",1d_squr_x .usect "sin_vars",1d_temp .usect "sin_vars",1d_sinx .usect "sin_vars",1c_1 .usect "sin_vars",1.textSSBX FRCTSTM #d_coeff,AR5RPT #3MVPD #table,*AR5+STM #d_coeff,AR3STM #d_x,AR2STM #c_1,AR4ST #7FFFH,c_1SQUR *AR2+,A ;A=x^2ST A,*AR2 ;(AR2)=x^2||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2+,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/72,T=x^2MPYA A ;A=T*A=x^2(1-x^2/72)STH A,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/72)MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/42(1-x^2/72),T=x^2(1-x^2/72)MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))ST B,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))ST B,*AR2 ;(d_temp)=B||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))MPYA d_x ;B=x(1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))))STH B,d_sinx ;sin(theta)RET.end*******************************************************中断向量文件vectors.asm******************************************************.title "vectors.asm".ref start.sect ".vectors"B start.end*******************************************************链接命令文件******************************************************vectors.objsinx.obj-O sinx.out-m sinx.map-estartMEMORY{PAGE 0:EPROM: org=0090H,len=0F70HVECS: org=0080H,len=0010HPAGE 1:SPRAM: org=1000H,len=1000HDARAM: org=2000H,len=2000H}SECTIONS{.text :>EPROM PAGE 0.data :>EPROM PAGE 0STACK :>SPRAM PAGE 1sin_vars :>DARAM PAGE 1coeff :>DARAM PAGE 1.vectors :>VECS PAGE 0}（2）编译、链接项目文件sinx.pjt。
基于DSP的正弦波信号发生器设计
基于DSP的正弦波信号发生器设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：目录第1章绪论 (1)1 DSP简介 (1)第2章总体方案的分析和设计 (2)2.1 总体方案设计 (2)2.2正弦波信号发生器 (2)第3章硬件设计 (3)3.1硬件组成 (3)3.2控制器部分 (4)3.4人机接口部分 (5)第4章软件设计 (6)4.1流程图 (6)4.2 正弦信号发生器程序清单 (7)第5章总结 (12)参考文献 (12)第1章 绪论1 DSP 简介数字信号处理(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，信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
图一是数字信号处理系统的简化框图。
此系统先将模拟信号转换为数字信号，经数字信号处理后，再转换成模拟信号输出。
其中抗混叠滤波器的作用是将输入信号x (t)中高于折叠频率的分量滤除，以防止信号频谱的混叠。
随后，信号经采样和A/D 转换后，变成数字信号x(n)。
数字信号处理器对x(n)进行处理，得到输出数字信号y (n),经D/A 转换器变成模拟信号。
此信号经低通滤波器，滤除不需要的高频分量，最后输出平滑的模拟信号y(t)。
图1.1 数字信号处理系统简化框图数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。
例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。
基于DSP的设计正弦波信号发生器
一．设计目的设计一个基于DSP的正弦信号发生器二．设计内容利用基于CCS开发环境中的C54X汇编语言来实现正弦信号发生装置。
三．设计原理一般情况，产生正弦波的方法有两种：查表法和泰勒级数展开法。
查表法是使用比较普遍的方法，优点是处理速度快，调频调相容易，精度高，但需要的存储器容量很大。
泰勒级数展开法需要的存储单元少，具有稳定性好，算法简单，易于编程等优点，而且展开的级数越多，失真度就越小。
本文采用了泰勒级数展开法。
一个角度为θ的正弦和余弦函数，可以展开成泰勒级数，取其前5项进行近似得：式中：x为θ的弧度值，x=2πf／fs(fs是采样频率；f是所要发生的信号频率。
正弦波的波形可以看作由无数点组成，这些点与x轴的每一个角度值相的y的值(在x轴取N个点进行逼近)。
整个系统软件由主程序和基于泰勒展开法的SIN子程序组成，相应的软件流程图如图。
四．设计方案本设计采用TMS320C54X系列的DSP作为正弦信号发生器的核心控制芯片。
通过计算一个角度的正弦值和余弦值程序可实现正弦波，其步骤如下：1.利用sinx和cosx子程序，计算0°~45°（间隔为0.5°）的正弦和余弦值2.利用sin（2x)=2sin(x)cos(x)公式，计算0°~90°的正弦值（间隔为1°）3.通过复制，获得0°~359°的正弦值4.将0°~359°的正弦值重复从PA口输出，便可得到正弦波三．软件操作利用 CCS 集成开发环境，用户可以在一个开发环境下完成工程定义、程序编辑、编译链接、调试和数据分析等工作环节。
1.创建工程（project）文件选择Project→New，在“Project”文本框中键入将要创建的工程项目名，本例工程项目名为“sin”2.向工程中添加文件选择Project→Add Files to Project，将 sine.asm文件自动添加到Project→Source 中。
基于DSP和DDS的无线电引信干扰波形发生器的实现.
基于DSP和DDS的无线电引信干扰波形发生器的实现论文导读：TMS320F2812收到参数后控制AD9854输出干扰波形。
然后传送给DSP。
DSP发出控制信号初始化DDS芯片。
本文所设计的无线电引信干扰波形发生器。
关键词：DSP，DDS，无线电引信，干扰波形1 引言随着引信技术的发展，引信体制也在不断丰富，引信信号的波形也从最简单的单频连续波，到调频信号和脉冲信号，再到伪随机码调制信号经历了重大变化。
无线电引信干扰波形发生器的功能就是模拟各种引信信号的波形。
论文参考网。
本文的设计就是在这个研究背景下提出的。
以DSP芯片和DDS芯片为核心所设计的干扰波形发生器，具有实时性好、波形丰富、易于控制等特点。
2 DSP、DDS芯片简介 2.1 AD9854芯片AD9854是AD公司推出的一种专用直接数字合成（DDS）电路，它自带单频、CHIRP、FSK、BPSK等五种工作模式，在此基础上借助片上高速比较电路和高速数控电路，可以产生目前引信使用大多数引信信号波形。
AD9854的内部功能方框图如图1所示，它的主要特点如下： l内部集成两个高性能12位D/A变换器、两个48位频率寄存器、两个14位相位寄存器、12位幅度调制数字乘法器、超高速比较器和4到20倍参考时钟乘法器； l3.3V单电源供电、多重低功耗处理、最高300MHz系统时钟频率、窄带杂散83dB、宽带杂散56dB（宽带杂散随着频率增高而降低）； l内置单频、FSK、RAMPED FSK、CHIRP、BPSK五种工作方式，支持幅度调制和成形开关键控功能。
图1 AD9854内部功能方框图 2.2TMS320F2812芯片TMS320F2812是工业界首批32位的控制专用、内含闪存以及高达150MIPS的数字信号处理器，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法。
TMS320F2812片上整合了Flash存储器、快速的A/D转换器、增强的CAN模块、事件管理器、正交编码电路接口、多通道缓冲串口等外设，使用户可以以最便宜的价格开发高性能数字控制系统。
基于DSP的可调波形信号发生器
基于DSP的可调波形信号发⽣器DSP课程设计基于DSP的可调波形信号发⽣器专业：电⼦信息⼯程1111指导⽼师: 张静组员：⽬录1 绪论 (3)1.1信号发⽣器发展及背景 (3)1.2信号发⽣器的研究⽬的 (3)2 基于DSP信号发⽣器的⽅案选择 (4)2.1 查表法 (4)2.2 计算法 (4)3 硬件模块设计 (5)3.1 系统硬件框图设计 (5)3.2 系统硬件构成 (5)3.3 DSP芯⽚特点功能 (8)4 软件模块设计 (10)4.1 程序流程图 (10)4.2 三种波形设计⽅案和流程图 (10)4.3 波形选择及调频调幅程序设计 (12)5 软硬件调试 (12)5.1 CCS软件连接实验箱 (12)5.2软件调试结果 (13)6 结束语 (15)6.1 总结 (15)7附录........................................................................................... 错误！未定义书签。
7.1 C程序.............................................................................................. 错误！未定义书签。
基于DSP的可调频调幅波形信号发⽣器摘要：该设计阐述了基于TMS320VC5416 DSP实现信号发⽣器的设计原理和实现⽅法,详细介绍了所设计的信号发⽣器的硬件结构和程序设计。
该信号发⽣器是⽤DSP芯⽚产⽣各种波型离散值，然后利⽤DSP实验箱上的D/A模块将DSP芯⽚⽣成的数字波型转换成模拟波，可以⽣成正弦波、⽅波、锯齿波、三⾓波等其它各种信号波形，利⽤按键和拨码模块来改变波型频率和幅度值。
关键词：信号发⽣器；D/A 转换；TMS320VC5416；硬件结构；程序设计；常⽤波形Based on DSP can FM modulation waveform signal generatorAbstract:The design of signal generator based on TMS320VC5416 DSP, expatiate on the design principle and realization method, introduces in detail the design of the hardware structure and software design of the signal generator. The signal generator is to use DSP chips to produce all kinds of wave type discrete values, and then use D/A module on DSP experiment box will be generated by the DSP chip, digital wave type into analog wave can generate sine wave, squarewave, sawtooth wave, triangle wave, and other various signal waveform, use the buttons and dial the code module to change mode frequency and amplitude values.Key words:signal generator; D/A conversion; TMS320VC5416; The hardware structure; Program design; Common waveform 1 绪论1.1信号发⽣器发展及背景⾃70年代微处理器出现以后，利⽤微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件使信号发⽣器的功能扩⼤，能够产⽣出⽐较复杂的波形。
基于DSP技术的任意波形发生器的设计与实现
94 E I C Vo l .16 2009 No.1欢迎光临本刊网站h tt p://www.e i Umax 、U i m n 、Qmax 、Qm in 。
对于Umax 、Um in 的整定,可参照当地的电网运行规程,设定合格电压的上下限。
例如:如果当地10k V 的合格电压的范围为9.8～10.7k V,因此Umax 设定为10.7,Um in 设定为10.0,对于10k V 因馈线长网损较大的特殊情况,可将Um in 适当增大。
4.1.2 无功Qmax 、Qm i n 的整定Qmax 与Qm in 的整定比较复杂,因为Q 与负荷大小密切相关。
对于Qmax 、Qm in 的整定,应先根据当地电网对于功率因数的运行规定,确定C OSΦmax 及COS Φm in 。
例如:COSΦmax 规程允许0.98,COS Φm in 规程允许0.9。
现假设对于一台两卷变压器,容量为50000k VA 。
现考虑该台变压器运行在额定负荷的80%情况下,则可得出Qmax 及Qm in 在80%的额定负荷条件下的值:Qmax =80%3S 3√(1-C OSΦm in 3COS Φm in =17436k VarQm in =80%3S 3√(1-C OSΦmax 3COS Φmax =7960k Var因为负荷是变化的,因此Qmax 与Qm in 随着不同的负荷变化而变化。
因此VQC 软件一般都要求分时段执行定值。
所以可根据当地的负荷变化规律,在不同的时段整定不同的Qmax 与Qm in 大小。
本装置有可分为5个时段。
4.2 投退一组并联电容器对电压的变化率ΔU确定投一组并联电容器对母线电压的影响,通常比较困难。
因为负荷受时间、季节的变化而不同,因此要精确整定是比较困难的。
可以利用综合自动化系统的遥测数据来确定此定值。
4.3 投一组并联电容器对无功的变化率对于一组并联电容器,其出厂铭牌都会注明其容量,例如对于某电容器组,其参数为5010k Var,则其容量可直接作为投一组并联电容器对无功的变化大小,例如对于上述电容,则其对无功的变化率为5010k Var 。
基于SOPC的任意波形发生器的设计与实现的开题报告
基于SOPC的任意波形发生器的设计与实现的开题报告题目：基于SOPC的任意波形发生器的设计与实现一、选题背景任意波形发生器是电子测量等领域中常用的一种仪器，用于科学研究、工程设计和生产制造中的各种测试、观测和控制等领域。
传统的任意波形发生器通常采用单片机或FPGA进行实现，功能较为单一、常常不能满足实际需要。
基于SOPC（System On Programmable Chip）的任意波形发生器，可以将各种不同的功能集成在一个芯片中，使其更加方便实用，同时可以减少芯片面积、降低成本和功耗。
二、研究目的和意义本课题主要研究利用SOPC技术，设计和实现一款功能强大、灵活可靠的任意波形发生器。
该系统将能够生成任意形状的波形，并能通过电源控制、频率调节等方式实现各种精细的控制与调节。
其具有如下优点：1.集成度高。
各个模块可以集成在同一个SOPC芯片上，可以实现高度集成度，降低芯片面积、降低成本和功耗。
2.性能稳定。
利用SOPC技术进行系统设计，可以大幅提高模块之间的通信效率和数据传输稳定性。
3.可扩展性好。
系统采用模块化设计，方便同时添加不同的模块，提高系统的可扩展性。
三、研究内容和方法本文主要探讨基于SOPC的任意波形发生器的设计与实现。
具体研究内容如下：1.系统结构设计。
通过对任意波形发生器的整体控制逻辑和主要硬件结构进行分析，确定系统中各个模块具体的功能和连接方式。
2.硬件设计。
设计基板、系统时钟、数字信号处理器、数据存储器、数字输出电路等硬件电路。
3.软件设计。
分析系统中各个模块的程序算法，编写控制程序，并测试各个程序模块之间的通信与控制效果。
4.系统测试。
测试系统的各项功能是否达到预期目标，是否稳定可靠，并进行适当的优化和调整。
四、预期成果通过本项目的研究，将基于SOPC技术设计和实现一款任意波形发生器，该系统将具备以下特点：1.能够生成任意形状的波形。
用户可以自行设定所需波形的各项参数，以满足各种实际需求。
基于DSP的任意波形信号发生器的设计与实现
基于DSP的任意波形信号发生器的设计与实现苏坡;杨建华;侯宏【摘要】针对信号发生器小型化,低成本化的需要,设计了一种以DSP为硬件平台的任意波形信号发生器.首先介绍了信号生成原理,接着详细阐述系统的软硬件设计,最后通过实验生成了几种波形的信号.实验证明本系统可以产生所需的波形信号,同时本系统具有成本低、体积小、硬件电路简单的特点.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】3页(P80-82)【关键词】任意波形发生器;DSP;CPLD【作者】苏坡;杨建华;侯宏【作者单位】西北工业大学,自动化学院,西安,710072;西北工业大学,自动化学院,西安,710072;西北工业大学,航海学院,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TP230 前言在现代测控领域，任意波形信号发生器已经成为系统研发和调试必不可少的工具。
而目前市场上的信号发生器价格昂贵，体积比较大，而且波形可编程灵活度小，不能满足实际的需要。
随着电子技术和数字技术的飞速发展，DSP系统已经在众多高科技领域获得广泛的应用，它具有速度快、编程方便、精度高、稳定性好、接口方便、集成度高等特点。
本文借助DSP系统的这些优点，设计了一种基于DSP的任意波形的信号发生器AWG(Arbitrary Waveform Generator),具有成本低，稳定性好，结构简单的特点。
1 信号生成原理运用Matlab仿真[1]产生待生成信号的数据文件，通常该数据文件都是浮点形式的，根据数/模芯片转换的真值表，将浮点形式的数据文件转化成对应的十六进制INTEL格式数据文件，然后将该数据文件Load载入到DSP的数据存储空间，接着通过DSP控制DA转换芯片产生所需的信号。
2 系统硬件设计根据任意波形信号的生成原理，本文选用DSP和CPLD联合控制的方式，系统主要分为4大功能模块:1)DSP及其外围；2)DA模块；3)存储扩展；4)CPLD。
DSP课程设计——基于DSP的锯齿波发生器设计
课程设计课程名称 DSP课题名称基于DSP的锯齿波发生器设计专业电子科学与技术2014 年12 月15 日目录1 设计总体思路及框图 (1)1.1 设计总体思路 (1)1.2 设计框图 (1)2 功能单元设计 (2)2.1 DA转换单元设计 (2)2.1.1 设计思路 (2)2.1.2 程序流程图 (3)2.2 液晶显示单元设计 (3)2.2.1 设计思路 (3)2.2.2 程序流程图 (4)2.3 按键控制单元设计 (5)2.3.1 设计思路 (5)2.3.2 程序流程图 (6)3 程序调试与结果 (7)3.1 软件系统的调试及仿真 (7)3.2 硬件结果 (8)4 总结与体会 (9)5 参考文献 (9)1 设计总体思路及框图1.1 设计总体思路本设计是以TMS320VC5509A这个芯片为核心，在ICETEK–VC5509-A 开发板上进行设计开发，利用专用的数模转换芯片TLV7528对TMS320VC5509A输出的通过计算法计算出的锯齿波数值进行转换成模拟量输出到示波器上显示，并通过按键控制锯齿波波形的频率，实现10~1KHz 可调的锯齿波。
并通过液晶显示锯齿波的频率大小。
1.2 设计框图本设计由以下模块组成，主控芯片TMS320VC5509A输出通过计算法获得锯齿波数值，数模转换模块对DSP芯片输出的值进行转换成模拟量输出到示波器上显示其波形，液晶模块显示锯齿波频率值，按键控制模块调节锯齿波的产生频率。
图1 设计框图2 功能单元设计2.1 DA转换单元设计2.1.1 设计思路本单元用于对DSP芯片输出的数字量转换成模拟量，输出到示波器上显示。
利用专用的数模转换芯片，可以实现将数字信号转换成模拟量输出的功能。
在ICETEK–VC5509-A 板上，使用的是TLV7528 数模芯片，它可以实现同时转换四路模拟信号输出，并有10 位精度，转换时间0.1μs。
其控制方式较为简单：首先将需要转换的数值通过数据总线传送到TLV7528 上相应寄存器，再发送转换信号，经过一个时间延迟，转换后的模拟量就从TLV7528 输出引脚输出。
基于DSP芯片设计的一种波形发生器
基于DSP芯片设计的一种波形发生器
张建萍;阔永红;傅丰林
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2003(000)007
【摘要】介绍了一种利用DPS TMS320VC5402和DAC AD7846以及PGA205、PGA103产生任意高精度波形的设计.并提供了具体电路的硬件实现框图以及所需
的DSP波形产生程序.
【总页数】2页(P66-67)
【作者】张建萍;阔永红;傅丰林
【作者单位】西安电子科技大学通信工程学院;西安电子科技大学通信工程学院;西
安电子科技大学通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.SPWM波形发生器DSP实现的一种方法 [J], 瞿成明;陈进;江明;周俊
2.基于DSP技术的任意波形发生器的设计与实现 [J], 郎晓杰;崔涛;刘刚
3.基于DSP技术的梯度波形发生器 [J], 戴祎栋;宁瑞鹏;李鲠颖
4.基于DSP的波形发生器的课程设计分析 [J], 李正周;郑微;田蕾;黄扬帆
5.基于DSP的参数可调的波形发生器设计 [J], 陈子为;李程飞
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[论文] 基于dsp的正弦波信号发生器设计
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目录第1章绪论 (1)1 DSP简介 (1)第2章总体方案的分析和设计 (2)2.1 总体方案设计 (2)2.2正弦波信号发生器 (2)第3章硬件设计 (3)3.1硬件组成 (3)3.2控制器部分 (4)3.4人机接口部分 (5)第4章软件设计 (6)4.1流程图 (6)4.2 正弦信号发生器程序清单 (7)第5章总结 (12)参考文献 (12)第1章绪论1 DSP简介数字信号处理(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，信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
图一是数字信号处理系统的简化框图。
此系统先将模拟信号转换为数字信号，经数字信号处理后，再转换成模拟信号输出。
其中抗混叠滤波器的作用是将输入信号x (t)中高于折叠频率的分量滤除，以防止信号频谱的混叠。
随后，信号经采样和A/D 转换后，变成数字信号x(n)。
数字信号处理器对x(n)进行处理，得到输出数字信号y (n),经D/A转换器变成模拟信号。
此信号经低通滤波器，滤除不需要的高频分量，最后输出平滑的模拟信号y(t)。
图1.1数字信号处理系统简化框图数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。
例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。
可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
第2章 总体方案的分析和设计2.1 总体方案设计1.基于DSP 的特点，本设计采用TMS320C54X 系列的DSP 作为正弦信号发生器的核心控制芯片。
基于DSP数字波形的产生(论文)
DSP技术论文摘要DSP技术在各行各业的应用越来越广泛，在我国的市场前景也越来越广阔，了解和学习DSP技术知识也越来越重要，本文简要介绍了数字波形的产生，利用DSP芯片设计实现正切波形的产生和显示，通过主函数输入产生正切信号的数据，并设置图形观察窗口，以观察利用泰勒级数产生的波形；设置观察变量y，长度1024，32位浮点型数值，然后将数据发送给AD7303，最后在图像观察窗口中产生一个正切函数的波形。
关键字：DSP 正切数据主函数泰勒级数Abstract：DSP technology in all walks of life more and more widely used in our country, the market prospect is also more and more broad, understanding and learning the knowledge of DSP is more and more important, this paper briefly introduces the digital waveform generation, using a DSP chip design to achieve tangent waveform generation and display, the main function of the input signal generated by the tangent of the data, and the set graphics observation window, in order to observe the waveform generated by using Taylor series; set of observed variables y, length 1024, 32 bit floating-point data, and then transmits the data to the AD7303, in the final image observation window to produce a tangent function waveform.Keyword： DSP Tangent Data The main function Taylor series目录摘要 (1)1 DSP 技术介绍 (3)1.1 DSP简介 (3)1.2 DSP特点 (3)1.2.1 哈佛结构及改进的哈佛结构 (3)1.2.2专用的硬件乘法器 (4)1.2.3 指令系统的流水线结构 (4)1.2.4 片内外两级存储结构 (4)1.2.5特殊的DSP指令 (4)1.2.6快速指令周期 (5)2 数字波形的概念 (5)3 产生正切波形的方法及步骤 (5)4 数字波形产生实验 (7)4.1 实验结果 (7)4.2 实验主程序 (8)5 结论 (9)参考文献 (10)1 DSP 技术介绍1.1DSP简介数字信号处理(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。
基于DSP的任意波形发生器的设计的开题报告
基于DSP的任意波形发生器的设计的开题报告一、选题背景及研究意义任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator，AWG）是一种复杂精密的电子仪器，它可以输出任意形状的波形。
AWG主要用于信号源测试、信号调制、信号仿真、声音发生器等各种领域中。
在现代测量技术和工程应用中，特别是在通信和自动控制领域，任意波形发生器得到广泛应用。
随着现代电子技术的飞速发展和各种应用需求的不断增加，任意波形发生器的性能指标、输出波形的精度、稳定性等方面要求也日益严格，需要采用更高级的设计方案来满足实际需求。
数字信号处理技术（Digital Signal Processing，DSP）是具有强大功效和广泛应用的一种技术，是现代电子技术中的重要组成部分。
DSP技术可以解决传统模拟电路所不能解决的问题，尤其在数字信号处理、数字滤波、系统控制等方面应用广泛。
本文旨在研究利用DSP技术设计实现一个高性能、高稳定性的任意波形发生器，提高AWG的波形精度和稳定性，满足实际应用中的需求，为现代电子技术的发展做出贡献。
二、研究目标本文的主要研究目标如下：1. 了解目前任意波形发生器的基本原理、结构和特点，分析其存在的问题和不足。
2. 基于DSP技术，设计一个具有高性能、高稳定性的任意波形发生器。
3. 研究和设计任意波形生成算法、数字信号处理技术和AWG系统控制算法。
4. 实现系统硬件和软件方案设计，搭建系统实验平台。
5. 对实现的任意波形发生器进行性能测试和实验验证，并对测试结果进行分析和总结，为后续的优化和改进提供参考。
三、拟解决的问题1. 现有任意波形发生器存在的问题：输出波形的精度和稳定性、波形谐波失真、噪声干扰等方面存在不足。
2. 本文拟采用基于DSP技术的设计方案，解决上述问题，并实现高性能、高稳定性的任意波形发生器。
四、拟采用的研究方法1. 理论研究法：对现有任意波形发生器的基本原理、结构、特点、存在问题和DSP技术等进行分析研究。
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基于DSP芯片设计的一种波形发生器
在通信、仪器仪表和控制等领域的信号处理系统中，经常要使用到正弦波以及其他波形发生器。
通常可以通过下述两种方法来产生所需波形。
一种方法为使用算法直接产生(如正弦波通过泰勒级数展开得到)，这种方法能直接精确地计算出每个角度的波形值，所占的存储空间较小。
另一种为查表法，使用这种方法时，如果要有高的精度则要使用很大的表来记录，从而占有较多的存储空间，但是实时性较第一种方法好。
我们来主要讨论第二种方法。
系统框架结构
该系统主要包括以下几个部分：DSP、DAC、DAC后端低通滤波电路以及两个数字可编程运放PGA205、PGA1039(图1)。
系统中DSP采用了TI公司的TMS320VC5402，它有一组程序总线和三组数据总线，高度并行性的算术逻辑单元ALU、专用硬件逻辑片内存储器、增强型HPI口和高达100MHz的CPU 频率，可以在一个周期里完成两个读和一个写操作。
D/A采用了ADI公司的一种16位、低功耗数模转换器AD7846，实现了高速同步数模转换。
可编程增益放大器采用的是美国BB公司的具有低增益误差的PGA205和PGA103，它们可采用4.5V至18V的电源工作，通过与CMOS与TTL兼容的输入端来设定增益，并能提供快速的稳定时间。
硬件实现
TMS320VC5402和DAC AD7846是通过VC5402的并行I/O接口来实现数据交换，通过地址线来对AD7846的四个数字逻辑进行控制的。
将cs和R/W
1
均置为低电平时，开始向该DAC写数，经过一段延时，将LDAC置为高电平，CLR置为低电平，DAC进行数模转换，最后，将R/W和CLR均置为低电平，即将该DAC锁存器清零。
当然，也可以通过CPLD来对其进行控制。
具体时序图如图2所示。
后端运放电路由可编程增益运放PGA205和PGA103串联组成。
该运放电路可提供从G=1到G=800的可编程增益放大。
增益输入端具体输入值详见参考文献[5]真值表。
数字输入端可直接与通用的CMOS和TTL逻辑元件直接接口。
逻辑输入端以接地端为基准。
如果数字输入端不带锁存器，逻辑输入的改变将立即选择新的增益。
逻辑输入的开关时间大约是0.5微秒。
增益改变的响应时间等于开关时间加上放大器稳定到与新选择的增益相对应的新输入电压所需要的时间，对于0.01%的精度，当G=10时，稳定时间为2.5微秒，当G=100时，稳定时间为8微秒。
本系统中，使用外部逻辑锁存器锁存来自高速数据总线的增益控制信号。
使用外部锁存器可以把高速的数字总线与敏感的模拟电路分开。
应使锁存电路尽可能远离模拟电路以避免将数字噪声耦合到模拟电路中。
软件设计
DSP源程序
.mmregs
.global main
.sect "MAIN"
main:
stm #TAB,AR0 ；指向表头
tm #167H,AR3 ；设定循环次数
2
HI_PULSE:
ssbx xf
stm #20H,AR5
NOP
LOOP1:
NOP
BANZ LOOP1,*AR5- ；delay1NOP
portw *ar0+,8h ；a1--cs 60ns, a2--r/w 60ns, a0--clr 70ns
NOP
NOP
NOP
rsbx xf ；ldac(70ns) '0' transferedportw * ar5,3h
；a0--clr'1' transfere
NOP
NOP
NOP
portw *ar5,7h ；a0--clr(70ns) clr'0' a2--r/w'1' clear dac latch
BANZ TT,*AR3- ；判断到达表尾，调转到表头
stm #TAB,AR0 ；指向表头
stm #167H,AR3 ；设定循环次数
B HI_PULSE ；portw *ar5,4h ；a0--clr a0-- clr'0' a2--r/w'1' clear dac latch TT:
3
stm #20H,AR2
NOP
LOOP2:
；delay2
NOP
BANZ LOOP2,*AR2-
NOP ；未到表尾
B HI_PULSE
TAB:
；该表为正弦表值，也可以改为所需任意波形表值
.word 0ff82H, 0ff4bH, 0ff0aH, 0fec0H, 0fe6bH
.word 0fe0dH, 0fda4H, 0fd32H, 0fcb7H, 0fc31H
.word …………
.word 0ff82H, 0ffafH, 0ffd2H, 0ffebH, 0fffaH
.end
系统设计应注意的几个问题
AD7846
(1)AD7846有单极性(0V-5V,0V-10V输出范围)、双极性( 5V, 10V输出范围)两种工作方式。
单极性工作时，需将VREF+接设计所需的正参考电压，而将VREF_接地；双极性工作则需将VREF+ 、VREF_分别接设计所需的正负参考电压；
(2)另由于AD7846有片内集成运放，如果将RIN脚接地，其输出范围为
4
2VREF_~2VREF+；如果将RIN脚与VOUT脚短接，则其输出范围为
VREF_~VREF+ 。
高速DSP系统设计
(1)高速系统特别是模拟数字混合系统要特别注意接地问题。
除了电源端相连外，数字地和模拟地分开。
另外，对于高速系统使用大面积地阻抗非常重要。
印制电路板最好采用多层布线，其中的一层作为地层，且地层应尽量覆盖到高速器件的下方。
(2)妥善解决电源去耦问题对于高速数字系统也很重要。
为防止电源输入端的电缆或连线引入分布电感，电源与器件尽量靠近，并在总的电源输入端跨接大容量的去耦电容。
(3)信号走线时，应避免数字、模拟信号交叉走线，如必须交叉，尽可能直角交叉。
尽量采用多层布线，相邻层的走线尽量正交。
结束语
利用DSP强大的运算处理能力，将其与DAC(AD7846)结合在一起(其
AD7846由AD1580提供1.25V的参考电压)，采用了较多的采样点数，从而实时地产生高精度的波形。
该方案既达到了较高的精度又具有较好的实时性，是一种很好的波形发生器。
5。