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1、河南理工大学河南理工大学数字信号处理数字信号处理 课程设计报告课程设计报告题目：基于题目：基于 DSP 的频谱分析系统设计的频谱分析系统设计学院：电气学院学院：电气学院班别：班别：姓名：姓名：学号：学号：指导老师：指导老师：2013 年年 11 月月 30 日日2目录目录1 摘要摘要.32 概述概述.421 频谱分析仪发展概述.422 频谱分析仪工作原 理.4 221模拟式频谱分析 仪.4 222数字式频谱分析 仪.43 总体设计总体设计.63.0 系统结构流程图：.6 3.1 双 CPU 方案.7 3.2 主从设备接口.8 3.3 软件设计思路.94 各功能模块设计各功能模块设计.104.1
2、 硬件设计.10 4.1.1 TMS320C5402 结构功能：.10 4.1.2 电源产生电路设计.10 4.1.3 复位电路设计.11 4.1.4 转换设计：.12 4.1.5 电平转换电路的设计：.12 4.1.6 时钟电路设计：.13 4.1.7JTAG 接口电路设计:.16 4.1.8 系统电路.17 4.2 频谱分析系统的软件设计：.18 4.2.1 软件设计思路：.17 4.2.2AD 采样：.18 4.2.3FFT 算法过程：.18 4.2.4FFT 频谱分析系统原理图：.194.2.5 系统程序运行流程图.205 实验结果实验结果.216 总结总结.25参考文献参考文献.26
3、31 摘要摘要频谱分析是受到广泛应用的一种测试手段。信号采集与处理技术和计算机 技 术的不断发展，促进了频谱分析仪的普及，它已成为从事电子产品研发、生产、检验的一种常用仪器。目前频谱分析仪正在向高分辨率、大动态范围、高灵敏 度、 数字显示、以及数字存储和高可靠性的方向发展。 本文对频谱分析仪的总体设计方案、硬件电路、软件程序、性能测试等几个 方面进行了详细讨论，说明了基于数字式快速傅里叶变换的频谱分析仪的实现 原 理。对硬件电路的设计，介绍了所采用的主要芯片的特性与使用方法；对软件 程序的设计，详细说明了实数 FFT 算法的程序实现。本文设计了一种基于 DSP 的频谱分析系统，该系统以 TI
4、公司的 DSP 芯片TMS320VC5402 作为数据处理核心，以 AT89S52 为事务处理核心，组成了具有数据采集、实时数据处理和频谱显示功能的硬件平台，在此基础上应用 FFT 技术，形成数字化的频谱分析系统。实验结果表明：该系统能对频率在 032kHz 范围内的信号较好地完成频谱分析。关键词： TMS320VC5402 AT89S52 频谱分析 快速傅里叶变换AbstractReal is the spectrum of the estimated signal power spectrum is widely used in radar, sonar, communications,
5、geological exploration, astronomy, biomedical engineering and other fields. Before the advent of DSP chips in the spectrum analysis method is to rely on implementation of analog filtering, digital signal processing technology for the spectrum analysis provides a new solution. This paper presents a D
6、SP-based spectrum analysis system, the system to TIs DSP chip TMS320VC5402 as a data processing core to AT89S52 for transaction processing core, formed with the data acquisition, 4real-time data processing and spectral display of the hardware platform, On this basis, the application of FFT technique
7、s, the formation of the digital spectrum analysis system. The results show that: the system can in the frequency range of 0 32kHz signal spectrum analysis done better. Key words: TMS320VC5402 AT89S52 FFT spectrum analysis 2 2 概述概述近年来，通信技术的发展日新月异，频谱分析是通信技术发展中受到广泛 应用的一种测试手段。本章是对频谱分析仪的工作原理、发展状况等进行了总 结， 并给出了本文中所设计的频谱分析仪的实现方案和软件流程，并对每章的内容 安 排作了说明。2 21 1 频谱分析仪发展概述频谱分析仪发展概述频谱分析仪被誉为射频领域的示波器，是从事电子产品研发、生产、检验 的常用工具。频谱分析仪从工作原理上可分为模拟式与数字式两大类。模拟式 频谱仪是以模拟滤波器为基础的，也被称为传统频谱分析仪：数字式频谱仪是 以数字滤波器或快速傅里叶变换为基础的，也被称为现代频谱分析仪。随着信 号处理技术和计算机技术的不
