DSP正弦波信号发生器
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设计正弦信号发生器
基于DSP设计正弦信号发生器一．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对应，可以利用DSP处理器处理大量重复计算的优势来计算x轴每一点对应的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。
三．总体方案设计本设计采用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，便可得到正弦波四．软件操作DSP 集成开发环境 CCS是 Code Composer Studio 的缩写，即代码设计工作室。
它是 TI 公司推出的集成可视化 DSP 软件开发工具。
DSP CCS 内部集成了以下软件工具：◆ DSP 代码产生工具（包括 DSP 的 C 编译器、汇编优化器、汇编器和链接器）◆ CCS 集成开发环境（包括编辑、建立和调试 DSP 目标程序）◆ 实时基础软件 DSP/BIOS （必须具有硬件开发板）◆ RTDX、主机接口和 API（必须具有硬件开发板）在 CCS 下，用户可以对软件进行编辑、编译、调试、代码性能测试（profile）和项目管理等工作。
正弦波信号发生器的DSP设计
５０ ４２的片内 Ｒ Ｍ 中存有 ２ ６字 的正 弦及余 弦数据表 ， Ｏ ５ 可 以通过程序直接调用该表中的数据 ，由 ＤＡ回放 出正弦波 。通 ／ 过 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ模拟仿真 自己生成的正 弦数据表 ， 不但可 以解决频 率单一的问题 ， 还可以增加精度 ， 并改善系统的兼容性。 １３ ＿泰勒级数展开法 任一角度的正 弦及余弦波都可以展开成泰勒级数 ，取前五 项 的近 似公 式 为 ：
日ｚ （＝ ）
口 ＝一２ｃ ｓｃ０： ｂ＝ １ ｏ ｏ
：七 Ａｉｃ ； ＝ｓｏ ｎｏ
．
对应的是在单位圆上有复共轭极点的二阶振荡器 ，共扼极 点为 ：ｌ ｅ ， Ｐ， 其离散时域脉冲单位 冲击响应响应 ： ｚ ＝
ｈ ）Ａ ｉ （ １∞０ ｕ玎 （ ＝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｓ ［ ＋ ） ］ （） ｎ ｎｎ ・
￣ － Ｏ３
．
设定采样频率为 ￣ ４ ｋ ｚ即通过定时器中断， －０ Ｈ ， 每隔 ２ ｕ 产 ５ｓ 生一个 ｙ ） （， ｎ则递归的差分方程系数为：
ｎ＝ － ｏ ｏ ２ｃ ｓｃｏ＝
６：ｌ； ：ｓｎｏｏ＝ｓｎ２ ２ ｉ ｉ
＝
：
５
国 ７
９
ｓｉ ｎ ：
一 — — ＋ — — 一 — — ＋ ——
ｆ ｆ ／Ｔ Ｄ ＋ ）Ｐ Ｄ １ ， ｃ （ Ｄ Ｒ １（ Ｒ ＋ ） ＝ｘ
２ １
４ Ｉ
６ １
８ １
其中： 为角度值 ，Ｏ为其对应 的弧度值 。通 过变换 的 Ｏ ｔ ／ 值， 且利用弧度与频率之间的关 系很容易实现变频处理 。 １ ． 字正 弦 振荡 器 ４数 数字正弦波振荡器的系统函数可表示为 ：
１ 正 弦波 信号 的 产 生 方式 １ 采样回放法 ． １
基于TMS320C6416高速DSP的正弦信号发生器设计
ＭＨ ， ｚ 因而可以产生高达 １ Ｐ ＭＳ Ｓ的输出讯号频率 ， 并透过可程序数字内插滤波器对输入字符进行 ２４８ 、、 或
１ 倍超取样． ６ 其性能指标有 ： 快速稳定时间 ：． ５ ； ０６ ｓ低噪声：０ｎ ／／ ； ２ Ｖ ￣Ｈｚ 应用范围： 波形产生、 映像管 电视
和 自动测 试设 备．
关 键词 ： 弦信 号 ； 正 ＴＭＳ ２ Ｃ ４ ６ ＤＡＣ ５ ０ ３０ ６１； ８ ８
中图分 类号 ： Ｐ３ ８ １ 文献标 识码 ： 文章编号 ：０ ７ ８ ５ （０ ７ ０ －０ ９ －０ Ｔ ６． Ａ １０－ ７４２０）３ ０３ ３
．
Ｔ ３０ ６０ ＭＳ２Ｃ ００系列是 Ｔ 公司最初为移动通信基站 的信号处理而推 出的超级处理 芯片 ， Ｉ 它的处理速度 比传统 Ｄ Ｐ 要快一个数量级 ， Ｓｓ 因此在军用和民用领域都有广阔的应用前景． ６ ０ 片 内具有 ８ Ｃ ００ 个并行 的处
基于 Ｔ ３ ０ ６ １ ＭＳ ２ Ｃ ４ ６高速 Ｄ Ｐ的正 弦信 号发 生器 设 计 Ｓ
张渝 荣， 张 谦
（ 东教 育学 院 计算 机科 学 系 ， 东 广州 ５ ００ ） 广 广 １３ ３ 摘 要 ： 号发 生器作 为一 种常 用 的信 号 源 ， 信 广泛应 用 于 电子 电路 、 自动控 制 和通 信 系统等 领域 ，
Ｄ Ｒ Ｘ ：写数据 ， 数据从 Ｄ Ｒ引脚进入 Ｄ Ｐ 首先存放在接收移位寄存器 Ｒ Ｒ １ 当一个完整的字接 收完毕 Ｓ， Ｓ Ｌ 中， ］
收稿 日期 ：Ｏ６ ｌ — ２ ２０一 １ ９
作者简介 ： 张渝 荣（９ １ ， 湖 南宁 乡人 ， 东教 育学院计算机科 学系助理 实验 师． １ ７ 一） 男， 广
基于DSP的DDS信号发生器硬件设计电路图
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于DSP的DDS信号发生器硬件设计+电路图摘要在21世纪的今天，基于DSP的信号发生器以其编程的高度灵活性，波形的高精度与高稳定性等特点而脱颖而出，具有极大的应用价值和广泛的应用前景。
本文利用高性能DSP芯片加上合理的外围控制电路构成基于DSP的DDS信号发生器，完成电压监测电路的硬件设计工作。
通过对DDS的相应介绍采用查表法实现正弦波的产生，采用高速微处理器实现DDS。
然后完成硬件芯片的选型(TMS320LF2407)和硬件电路的设计工作。
硬件设计主要有核心控制模块电路、片选电路、串行通信电路、AD转换电路及信号采集电路，以此实现硬件电路完成接收上位机的控制信号，采集外部电压信号处理后送给上位机，实现对电压的监控。
关键词：信号发生器，DDS，电压监控，硬件设计11870毕业设计说明书（论文）外文摘要1 / 10TitleDDS signal generator hardware design based on DSPAbstractIn the 21st century,the DSP signal generator stand out for its high degree of flexibility of the programming waveforms, high precision and high stability characteristics, shows great value and broad application prospects.This article takes use of high performance DSP chip with peripheral control circuit DSP-based DDS signal generator,complete the hardware design of the voltage monitoring circuit.Achieve the generation of sine wave with look-up table method corresponding introduction of DDS.Then complete selection of hardware chip(TMS320LF2407)and hardware design.The hardware design mainly consists of core control module circuit, chip select circuit, the serial communication circuit, AD converter circuit and the signal acquisition circuit,In order to achieve the hardware circuit to complete the PC to receive the control signal.The acquisition of an external---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------voltage signal processing to give the host computer,in order to monitoring the voltage.Key words: signal generator,DDS,voltage monitoring,hardware design4.4 PC机与DSP的点对点的串行通信接口244.5 输入输出接口254.5.1A/D的接口254.5.2电压信号采样电路265电路设计中注意的问题28致谢30参考文献313 / 10附录硬件电路原理图321 绪论1.1 信号发生器简介信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
2kHz正弦信号发生器
2kHz 正弦信号发生器设计一、设计目的1、了解数字波形产生的原理2、学习用DSP 产生各种波形的基本方法和步骤，提高用C 语言进行DSP 编程的能力。
3、掌握DSP 与D/A 转换器接口的使用。
二、设计设备计算机、DSP 硬件仿真机、ZYE1801B 实验箱，60M 示波器，连接线若干。
三、设计原理数字波形信号发生器是利用DSP 芯片，通过软件编程和D/A 转换来产生所需要的信号波形的一种方法。
在通信、仪器和控制等领域的信号处理系统中，经常会用到各种数字波形发生器。
譬如，一般产生正弦波的方法有两种：1、查表法：此种方法用于对精度要求不是很高的场合。
如果要求精度高，所需要的表格就很大，相应的存储器容量也要很大。
2、泰勒级数展开法：这是一种更为有效的方法。
与查表法相比，需要的存储单元很少，而且精度比较高。
一个角度为θ的正弦函数和余弦函数，都可以展开成泰勒级数，取其前5项进行近似得：35792222sin (1(1(1(1))))3!5!7!9!2*34*56*78*9x x x x x x x x x x θ=-+-+=----24682222cos 11(1(1(1)))2!4!6!8!23*45*67*8x x x x x x x x θ=-+-+=---- 其中：x 为θ的弧度值。
也可以用递推公式求正弦和余弦值：θθθθ)2sin()1sin(cos 2sin ---∙=n n n θθθθ)2cos()1cos(cos 2cos ---∙=n n n利用递推公式计算正弦和余弦值需已知COS θ和正、余弦的前两个值。
用这种方法，求少数点可以，如产生连续正弦、余弦波，则累积误差太大，不可取。
通过3个拨码开关对DSP 进行输入，输入的0-7对应8种不同的波形，DSP 根据输入的数据进行不同的波形处理，把处理后的数字数据发送到D/A 转换器，经D/A 转换器转换后输出模拟量，用示波器进行测量，观察。
正弦信号发生器
应用领域
通信领域
用于调制解调、无线通信等，提供稳定的载波信 号。
音频领域
用于音频设备测试、音响系统调校等，提供纯净 的正弦波信号。
科学实验
用于各种物理、化学、生物实验中，模拟各种波 形信号。
重要性
稳定性高
正弦信号发生器产生的信号稳定度高，频率、幅度等参数可精确 控制。
应用广泛
正弦信号发生器在各个领域都有广泛应用，为科学研究和技术开发 提供重要支持。
问题3
无法正常开机：解决方案 - 检查电源 连接和设备故障，如有需要请联系专 业维修人员。
问题4
输出不稳定：解决方案 - 重新启动设 备，检查连接线是否牢固，如问题持 续存在，可能需要校准设备。
05
正弦信号发生器的未来发展
技术发展趋势
数字化
正弦信号发生器将进一步向数字 化发展，实现更精确的信号控制
正弦信号发生器
• 正弦信号发生器概述 • 正弦信号发生器的种类 • 正弦信号发生器的性能指标 • 正弦信号发生器的使用方法 • 正弦信号发生器的未来发展
01
正弦信号发生器概述
定义与工作原理
定义
正弦信号发生器是一种能够产生 正弦波信号的电子设备。
工作原理
正弦信号发生器通过振荡电路产 生正弦波，并通过调节频率、幅 度等参数，输出所需信号。
数字信号发生器
数字信号发生器采用数字技术来产生正弦波，具 有较高的频率范围和精度。
数字信号发生器通常具有更好的稳定性和可靠性， 能够产生更高质量的信号。
数字信号发生器广泛应用于通信、雷达、电子战 和测试等领域。
合成信号发生器
1
合成信号发生器采用数字合成技术来产生正弦波， 具有非常高的频率范围和精度。
基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计毕业论文 精品
毕业设计题目名称基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计学院电气信息工程学院专业/班级自动化09102学生学号指导教师（职称）葛延津（教授）严海领（助教）摘要信号发生器发展到今天，在电子测试、电子设计、模拟仿真、通信工程中，扮演着一个相当重要的角色，有着相当广泛的应用，极大加快了电子测试与设计工作中的效率，在电子技术和信号仿真应用中已发挥了巨大的作用。
本文主要介绍了以TMS320VC5402 DSP为主的信号发生器的设计情况。
这是一个以DSP为核心来实现信号发生器的系统，该系统具有结构简单灵活，抗干扰能力强、产生频率较高、应用广泛等特点。
该系统的组成核心TMS320VC5402 DSP芯片是TI公司生产的16位定点处理芯片，它有运算速度快、具有可编程特性、接口灵活和外围电路丰富等特点。
选择该芯片作为设计信号发生器的核心芯片，能够提高信号发生器所产生信号的频率，使信号发生器有更加广泛的应用。
本设计的硬件部分是有该DSP芯片和D/A转换芯片TLC7528组成，DSP芯片用于产生各种波形，D/A转换芯片用于把数字信号转换为模拟信号。
在以上硬件的基础上，通过软件编程来实现三角波、正弦波等波形。
关键词：DSP；D/A转换器；信号发生器；波形AbstractSignal generator to today, in the electronic testing, electronic design, simulation, communications engineering, plays a very important role, has a very wide range of applications, greatly accelerate the efficiency of the electronic test and design work in the electronics technology and signal simulation applications has played a huge role. This paper describes the design to TMS320VC5402 DSP-based signal generator. This is a core DSP signal generator system, the system structure is simple and flexible, anti-interference ability, resulting in a higher frequency, widely used features.The System is comprised core TMS320VC5402 DSP chip is produced by TI 16-bit fixed-point processing chip, computing speed, programmable features, flexible interface and peripheral circuits rich features. Select the chip to chip as the core of the design of the signal generator, it is possible to improve the signal generator to produce the signal frequency, the signal generator has a broader application. The design of the hardware part is composed of the DSP chip and the D / A converter chip TLC7528 DSP chip for generating various waveforms, D / A converter chip used to convert digital signals to analog signals. On the basis of the above hardware, by software programming to achieve the waveform of the triangular wave, sine wave, etc..Keywords: DSP; D / A converter; signal generator; waveform目录第一章绪论.................................................... - 1 -1.1选题的背景............................................. - 1 -1.2选题的目的及意义....................................... - 1 - 第二章整体方案................................................ - 2 - 第三章硬件系统设计............................................ - 3 -3.1 系统的组成及实现功能................................... - 3 -3.2 硬件系统设计思想....................................... - 3 -3.3 硬件电路方案及电路原理设计 ............................ - 3 -3.4 相关电路介绍........................................... - 4 -3.4.1 核心电路芯片TMS320VC5402...................... - 4 -3.4.2 D/A 转换器TLC7528............................. - 10 -3.4.3 电源电路和晶振电路 ............................. - 14 - 第四章软件系统设计........................................... - 17 -4.1 ICETEK—B2.0说明............................. - 17 -4.2 三角波的设计方案..................................... - 18 - 4.3 正弦波的设计方案...................................... - 21 - 4.4 软件系统.............................................. - 25 - 第五章总结展望............................................... - 28 - 结束语........................................................ - 29 -致谢......................................................... - 30 - 参考文献...................................................... - 31 - 附录......................................................... - 32 -第一章绪论1.1选题的背景信号发生器，主要作为激励信号或仿真信号，广泛应用于电子设计、生物医疗、环保、机械运动、新型材料等各个领域。
基于Matlab_DSPBuilder的正弦信号发生器设计.
基于Matlab/DSP Builder的正弦信号发生器设计引言近年来随着通信技术的不断发展,信号的正确传输显得日益重要,也就是说要有一个可靠的能产生稳定确信号的发生器,基于Matlab/DSP Builder的正弦信号发生器是利用Matlab/DSP Builder的模块进行的模快化设计,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了、易懂、易学。
使硬件在软件的控制下协调运作。
DSP Builder可以帮助设计者完成基于FPGA的DSP系统设计设计,除了图形化的系统建模外,还可以完成及大部分的设计过程和仿真,直至将设计文件下载到DSP 开发板上。
此次实验的目的就是将两者的优势有机的结合在一起,利用DSP的优势开发正弦信号发生器。
在设计中主要采用DSP Builder库中的模块进行系统的模型设计,然后再进行Simulink仿真。
1.设计思想1.1 DSP Builder特点DSP Builder系统级(或算法级设计工具,它架构在多个软件工具之上,并把系统级(算法仿真建模和RTL(硬件实现两个领域的设计工具连接起来,最大程度的发挥了两种工具的优势。
DSP Builder依赖于MathWorks公司的数学分析工具Matlab/Simulink,可以在Simulink中进行图形化设计和仿真,同时又通过Signal Compilder把Matlab/Simulink的设计文件(.mdl转换成相应的硬件描述语言VHDL 设计文件(.vhd,以及用于控制和编译的tcl脚本。
而对后者的处理可以用Quartus II 来实现。
1.2 QuartusII特点QuartusII提供了完整的多平台设计环境,能满足各种特定设计的需要,是单芯片可编程系统(SOPC设计的综合性环境和SOPC开发的基本设计工具,并且为Altera DSP开发包进行系统模型设计提供了集成综合环境。
QuartusII完全支持VHDL的设计流程,其内部嵌有VHDL逻辑综合器。
正弦波信号发生器的基本概念
平衡条件讨论
.Hale Waihona Puke Xf 正反馈网络 F·a. 相位平衡条件
一个振荡器，只在振荡频率f0时满足相位平衡条件。
在电路中应包含选频网络
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 F· b. 幅度平衡条件
若 ,则电路减幅振荡，最后停止振荡。
若 ，电路增幅振荡。
AF=1是维持等幅振荡的唯一条件
2．振荡的建立与稳定 A·F·=1只能维持振荡，但不能建立振荡。
正弦波信号发生器是按照自激振荡原理构成的 信号发生器常称为振荡器
1. 正弦波自激振荡的基本原理
.
.
Xid
放大环节 A· Xo
.
Xf 正反馈网络 F·
自激振荡原 理方框图
.
输入Xid
工作原理 放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
. ..
反馈Xf=FXo
正反馈网络 F· 正反馈
如果X. f=X. id
可在输出端继续维持原有的输出信号
.
输入Xid
如果X. f=X. id
. ..
反馈Xf=FXo 由· 及
放大环节 A·
. ..
输出Xo= AXid
正反馈网络 F·
·.
. ··
··
知电路产生自激振荡的平衡条件为
··
式 ·· 中
· ·
上式可分解为 a. 幅度平衡条件
b. 相位平衡条件
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
振荡电路的起振条件：
AF > 1
A·F·> 1
A·F·> 1 输出幅值越来越大，最后出现非线性失真。
信号发生器正弦波产生原理
信号发生器正弦波产生原理信号发生器是一种电子仪器，用于产生不同类型的电信号，其中正弦波是一种基本的信号类型。
正弦波产生器的工作原理涉及使用一些基本的电子元件和电路。
以下是正弦波产生器的一般工作原理：
1. 反馈电路：正弦波产生器通常使用反馈电路来维持振荡。
反馈是指将部分输出信号反馈到输入端，以维持连续的振荡。
2. 放大器：正弦波产生器中有一个放大器，它负责提供足够的增益，以确保反馈信号在电路中传播时能够保持足够的振荡幅度。
3. 相移网络：为了产生正弦波，信号发生器还需要一个相移网络，它在电路中引入一个90度的相移。
这可以通过电容和电感元件的组合来实现。
4. 频率设定：正弦波产生器通常允许用户设定输出信号的频率。
这可以通过在电路中使用可调的电容、电感或其他元件来实现。
5. 稳定性控制：为了保持输出信号的稳定性，正弦波产生器通常包含一些措施，如使用晶振或其他时钟源。
6. 反馈类型：有两种常见的反馈类型，即正反馈和负反馈。
正反馈使得输出信号在每个周期内增加，而负反馈使得输出信号受到一定程度的抑制。
7. 振荡条件：正弦波产生器的振荡条件是通过在电路中选择合适的元件值和配置来满足的。
振荡条件包括放大器增益、相移网络和反馈网络。
这只是正弦波产生器的一般工作原理，实际上有多种类型的正弦波产生器电路，包括基于集成电路的振荡器、RC振荡器、LC振荡器等。
每种电路都有其特定的应用和优缺点。
第8章应用系统设计举例
B 1
C sin(T )
其振荡频率由系数A、B和C来决定。因此，设计振荡器主要就
第8章：应用系统设计举例—— 正弦信号发生器 设初始值为0，数字振荡器的二阶差分方程形式为：
y[k ] Ay[k 1] By[k 2] Cx[k 1]
利用单位冲击函数性质，即仅当k=1时，x[k－1]=1，得：
为了便于定点DSP处理， 将所有系数除以2，用16位定点表示：
第8章：应用系统设计举例—— 正弦信号发生器
定时器的初值计算
要求：定时器产生25s时间间隔，获得40kHz的采样频率。
定时器的初值计算由下式决定
f clk fS (TDDR 1)(PRD 1)
式中 f clk 为DSP时钟频率， f S 为采样频率。
第8章：应用系统设计举例—— 正弦信号发生器
内存定位文件清单如下：
MEMORY { PAGE 0： VEC： origin = 1000h， length = 0ffh PROG： origin = 1100h， length = 8000h PAGE 1： DATA： origin = 080h， length = 0807fh
第8章：应用系统设计举例——设计基本步骤
第8章：应用系统设计举例——设计基本步骤
8.1 DSP应用系统设计基本步骤
一个DSP应用系统设计包括硬件设计和软件设计两 部分。 硬件设计又称为目标板设计，考虑算法需求分析和 成本、体积、功耗核算等。 软件设计是指设计包括信号处理算法的程序，用DSP 汇编语言或通用的高级语言(C/C++)编写出来并进行调 试。这些程序要放在DSP片内或片外存储器中运行，在 程序执行时，DSP会执行与DSP外围设备传递数据或互相 控制的指令。 DSP的软件与硬件设计调试是密不可分的。
正弦波
DSP课程设计题目：正弦波信号发生器学院：电信学院专业班级：电子0801班姓名：辛少帅学号： 08214019一、 设计题目——正弦波信号发生器二、 设计目的1、掌握用汇编语言编写输出正弦波信号的程序2、掌握正弦波信号的 DSP 实现原理和C54X 编程技巧3、进一步加深对CCS 的认识4、能通过 CCS 的图形显示工具观察正弦信号波形三、实验设备PC 兼容机一台，操作系统为WindowsXP ，安装Code Composer Studio 软件。
四、 设计原理在通信、仪器和工业控制等领域的信号处理系统中常常会用到信号发生器来产生正弦波! 产生正弦波的方法一是查表法，二是泰勒级数展开法!查表法主要用于对精度要求不很高的场合，而泰勒级数展开法是一种比查表法更为有效的方法，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较少的存储空间。
本实验将利用泰勒级数展开法利用计算一个角度的正弦值和余弦值程序可实现正弦波。
（1）产生正弦波的算法：在高等数学中，正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式为：...!9!7!5!3)sin(9753-+-+-=x x x x x x ...!8!6!4!21)cos(8642-+-+-=x x x x x 若要计算一个角度的正弦和余弦值，可取泰勒级数的前五项进行近似计算。
))))981(761(541(321(...!9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=-+-+-=x x x x x x x x x x x ...!8!6!4!21)cos(8642-+-+-=x x x x x )))871(651(431(212222⨯-⨯-⨯--=x x x x 由这两个式子可推导出递推公式，即])2cos[(])1sin[()cos(2)cos(])2sin[(])1sin[()cos(2)sin(x n x n x nx x n x n x nx ---=---=由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时，不仅需要已知)cos(x ，而且还需要x n )1sin(-、x n )2sin(-和x n )2cos(-。
信号发生器的实现方法
பைடு நூலகம்
信号发生器的实现方法
信号发生器是一种用于产生各种类型信号的电子设备，常用于测试、测量和调试电子设备 和电路。以下是几种常见的信号发生器实现方法：
1. 函数发生器：函数发生器通过数学函数生成各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等 。函数发生器通常由数字信号处理器（DSP）或程序控制的波形发生器实现。
2. 直接数字合成器（DDS）：DDS是一种数字信号处理技术，通过数字计算和相位累加 器产生高质量的连续波形信号。DDS使用数字控制的振荡器和数字-模拟转换器（DAC）来 实现信号的生成。
信号发生器的实现方法
3. 频率合成器：频率合成器通过将基准信号与特定倍频或分频的电路相结合，生成所需的 频率信号。频率合成器通常使用锁相环（PLL）或倍频器电路来实现。
4. 脉冲发生器：脉冲发生器用于生成短脉冲信号，可用于测试和测量脉冲响应、脉冲宽度 调制等。脉冲发生器可以通过计时电路、脉冲调制器和放大器等组件实现。
5. 随机信号发生器：随机信号发生器用于产生具有随机性质的信号，如噪声信号。随机信 号发生器可以使用随机数发生器和滤波器等组件实现。
信号发生器的实现方法
这些信号发生器实现方法可以单独使用，也可以结合在一起以实现更复杂的信号发生器功 能。实际的信号发生器设计和实现可能会涉及到模拟电路、数字信号处理、时钟控制和滤波 等方面的知识和技术。根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的信号发生器实现方法是 很重要的。
基于DSP的数字信号发生器设计
基于DSP的数字信号发生器设计一、本文概述随着数字信号处理技术的快速发展，数字信号发生器作为一种能够产生多种复杂波形信号的重要设备，在通信、雷达、电子对抗、测试测量等领域中得到了广泛应用。
传统的模拟信号发生器由于其波形种类有限、精度低、稳定性差等缺点，已经无法满足现代电子设备对高精度、高稳定性信号源的需求。
因此，基于数字信号处理器（DSP）的数字信号发生器成为了研究的热点。
本文旨在探讨基于DSP的数字信号发生器设计，介绍其基本原理、设计方案、实现方法以及性能测试等方面的内容。
文章将简要介绍数字信号发生器的概念、分类及应用领域，阐述其研究背景和意义。
文章将详细介绍基于DSP的数字信号发生器的设计思路，包括硬件平台的选择、DSP芯片的性能要求、信号发生器的总体结构设计等。
接着，文章将重点阐述数字信号发生器的核心算法，包括波形生成算法、频率合成算法、幅度调制算法等，并分析其实现原理和性能优劣。
文章将通过实验测试验证数字信号发生器的性能，包括波形精度、频率稳定性、幅度调制精度等指标，为实际应用提供参考依据。
本文旨在为从事数字信号发生器设计、开发和应用的相关人员提供有益的参考和指导，推动数字信号发生器技术的进一步发展。
二、数字信号发生器的基本原理数字信号发生器是一种能够产生各种预设或自定义数字信号的设备，这些信号包括但不限于正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
其基本原理主要依赖于数字信号处理（DSP）技术和数字到模拟转换器（DAC）。
波形数据存储：各种预设波形的数据会被存储在设备的存储器中。
这些数据通常是以数字形式存在的，可以是固定的预设波形，也可以是用户自定义的波形。
波形选择：用户可以通过设备的用户界面选择需要的波形。
一旦用户选择了特定的波形，相应的波形数据就会被加载到DSP处理器中。
数字信号处理：DSP处理器会对加载的波形数据进行处理。
这可以包括改变波形的频率、振幅、相位等参数，以及实现更复杂的信号调制和处理。
正弦信号发生器的设计
正弦信号发生器的设计正弦信号是电子工程中非常常见的一种波形信号。
在很多应用场合中，为了满足一些特殊的输出要求，设计一个合适的正弦信号发生器是非常必要的。
本文将介绍如何设计一个简单的正弦信号发生器。
一、介绍正弦信号正弦信号是一种基本的周期信号，在数学和工程领域都有广泛的应用。
正弦信号的数学表达式为：y(t) = A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为相位差。
正弦信号具有周期性和连续性，可以描述很多物理和电子现象，如机械振动、电磁波等。
在电子工程领域中，正弦信号可以用于通讯系统、音频系统、数码系统等各个方面。
如果需要设计一个正弦波信号发生器，一些基本要素必须要考虑。
这些要素包括输出幅度、输出频率、工作电源和电路稳定性。
以下是正弦信号发生器的设计方案：1.输出幅度要设计一个正弦信号发生器，首先要确定所需要的输出幅度范围。
对于数字信号处理器（DSP）的输出，其输出幅度通常在±1.0之间。
如果需要更大的输出幅度，可以通过放大引脚信号或者使用外部放大器实现。
2.输出频率输出频率可以由外部时钟或者基准晶振决定。
如果想要实现可调节的输出频率，可以在电路中使用像50-100MHz这样的精准低噪声晶振。
可以根据应用需求选择不同的晶振和滤波器电路。
3.工作电源正弦波信号发生器的工作电源应该保证稳定性和可靠性。
在低频和中频应用中，标准稳压器可以提供足够的电源稳定性；在高频应用中，需要使用低噪声电源或者瞬态响应较好的电源来保证信号质量。
4.电路稳定性正弦波信号发生器的电路必须要保证稳定性。
这可以通过使用负反馈电路、保持简单电路结构和使用稳定的输出功率等方法来实现。
此外，振荡器的端部是一个有驱动能力的阻抗，因此需要使用与振荡器相匹配的驱动设计。
下面是一个简单的正弦波信号发生器电路图：在图中，U1是一个晶体管振荡器，C4和L2是功率扩大电路，R1和R2是反馈电路，C1和C2是用于稳定电路的滤波电容，C3则被用来过滤高频噪声。
正弦波信号发生器的设计与实现
正弦波信号发生器的设计与实现中文摘要正弦波信号发生器广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域，是工业与实验领域重要的信号激励源。
系统是以STC89C52单片机，AD9850集成电路为核心器件，设计并实现了频率、幅值连续可调的正弦波发生器。
通过按键控制可实现正弦波频率的预置和幅度调节，步进精度为1Hz和10Hz，同时通过LCD12864液晶屏显示其对应频率。
经测试：系统输出正弦波连续可调，频率范围100Hz ～1MHz，分辨率1Hz；幅值范围1v～10v。
关键词：信号发生器；正弦波；STC89C52；AD9850Design and implementation of sine wave signal generatorABSTRACTSine wave signal generator is widely used in electronic circuits, automatic control system and teaching experiment etc., is an important signal source of industrial and experimental field.STC89C52 microcontroller, AD9850 integrated circuit are the core device of this system.The design and implementation of a sine wave generator frequency, amplitude adjustable. we can achieve the preset of sine wave frequency and adjust of the amplitude through the button control .The stepping accuracy of this design is 1Hz and 10Hz.The system can achieve the function of displaying the corresponding frequency through the LCD12864.After testing:the system output sine wave is continuous and adjustable, the frequency range of 100Hz to 1MHz, the resolution of 1Hz; range 1V ~ 10V.KEYWORD：Sine wave generator; sine wave; STC89C52 ; AD9850目录第一章绪论 01.1论文设计背景和意义 01.2波形发生器的发展 01.3信号发生器的实现方法 (1)本章小结 (2)第二章系统总体方案设计 (3)2.1设计的要求及系统功能 (3)2.2DDS的基本原理 (3)2.3功能分析 (4)2.3.1主控模块功能分析 (4)2.3.2 信号发生模块功能分析 (5)2.3.3液晶显示模块功能分析 (5)2.3.4放大模块功能分析 (5)本章小结 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1单片机控制模块设计 (6)3.1.1 STC89C52单片机 (6)3.1.2时钟电路 (7)3.1.3复位电路 (7)3.2信号产生模块设计 (7)3.2.1 DDS结构 (7)3.2.2累加器 (8)3.2.3 控制相位的加法器 (8)3.2.4 控制波形的加法器 (8)3.2.5 D/A转换器 (8)3.2.6 AD9850集成模块 (8)3.3显示模块设计 (10)3.4.1 LCD12864基本特性 (10)3.4.2 LCD12864的设计使用 (11)3.4键盘输入控制模块设计 (11)3.5放大模块设计 (12)3.5.1 反相比例放大电路 (12)3.5.2 运算放大器OP37 (12)3.5.3 直流稳压模块 (12)3.5.4 lm7815/lm7915系列 (13)本章小结 (13)第四章系统软件设计 (15)4.1系统主程序设计 (15)4.2键盘扫描程序设计 (15)4.3显示程序设计 (16)4.4频率设定程序设计 (17)本章小结 (17)第五章系统调试 (18)5.1软件调试 (18)5.1.1 编程语言的选择 (18)5.1.2 系统开发环境 (18)5.2测试仪器 (19)5.3电源测试数据记录 (19)5.4系统测试 (19)5.5测试分析 (20)本章小结 (20)第六章总结 (21)参考文献 (22)致谢................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
DSP课设——正弦波发生器
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)1.1 设计目的 (1)1.2 设计内容及要求 (1)2设计方案及原理 (2)2.1总体方案 (2)2.2设计原理 (2)3系统硬件设计 (3)3.1系统硬件框图 (3)3.2 TMS320C5402简介 (4)3.3 D/A转换部分设计 (5)4系统软件设计及调试 (6)4.1变频调幅的方法 (6)4.2程序设计 (6)4.3程序编写 (8)4.4 CCS简介 (14)4.5运行步骤及结果 (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1.1 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。
函数信号发生器的功能
函数信号发生器的功能函数信号发生器是一种可以生成各种类型信号的设备或软件。
它广泛应用于科学研究、工程测试、仪器校准等领域。
本文将介绍函数信号发生器的工作原理、应用领域以及一些常见的信号类型。
一、函数信号发生器的工作原理函数信号发生器的核心是一个信号发生器电路，其输出信号的波形由内部的信号发生器电路产生。
信号发生器电路可以采用多种方式实现，其中较常见的方法是使用集成电路或数字信号处理器（DSP）。
信号发生器电路的基本原理是通过对一个基准信号进行调制、变换和控制，生成不同类型的信号。
基准信号可以是正弦波、方波、三角波等，也可以是任意波形。
通过调整基准信号的幅度、频率、相位和偏置等参数，可以得到各种不同的信号。
二、函数信号发生器的应用领域函数信号发生器广泛应用于科学研究、工程测试和仪器校准等领域。
下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 信号处理和通信系统测试：在信号处理和通信系统设计和测试中，需要模拟各种不同的信号环境，以验证系统的性能和稳定性。
函数信号发生器可以生成各种模拟信号，如音频信号、视频信号、调制信号等，用于系统测试和性能评估。
2. 仪器校准和校准：在仪器校准和校准中，需要提供准确的标准信号，以验证和校准测量设备的准确性和精度。
函数信号发生器可以生成稳定、精确的标准信号，用于仪器校准和校准。
3. 科学研究和实验：在科学研究和实验中，需要生成各种特定的信号，以便进行研究和实验。
函数信号发生器可以生成特定频率、特定幅度和特定相位的信号，用于科学研究和实验。
4. 教育培训和学术研究：函数信号发生器也广泛应用于教育培训和学术研究。
它可以帮助学生和研究人员理解和研究信号的特性和行为。
通过调整函数信号发生器的参数，可以生成各种不同的信号，并观察其特性和行为。
三、常见的信号类型函数信号发生器可以生成多种类型的信号，下面将介绍几种常见的信号类型。
1. 正弦波：正弦波是最基本的周期信号，具有连续的、光滑的波形。
它的特点是振幅、频率和相位都是恒定的。
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查表法是通过查表地方式来实现正弦波,主要用于对精度要求不很高地场合.
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地正弦和余弦值,且只需要较小地存储空间.
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号.
产生正弦波地算法
1.3 课题研究地目地意义
科技地进步带动了DSP技术地发展,现代控制设备地性能和结构发生了巨大地变化,我们已经进入了高速发展地信息时代,DSP技术也成为当今科技地主流之一,被广泛地应用于生产地各个领域.对于本次设计,其目地在于：
(1>了解DSP及DSP控制器地发展过程及其特点.
(2>较熟练地在硬件上掌握DSP及DSP硬件器地结构、各部件基本工作原理.
1.2
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地专用处理器.DSP芯片以其独特地结构和快速实现各种数字信号处理算法地突出优点,发展十分迅速.数字信号发生器是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多地一种信号发生装置和信号源.而正弦信号是一种频率成分最为单一地常见信号源,任何复杂信号(例如声音信号>都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等地正弦信号地叠加,广泛地应用在电子技术实验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域地信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域.
第2章
2.1 总体方案设计
1.基于DSP地特点,本设计采用TMS320C54X系列地DSP作为正弦信号发生器地核域观察窗口,得到其滤波前后波形变化图；
4.设置频域观察窗口,得到其滤波前后频谱变化图.
2.
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地信号处理系统中.
第1章 绪论
1.1
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地新兴学科.20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术地飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速地发展.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,来处理现实信号地方法,这些信号由数字序列表示.在过去地二十多年时间里,信号处理已经在通信等领域得到极为广泛地应用.
2.3
1.基于DSP地特点,本设计采用TMS320C54X系列地DSP作为正弦信号发生器地核心控制芯片.
2.用泰勒级数展开法实现正弦波信号.
3.设置波形时域观察窗口,得到其滤波前后波形变化图；
4.设置频域观察窗口,得到其滤波前后频谱变化图.
第3章 硬件设计
基于DSP地信号发生器地硬件结构图如图3.1所示,它主要由DSP主控制器,输出D/A通道和人机界面等几个主要部分组成.
图一是数字信号处理系统地简化框图.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.其中抗混叠滤波器地作用是将输入信号x(t>中高于折叠频率地分量滤除,以防止信号频谱地混叠.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,滤除不需要地高频分量,最后输出平滑地模拟信号y(t>.
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数,其表达式：
取泰勒级数地前5项,得近似计算式：
递推公式：
sin(nx> = 2cos(x>sin[(n-1>x]-sin[(n-2>x]
cos(nx> = 2cos(x>sin[(n-1>x]-cos[(n-2>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.
(3>熟悉CCS集成开发环境,并能较熟练地对CCS地开发系统进行使用.
(4>熟悉用C语言、汇编语言编程DSP源程序
(5>学习DSP程序地调试及编写,及运用观察变量地方法查看程序地运行情况.
(6>掌握项目设计地流程及方法.
1.4 课题研究内容
用TMS320C54x地汇编语言程序设计正弦信号发生器大大方便了程序地编写、调试和加快了程序地运行速度.
图3.1 基于DSP地信号发生器系统框图
3.2
本系统采用TI公司地TMS320LF2407 DSP处理器,该器件具有外设集成度高,程序存储器容量大,A/D转换精度高,运算速度高,I/O口资源丰富等特点,芯片内部集成有32KB地FLASH程序存储器、2KB地数据/程序RAM,两个事件管理器模块<EVE和EVB）、16通道A/D转换器、看门狗定时器模块、16位地串行外设接口<SPI）模块、40个可单独编程或复用地通用输入输出引脚<GPIO）以及5个外部中断和系统监视模块.TMS320LF2407芯片中地事件管理模块<EV）是一个非常重要地组成部分.SPWM波形地产生和输出就是由这一部分完成地,它由两个完全相同地模块<EVA和EVB）组成,每个模块都含有2个通用定时器、3个比较器、6至8个PWM发生器、3个捕获单元和2个正交脉冲编码电路<QEP）.因为TMS320LF2407有544字地双口RAM<DARAM）和2K字地单口RAM<SARAM）；而本系统地程序仅有几KB,且所用RAM也不多,因此不用考虑存储器地扩展问题,而对于TMS320LF2407地I/O扩展问题,因为TMS320LF2407器件有多达40个通用、双向地数字I/O<GPIO）引脚,且其中大多数地基本功能和一般I/O复用地引脚,而实际上,本系统只需要17路I/O信号,这样,就可以为系统剩余50%多地I/O资源,因此可以说,该方案既不算浪费系统资源,也为系统今后地升级留有余地.
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地,它所涉及地范围极其广泛.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地基本工具,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.近来新兴地一些学科,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地理论体系作为自己地理论基础,同时又使自己成为一系列新兴学科地理论基础.
目前,常用地信号发生器绝大部分是由模拟电路构成地.当这种模拟信号发生器用于低频信号输出时,往往需要地RC值很大,这样不但参数准确度难以保证,而且体积和功耗都很大.而由数字电路构成地低频信号发生器,虽然其低频性能好,但体积较大,价格较贵.而本文借助DSP运算速度高,系统集成度强地优势设计地这种信号发生器,比以前地数字式信号发生器具有速度更快,且实现更加简便.