【2017年整理】DSP调制解调系统设计.doc

DSP系统课程设计 调制解调器系统设计 目 录 引言 - 1 - 一、设计目的和任务 - 2 - 二、设计内容与要求 - 2 - 三、设计方案 - 3 - 3.1、系统整体的结构图 - 3 - 3.2、工作原理 - 3 - 3.2.1．调制 - 4 - 3.2.2．解调 - 4 - 3.3、硬件原理图 - 6 - 四、系统实现 - 13 - 4.1、硬件部分 - 13 - 4.2、软件部分 - 13 - 4.2.1、调制程序 - 13 - 4.2.2、解调程序 - 16 - 4.3、结语 - 22 - 五、心得体会 - 23 - 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　　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。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 目的：通过本课程的实践，能进一步掌握高级语言程序设计基本概念，掌握基本的程序设计方法；通过设计一个完整的小型程序，初步掌握开发软件所需的需求定义能力、功能分解能力和程序设计能力、代码调试技能；学习编写软件设计文档；为未来的软件设计打下良好的基础。 《DSP系统课程设计》是一项实践性和综合性都比较强的课程。通过本课程的学习，可以掌握典型DSP芯片的结构、原理和典型应用，既能巩固《数字信号处理基础》、《DSP原理及应用》、《通信原理》中相关的基础理论知识，又为日后从事相关系统开发设计奠定一定的基础。 任务：利用所学知识，设计一个基于DSP的二进制频移键控（2FSK）调制解调系统。了解掌握2FSK调制与解调原理设计内容与要求和之间变化。二进制频移信号可以看成两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的符号1对应于载波频率，符号0对应于载波频率，则二进制频移键控信号的时域表达式： （1） （1）式中， ,,,，是的反码，为码元持续时间，通常情况下，为单个矩形脉冲。 二进制频移键控(2FSK)是数字通信中常用的一种调制方式，其调制与解调的方法有很多种。采用数字信号处理来实现二进制频移键控信号的数字调制与非相干数字解调，大大地降低了硬件电路的复杂程度，提高了系统的灵活性，能够满足二进制频移键控各种传输协议的要求。 一个简易的2FSK工作原理如图2所示。在发送方，输入的基带数据信号经过调制和发送带通滤波器产生信道可传输的频带信号，送人信道；在接收端，接收带通滤波器除去带外所附加的噪声，将信号送入解调器（由延迟单元、乘法器和低，通滤波器构成），经过低通滤波器除去产生的高频信号，经取样判决得到输出数字序列，完成信号传输。 图2. 2FSK系统工作原理图 3.2.1、2FSK调制 2FSK调制就是把输人数字序列变成适合于信道传输的变频正弦波，所以2FSK的DSP实现关键就是产生正弦或余弦波形。产生正弦波的方法有差分迭代法、泰勒级数展开法、查表法等多种方法。本文中调制采用查表法产生正弦波。 ? 调制算法 2FSK调制采用查表法，可以实现较好的实时性，特别适用于通信载波的生成。在DSP 的程序存储空间,使用Q15 定点数格式在[0,2π]上以2π/N的相位间隔固化N 点正弦值，以供查表（这些值可由MATLAB软件首先计算好），在此取N=12。这样对于F0和F1的取样间隔分别为： （2） 使用DSP定时器T0，用来实现对数据解调DAC输出速率的控制。这样，如要实现12Kbps的数传输速率，需要将DSP定时器T0的溢出率设置为192KHz。 ?调制主程序流程图 本文使用查表