發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 01:14

【摘要】： 隨著信息科學(xué)的迅猛發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理已成為一門關(guān)鍵技術(shù),而數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法提供了可能。DSP芯片存儲(chǔ)系統(tǒng)采用了哈佛結(jié)構(gòu),并使用多級(jí)流水線技術(shù),以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能在通信和信號(hào)處理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,成為研究的熱點(diǎn)。 本文論述了一種基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并給出了具體的軟硬件實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)使用TI公司的TMS320LF2407A型號(hào)的DSP芯片作為核心處理器,實(shí)現(xiàn)了控制A/D采樣、處理采樣數(shù)據(jù)、顯示處理結(jié)果并響應(yīng)按鍵等功能。論文主要從以下幾個(gè)方面論述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案: (1)分析了系統(tǒng)進(jìn)行可行性,包括簡(jiǎn)要的理論基礎(chǔ),處理器和開發(fā)板的選型,系統(tǒng)性能參數(shù)的設(shè)定等。 (2)詳細(xì)研究了系統(tǒng)理論基礎(chǔ),包括譜分析原理,誤差分析,以及2048點(diǎn)實(shí)序列FFT變換在DSP上高效實(shí)現(xiàn)(節(jié)省時(shí)間和空間)。 (3)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路,包括前端輸入信號(hào)調(diào)理電路和抗混疊濾波電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),開發(fā)板硬件資源分配(包括存儲(chǔ)器分配,ADC模塊配置等),和液晶接口、鍵盤接口的實(shí)現(xiàn)。 (4)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),包括整個(gè)系統(tǒng)程序流程的設(shè)計(jì),各個(gè)模塊應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn),.cmd文件的配置,FLASH下載以及系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)、頻率分辨率和采樣頻率的設(shè)定。 (5)論證了系統(tǒng)算法的正確性和系統(tǒng)性能的精確性,從理論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、以及Matlab仿真等多角度分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并給出了改進(jìn)的方案和可行性分析。 從整體上看,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng),合理地實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集和處理系統(tǒng)的功能。其設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便可行,可作為廉價(jià)的信號(hào)采集平臺(tái),或者稍加改進(jìn)作為簡(jiǎn)易數(shù)字示波器或頻譜分析儀器。
【圖文】：

液晶顯示模塊組成。模擬信號(hào)經(jīng)過抗混疊濾波器處理后用刀D進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流，在DsP的控制下進(jìn)行時(shí)域和頻域處理【’7]。在液晶屏中顯示信號(hào)波形和頻域分析結(jié)果。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2一1所示。模擬信號(hào)調(diào)理電路抗混疊之波處理采樣數(shù)字信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)液品顯示圖2一1信號(hào)采集與處理系統(tǒng)流程圖 2.2TMS320LF2407A系列DSP概述自從TI于1982年推出第一款DSP以來(lái)，處理器的技術(shù)水平得到了巨大的提高，也締造了TI公司在數(shù)字信號(hào)處理器領(lǐng)域中的穩(wěn)固地位[’8]。如圖2一2。...報(bào)贊硯趁力平六 六圖2一 2TMS320系列數(shù)字信號(hào)處理器平臺(tái)從一般性的應(yīng)用到特殊應(yīng)用，TI公司推出的TMS32O系列DSP覆蓋了非常廣的應(yīng)用領(lǐng)域。用戶必須充分理解各類數(shù)字信號(hào)處理器的特點(diǎn)和適用領(lǐng)域，刁‘

2.2.1本課題DSP處理器的選型根據(jù)本課題控制系統(tǒng)的實(shí)際需要，結(jié)合考慮DSP的綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，本系統(tǒng)采用 TMS320LF2407ADSP芯片，硬件電路板如圖2一3。圖2一 3DSP一TMS320LF24O7A硬件電路板處理器選型的主要原因在于[2’】:①有效減少系統(tǒng)外圍接口芯片電路。系統(tǒng)擬采用TI公司的TMs320LF2407A芯片，其內(nèi)部帶有復(fù)位監(jiān)控單元(wDT)I22]，數(shù)/模(刀D)單元和通訊接口(ScI)單元。這樣便可有效地減少系統(tǒng)體積，，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，方便調(diào)試，提高設(shè)計(jì)的可靠性、穩(wěn)定性，這使得研發(fā)人員集中精力于數(shù)字信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和分析。②易于數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)[23]，方便擴(kuò)展系統(tǒng)功能。由于DsP器件主要是為了滿足數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)要求而開發(fā)的，因此其硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如內(nèi)部帶有硬件乘法器、累加器，采用流水線工作方式和并行結(jié)構(gòu)等)決定了DSP更適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP368.12

【參考文獻(xiàn)】

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1 王淑芳,張國(guó)英,馬景蘭,高艷鈴,張福斌,李致榮;基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年01期

2 徐淑正 ,汪蕙 ,楊華中 ,許宏吉;TMS320C30與A/D和D/A接口的設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2002年06期

3 胡琥,萬(wàn)秋玉,周彤;FIR數(shù)字濾波器的DSP實(shí)現(xiàn)[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

4 周金治;基于Matlab與DSP的FIR數(shù)字濾波器軟硬件實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2005年17期

5 伍小芹;吳秋麗;;FIR數(shù)字濾波器在DSP上的實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2007年01期

6 文瑋瑋,董金明;數(shù)字濾波器在定點(diǎn)DSP上的實(shí)現(xiàn)[J];遙測(cè)遙控;2002年01期

本文編號(hào)：2624083