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1、 dsp课程设计报告23500字 DSP课程设计总结（2014-2015学年第2学期）题 目 ： 数据采集处理和控制系统设计专业班级 ：学生姓名 ：学 号 ：指导教师 ：设计成绩 ：2015 年 7 月目 录一 设计目的.1二 系统分析.11.1 设计要求.11.2 主要任务.1三 硬件设计.23.1 硬件总体结构.23.2 DSP模块设计.43.3 电源模块设计.63.4 时钟模块设计.63.5 存储器模块设计.7四 软件设计.94.1 软件总体流程.9 4.2 核心模块及实现代码.9五 课程设计总结.29六 参考文献.29一 设计目的此设计结合硬件、软件得到一个基于TMS320VC5416
2、芯片，能完成数据采集、频谱分析、滤波、LCD显示的DSP系统。以此加强了对DSP功能的认识，复习了Altium Designer软件的使用方法。并在此基础上利用CCS软件编程实现A/D采集，FFT变换处理，低通滤波，显示滤波成分等功能的完整的小型数字处理系统。二 系统分析1.1设计要求(1)硬件设计要求设计一个功能完备的，能够独立运行的精简DSP硬件系统，使用Altium Designer绘制出系统原理图和PCB图。(2)软件设计要求利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个频率的信号叠加。在DSP中采集信号，并且对信号进行频谱分析，滤波等。通过串口命令选择算法功能，将计算的
3、信号频率或者滤波后的信号频率在LCD上显示。1.2主要任务（1）DSP 硬件系统设计设计DSP基本结构并绘制单片机最小系统原理图和PCB图。（2）数据采集处理和控制系统设计利用CCS软件编程实现数据采集x(n)对数据FFT处理、分析频率成分根据频率成 分设计FIR低通滤波器h(n)卷积x(n)*h(n)=y(n)得到滤波之后的信号分析滤波之后y(n)的频率成分LCD显示高频，低频和滤波器的截止频率。1三 硬件设计图1 硬件总体结构本次实验使用TMS320VC5416芯片作为主芯片。外围电路包括：电源、复位电路、时钟发生器（外接晶振或外接晶体）、外部存储器FLASH、仿真接口电路JTAG、外部中
4、断（不用：上拉）、I/O（不用：输出悬空，输入上拉）与主机通信的并行接口HPI（不用：悬空）。（1）原理图设计图2 单片机最小系统原理图2（2）PCB板设计图3 PCB图（1）图4 PCB图（2）3如图所示，由于其右上部分地址线和数据线较多，铺铜不方便，所以Vcore层分布在TM320VC5416芯片的左下部分。+3.3V为顶层红色部分，GND为底层蓝色部分。3.2 DSP模块设计图5 DSP模块（1）上图为TMS320VC5416芯片的设计，该芯片不用的输入引脚要拉高，输出引脚悬空。本设计用到了该芯片的数据信号线，初始化、中断和复位线，部分存储器控制信号线，部分振荡器/定时信号线，串口信号线
5、，电源引脚线和JTAG测试引脚线。主CPU每个电源管脚旁边都有一个0.1uF的去耦电容，去耦电容可以提供较稳定的电源，同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声，间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。CLKMOD1、CLKMOD2、CLKMOD3分别接1、1、0，表示锁相环一倍频4图6 DSP模块（2）图6 DSP模块（3）53.3 电源模块设计图7 电源模块73HD316为DC-DC转换芯片，将+5V电压转换成Vcore和+3.3V电压，电源和地之间要接滤波电容。Vcore为内核电压，+3.3V为外设电压，这样可以减小功耗。3.4 时钟模块设计图8 时钟模块10MHZ晶振的输出接到TM320VC
6、5416芯片的X2/CLKIN管脚，芯片的X1悬空，即使用外部晶振。63.5 存储器模块设计图9 存储器模块存储器的数据线和地址线分别接CPU的数据线和地址线。DSP控制信号R/W_L接FLASH的WE_L和OE表示DSP向FLASH写和从FLASH读有效。当DSP从FLASH读时，DSP输出高电平，但FLASH的OE为低有效，应接一个非门。73.6 复位电路设计图10 复位电路如图所示有两种复位方法：（1）上电复位，利用RC的延迟特性，刚开始上电，由于电容电压不能突变，RESET处为低，直到电容充电完毕，变高，实现复位；（2）手动复位，S1闭合，电容放电，电平变低，断开，电容充电过程与上电复
7、位相同，实现复位。发光二极管用来表示DSP的工作状态三个电源是否正常工作。3.7 仿真接口电路设计图11 仿真接口电路8JTAG仿真接口，用于将外部的程序、数据导入DSP内部，完成运算处理。是外部存储器与DSP的一个媒介。四 软件设计4.1 软件总体流程4.2 核心模块及实现代码（1）主要代码/-头文件-#include DspRegDefine.h /VC5402 寄存器定义#include stdio.h /输入输出接口定义#include math.h /数学计算定义/- /* * 宏定义 */9#define UCHAR#define UINT16#define UINT32unsig
8、ned char unsigned int unsigned long 1 0 #define TRUE #define FALSE#define Length 256 /FFT的点数/-/- LCD 指令 -/基本指令集 RE = 0#define CLEAR 0x0001 /清除显示#define RESAC 0x0002 /位址歸位#define SETPOINT 0x0006 /進入點設定,游標右移,DDRAM 位址計數器（AC）加1 #define CURSOR 0x000F /整體顯示,游標顯示,游標位置反白#define MCURSOR 0x0014 /游標向右移動,AC=AC+
9、1#define FUCSET 0x0030 /功能設定,BIT MPU 控制界面,基本指令集,默认设置 #define CGRAMAC 0x0040 /設定CGRAM 位址#define DDRAMAC 0x0080 /設定DDRAM 位址/第一行AC 範圍為80H.8FH/第二行AC 範圍為90H.9FH/第三行AC 範圍為A0H.AFH/第四行AC 範圍為B0H.BFH/#define READBF RS=0,RW=1,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0/ BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0/ 讀取忙碌旗標（BF）和位址/ 就是读取指
10、令寄存器，PORT8006，BF=1，表示LCD忙碌/#define WRITERAM RS=1,RW=0,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0/ 寫入資料到RAM/ 就是写数据寄存器： PORT8005/#define READRAM RS=1,RW=1,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0/ 讀取RAM 的值/ 就是从数据寄存器讀取資料, PORT8007/擴充指令集 RE=1#define IDLE 0x01 /待命模式#define CGRAMSET 0x02 /捲動位址或RAM 位址選擇#define REVERSE 0x04 /反白選擇#define SLEEP 0x0c /脫離睡眠模式#define EFUCSET 0x66 /擴充功能設定，8 BIT MPU 控制界面，為擴充指令集動作，繪圖顯示O
