正弦波信号发生器课程设计.doc

※※※※※※※※※ ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2010级学生DSP原理及应用课程设计 太 原 理 工 大 学 DSP原理及应用 课程设计报告书 课题名称 正弦波信号发生器 姓 名 高占冬 学 号 2010001279 院、系、部 信息工程 专 业 通信1002 正弦波信号发生器课程设计 课程设计基础 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。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、变换、滤波、估算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。数字信号处理是以众多学科为理论基础,它所涉及的范围极其广泛。如数学领域中的微积分、概率统计、随机过程、数字分析等都是数字信号处理的基础工具。它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断等密切相关。 一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等组成。 x(t x(t) 抗混叠 滤波器 A/D 转换器 x(n) y(n) y(t) 数字信号处理器 D/A 转换器 低通 滤波器 DSP信号处理过程： 将输入信号x(t)进行抗混叠滤波，滤掉高于折叠频率的分量，以防止信号频谱的混叠； 经采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为数字信号x(n)； 数字信号处理器对x(n)进行处理，得数字信号y(n)； 经D/A转换器，将y(n)转换成模拟信号； 经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y(t)。 课程设计目的 1、了解DSP对数据的处理能力 2、利用DSP实现正弦信号发生器 课程设计总体方案 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。 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。 正弦波信号发生器 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。 通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。 查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。 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的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。 本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。 产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式： 取泰勒级数的前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。 四、课程设计内容 1.用泰勒级数展开法计算sin(x）的值； 2.用泰勒级数展开法计算con(x) 的值； 3.用泰勒级数展开法产生正弦波。 五、课程设计步骤 1、用泰勒级数展开法计算sin(x)的值： 1．在CCS中建立项目：sinx.pjt，装载程序并运行； 2．在程序sinx.asm中，给出的x的值为pi/4=6487弧度。如果改变x在程序中的值，便可以计算其他角度的正弦值。 3．执行结果sin(pi/4)=5A81H，存储在数据存储器d_sinx(2003H)单元中。用查看寄存器的方法可以看到此结果。 2、用泰勒级数展开法计算cos(x)的值： 1．在CCS中建立项目：cosx.pjt，装载程序并运行； 2．在程序cosx.asm中，给出的x的值为pi/4=6487弧度。如果改变x在程序中的值，便可以计算其他角度的余弦值。 3．执行结果sin(pi/4)=5A82H，存储在数据存储器d_sinx(2003H)单元中。用查看寄存器的方法可以看到此结果。 3、用泰勒级数展开法产生正弦波： 1．在CCS中建立项目：?sin.pjt，装载程序； 2．在程序的适当处加上一个断点。作用：这里定义了一个显示缓冲区dis_buf， 将要输出到D/A的数据送到显示缓冲区当中去，以便在CCS图形显示的时候可以从图形显示中得到数据。 3．打开CCS的图形显示窗口，修改如下参数： Start Address=sin_x、 Page=Data、Acquisition Buffer Size=360、D