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基于DSP正弦信號發(fā)生器設(shè)計方案解析

2017-10-30 | rar | 0.9 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

摘要:提出了一種基于TMS320C5402實現(xiàn)正弦信號發(fā)生器的設(shè)計原理與方法,介紹了所設(shè)計的正弦信號發(fā)生器硬件電路結(jié)構(gòu)和軟件程序流程圖。結(jié)合DSP硬件特性,通過使用泰勒級數(shù)展開法得到設(shè)定參數(shù)的正弦波形輸出,達(dá)到設(shè)計目的。該信號發(fā)生器彌補了通常信號發(fā)生器模式固定,波形不可編程的缺點,其具有實時性強,波形精度高,可方便調(diào)節(jié)頻率和幅度、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
  關(guān)鍵詞:數(shù)字信號處理器;信號發(fā)生器;多通道緩沖串行口;獨立鍵盤
  隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,對信號發(fā)生器波形的要求越來越高。目前,常用信號發(fā)生器大部分是由模擬電路構(gòu)成,當(dāng)這種模擬信號發(fā)生器用于低頻輸出時,由于需要較大的RC值,導(dǎo)致參數(shù)準(zhǔn)確度難以保證,且造成體積和功耗偏大,而數(shù)字式波形發(fā)生器,因其輸出幅值穩(wěn)定、輸出頻率連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點,已逐漸取代了模擬電路信號發(fā)生器。由于其運算速度高,系統(tǒng)集成度強的優(yōu)勢,可以設(shè)計基于DSP的正弦信號發(fā)生器,該發(fā)生器實時性強、可擴展性好、波形精度高、可調(diào)節(jié)頻率和幅度、穩(wěn)定性好、用途廣泛,各方面均優(yōu)于模擬信號發(fā)生器和數(shù)字信號發(fā)生器。因此,本文提出了一種基于TMS320C5402的正弦信號發(fā)生器的設(shè)計方法。
  1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
  1.1 系統(tǒng)硬件框圖
  該正弦信號發(fā)生器的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,主要由TMS320C5402芯片,D/A轉(zhuǎn)換器,獨立鍵盤等幾部分組成。
  基于DSP正弦信號發(fā)生器設(shè)計方案解析
  1.2 TMS320C5402簡介
  TMS320C5402芯片采用先進的修正哈佛結(jié)構(gòu),片內(nèi)有8條總線、在片存儲器和在片外圍電路等硬件,同時還有高度專業(yè)化的指令系統(tǒng),具有功耗小、高度并行等優(yōu)點。此外,其支持C語言匯編語言混合編程,高效的流水線操作和靈活的尋址方式使其適合高速實時信號處理。
  1.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分設(shè)計
  McBSP(Multi-channel Buffered Serial)即多通道緩沖串口,包括一個數(shù)據(jù)通道和一個控制通道。數(shù)據(jù)通道通過DX引腳發(fā)送數(shù)據(jù)、DR引腳接收數(shù)據(jù)。控制通道完成的任務(wù)包括內(nèi)部時鐘的產(chǎn)生、幀同步信號的產(chǎn)生、對這些信號的控制以及多通路的選擇等。此外還負(fù)責(zé)產(chǎn)生中斷信號送往CPU,產(chǎn)生同步事件信號通知DMA控制器。控制信息則是通過控制通道以時鐘和幀同步信號的形式傳送。
  數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用TLC320AD50C,其是TI公司出品的一塊將A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能集成在一起的接口芯片,采用∑-△技術(shù)在低系統(tǒng)成本下實現(xiàn)高精度的A/D和D/A轉(zhuǎn)換。該芯片由一對16 bit同步串行轉(zhuǎn)換通道組成,在A/D之后有一個抽取濾波器,在D/A之前有一個插值濾波器。
  TLC320AD50C可以與TMS320C5402 DSP的McBSP無縫串行連接進行數(shù)據(jù)采集、存儲和處理。SCLK輸出時鐘,M/S主從模式選擇(H為高電平,為主機模式),DIN串行輸入,DOUT串行輸出,F(xiàn)S幀同步信號輸出,對應(yīng)DSP的各相應(yīng)引腳。McBSP和D/A芯片的硬件電路連接如圖2所示。
  基于DSP正弦信號發(fā)生器設(shè)計方案解析
  1.4 獨立鍵盤的設(shè)計
  本信號發(fā)生器采用獨立鍵盤作為人機接口部分,即各個按鍵相互獨立,按下相應(yīng)的按鍵,就能輸出對應(yīng)幅度和頻率的正弦波。
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