2kHzDSP信号发生器.doc

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： 其中：x为θ的弧度值。 也可以用递推公式求正弦和余弦值： 利用递推公式计算正弦和余弦值需已知COSθ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。 四、设计步骤和内容 熟悉本设计原理。 编写程序。 运行CCS软件编译，通过插板上的JP1，JP2，JP3来选择不同的波形。 用示波器观察波形。 五、波形选择表 JP3 JP2 JP1 波形 0 0 0 正弦波 0 0 1 余弦波 0 1 0 三角波 0 1 1 方波 1 0 0 正向锯齿波 1 0 1 负向锯齿波 六、程序流程图如图二所示： 图二 程序流程图 七、 对于正弦波的频率计算 N值为产生正弦波一个周期的点数，产生的正弦波的频率与N数值大小及D/A转换频率有关，产生的正弦波信号频率的计算公式为： 。 基于TMS320C5402的正弦信号发生器 日期：2009年7月10日 | 来源：看文章 | 编辑15id | 看文章 　　电子技术、机械、电声、水声及生物等领域能经常弦波，而般都由数字集成电路或分立元构成信号发生器产生，这里介绍种DSP实现弦信号发生器，其调幅、调频功能均由软实现，而且有较好扩展性、稳定性，计算机接口方便。 　　1硬设计 　　这个以TMS320C5402核心DSP系统，硬电路框图如： 　　发生波形时，DSP通过接口电路实现波形参数控制，产生精度弦波，经模数转换输出。 　　1.1DSP 　　DSP芯片采TI公司性价比良好TSM320C5402［１］。采修增强型哈佛结构，程序数据分开存放，部具有8组度并行总线，组程序总线、3组数据总线4组地址总线，从而保证完成并行指令操作。40位算术逻辑单元ALU以及17位×17位并行乘法器40位专加法器相连，于非流水线式单周期乘法/累加运算。双地址生成器，包括8个辅助寄存器2个辅助寄存器算术运算单元RARU，使得周期定点指令执行时间达100MIPS。 　　片集成有192K存储空间：64K字程序空间、64K数据空间、64K字I/O空间，具有23条部程序地址线，寻址1M字部程序空间，因此增设额存储映射程序技术扩展寄存器XPC，以及6条扩展程序空间寻址指令，整个程序空间分成16页。同时寻址64K部数据空间、64K部I/O空间。RAM包括两种类型，只以次寻址SARAM，二以两次寻址DARAM。此，还有数据存储器0页映射25个特殊功能寄存器。 　　IEEE1149.1标准扫描逻辑电路(JTAG)于仿真测试，提供所连设备边界扫描。同时，能测试引脚引脚连续性，以及完成C5402芯片围器操作测试。IEEE1149.1标准扫描逻辑电路能访问片所有资源部扫描电路相连，因而C5402芯片能其专仿真引脚完成线仿真。 　　1.2D/A 　　由于信号发生器精度求，数模转换部分采AD767。12位并行数字接口苡片。该芯片单片包括输入锁存稳定电压参考源。电压参考源具有噪声、温度漂移、稳定度等优点，锁存脉冲宽度位40ns；转换器12位精度速双极性电流调整开关激光调整薄膜电阻网络提供精度；整个工作温度区域具有±1/2LSB最线性误差。 　　2软设计 　　2.1基本算法 　　产生弦波，这里采泰勒级数法，查表法查表结合插值法相比，该法具有节约存储空间，精度等优点，而且展开级数越，失真度就越。但因其运算量较，所以适于速度济南市不严格场合。 　　个角度θ弦余弦函数，都以展开成泰勒级数，其五项进行近似： 　　式：xθ弦度值，x=f×2π/fs(fs采样频率，f所发生信号频率)。 　　弦波波形以看成由无数个点组成，这些